一种铁曝气‑光催化有机废水降解装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种铁曝气‑光催化有机废水降解装置，包括套叠设置并相互连通的用于对废水进行微电解处理的内罐体和对微电解处理后的废水进行光催化降解的外罐体，内罐体中设有阴电极、环绕内罐体内壁的阳电极、填加在阴电极和阳电极之间的铁炭填料以及与铁炭填料接触的多个微孔曝气头，阴电极和阳电极分别与电源连接；外罐体中设有至少一个外壁涂有TiO2涂层的石英套筒，石英套筒内部设置紫外灯。本发明专利技术将铁曝气技术与光催化降解技术相结合，通过电化学与光化学催化降解的协同、耦合作用，先由曝气系统对高浓度废水进行破络，降低废水的色度及COD含量，提高废水的透光性，然后经过光催化反应进一步去处废水中的有机污染物。

【技术实现步骤摘要】
一种铁曝气-光催化有机废水降解装置
本专利技术涉及一种有机废水处理装置，具体涉及一种铁曝气-光催化有机废水降解装置，属于废水处理领域。
技术介绍
工业有机废水污染物浓度大，色度高，含有一些有毒化合物，可生化性差，直接使用生物法处理难度很大。光催化降解处理技术，作为一种有效的针对有机污染物废水的无害化处理技术，近年来颇受关注。该技术能耗低，能有效地破坏许多结构稳定、微生物难以降解的有机污染物，但也存在反应低效率等问题。由于光催化氧化反应是基于废水体系对光能量的吸收，被处理体系必须具有良好的透光性，而高浓度工业有机废水具有杂质多、池度高、色度高和透光性差的特点，反应比较难以进行。因此，在废水处理中难以单独应用，需要与其它方法联用或用作废水的深度处理。铁曝气技术是基于电化学氧化还原、床层过滤等综合作用。电极反应具有高的化学活性，新生态的氢能与废水中的许多组分发生氧化还原作用，破坏废水中的发色或助色基团；大分子物质分解为小分子的中间体，使某些难生化降解物质转变为易生化处理物质，提高废水的可生化性。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种能够有效降解高浓度工业废水的铁曝气-光催化有机废水降解装置。技术方案：本专利技术涉及一种铁曝气-光催化有机废水降解装置，包括套叠设置并相互连通的用于对废水进行微电解处理的内罐体和用于对微电解处理后的废水进行光催化降解的外罐体；内罐体中设有阴电极、环绕内罐体内壁的阳电极、填加在阴电极和阳电极之间的铁炭填料以及与铁炭填料接触的多个微孔曝气头，阴电极和阳电极分别与电源连接；外罐体中设有至少一个外壁涂有TiO2涂层的石英套筒，石英套筒内部设置紫外灯。本专利技术通过将铁曝气与光催化相结合的技术，利用电化学与光化学催化降解的协同作用处理废水，先由内罐体中的铁曝气区域对废水进行微电解反应，降低废水的色度和COD含量，提高废水的透光性，然后经过光催化氧化处理，有效强化污水处理效果，提高废水的可生化性。具体的，阳电极为不锈钢阳电极，阴电极为石墨阴电极。优选的，铁炭填料形成的填料层的高度低于阴电极和阳电极的高度。此时，可以充分的在铁炭原子间形成微电极。较优的，内罐体的罐壁上设有与外罐体连通的出水口，出水口的高度高于铁炭填料形成的填料层的高度。以防止铁炭填料自出水口流失、进入后续光催化区域，影响光催化反应时光的通透性。进一步的，内罐体外壁与外罐体内壁之间的距离为10～30cm。此时，光的穿透能力较强，有利于光催化降解反应的进行。更进一步的，内罐体外壁与外罐体内壁之间的距离为15～25cm。此时，光的穿透能力最强。优选的，石英套筒的直径为4～15cm。直径过大会影响紫外光在水相中的透射距离，影响光催化降解反应。较优的，外罐体中设有两个以上的石英套筒，相邻两个石英套筒之间的距离为10～30cm。紫外光有一定的透射距离，相邻两个石英套筒距离过大，会影响整个系统中紫外光的分布，进而影响光催化效果。具体的，上述铁炭填料为铁炭颗粒或规整铁炭填料。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的显著优点在于：(1)本专利技术将铁曝气技术与光催化降解技术相结合对高浓度废水进行处理，先由曝气系统进行破络，曝气系统采用铁炭填料，通过FeC微电解过程中产生的还原性氢，对废水中的有机物进行破络，降低废水的色度及COD的含量，提高废水的透光性，有效强化光子传递效率，然后经过光催化反应进一步去处废水中的有机污染物；通过电化学与光化学催化降解这两种降解方式的协同、耦合作用，强化了污水处理效果，一揽子解决了现有技术中高浓度有机废水处理存在的问题；(2)本专利技术采用的双层罐体结构，能够有效强化氧气传质；同时废水经微电解处理后即进入光催化反应区域，通过连续流的处理方式，不需要大的调节池，相较于间歇式的处理方式，工艺控制简单易行；(3)本专利技术采用一体化的铁曝气-光催化有机废水降解装置进行废水处理，相较于现有的一些简单组合串联的设备，本专利技术的装置体积小，占用空间少；而且，结构简单，制造方便，可根据需要制成不同大小的装置，工业实用性强。附图说明图1为本专利技术的铁曝气-光催化有机废水降解装置的结构示意图；图2为本专利技术的铁曝气-光催化有机废水降解装置的A-A剖视图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。如图1和2所示，本专利技术的一种铁曝气-光催化有机废水降解装置，包括套叠设置的内罐体5和外罐体6，内罐体5与外罐体6相连通。内、外罐体可呈长方体形、圆柱体形、多棱柱体形或其他多面体形，内、外罐体可由有机玻璃、不锈钢、玻璃钢等材料制成，优选有机玻璃和不锈钢。内罐体5中设有铁曝气区域，对废水进行微电解处理。铁曝气区域由阴电极4、阳电极3、铁炭填料7及微孔曝气头8构成，其中，阳电极3沿着内罐体5的内壁环绕设置，阴电极4设置在内罐体5罐腔中任意位置，如可将阴电极4设置在罐腔中间；在阴电极4和阳电极3之间填加铁炭填料7，如铁炭颗粒、规整铁炭填料；铁炭填料7形成的填料层的高度略低于阴电极4和阳电极3的高度，以使铁炭原子间充分地形成微电极；微孔曝气头8与铁炭填料7接触，使铁炭填料7进行铁曝气反应。可采用石墨和不锈钢分别作为铁曝气区域的阴电极4和阳电极3，高电位的炭，成为阴极，低电位的铁，成为阳极。阴电极4、阳电极3分别与电源连接，通电后，两者之间构成无数的微型回路；微孔曝气头8与铁炭填料7接触，铁炭填料7在微型回路中进行铁曝气反应，产生一定量的新生态氢，新生态氢具有很强的还原性，破坏废水中络合而成的大分子发色或助色基团，使大分子物质分解为小分子的中间体，并将某些难生化降解物质转变为易生化降解物质，进而降低废水的色度及COD含量，强化光子传递效率，提高废水的透光性。内罐体5与外罐体6相连通，可在内罐体5罐壁上设置出水口，使内罐体5与外罐体6连通，该出水口的高度高于铁炭填料7形成的填料层的高度，防止铁炭填料7流失进入后续光催化区域，影响光催化反应时光的通透性。内罐体5外壁与外罐体6内壁之间的距离不限，可为10～30cm之间，此时，光的穿透能力较强，有利于光催化降解反应的进行；当内罐体5外壁与外罐体6内壁之间的距离为15～25cm时，光的穿透能力最强。外罐体6中设有石英套筒1，石英套筒1外壁涂有TiO2涂层2，石英套筒1内部设置紫外灯，形成光催化区域。石英套筒1的上端可设有密封螺母；石英套筒1的直径不大于内罐体5外壁与外罐体6内壁之间的距离，可为4～15cm之间，最好是6～10cm，直径过大会影响紫外光在水相中的透射距离，影响光催化降解反应。石英套筒1的数量可为一个或多个，其在外罐体中任意排设，当石英套筒1的数量为两个以上时，相邻两个石英套筒1之间的距离可为10～30cm，最好是10～20cm，由于紫外光有一定的透射距离，两石英套筒距离过大，会影响整个系统中紫外光的分布，进而影响光催化效果。废水经内罐体5的铁曝气区域微电解处理后，透光性较高，进入外罐体6的光催化区域中进行再次降解。如图1所示，在内罐体5底部设置废水进口9，在外罐体6底部设置废水出口10，将石墨阴电极和不锈钢阳电极用带有套管密封螺母的连接线与外部直流电源连接，并在内罐体5底部设置多个微孔曝气头8，废水经由废水进口9进入内罐体5中，先由铁曝气区域进行微电解处理，对废水中的有机物有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁曝气‑光催化有机废水降解装置，其特征在于，包括套叠设置并相互连通的用于对废水进行微电解处理的内罐体(5)和用于对微电解处理后的废水进行光催化降解的外罐体(6)；所述内罐体(5)中设有阴电极(4)、环绕内罐体(5)内壁的阳电极(3)、填加在阴电极(4)和阳电极(3)之间的铁炭填料(7)以及与铁炭填料(7)接触的多个微孔曝气头(8)，所述阴电极(4)和阳电极(3)分别与电源连接；所述外罐体(6)中设有至少一个外壁涂有TiO2涂层(2)的石英套筒(1)，所述石英套筒(1)内部设置紫外灯。

【技术特征摘要】
1.一种铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，包括套叠设置并相互连通的用于对废水进行微电解处理的内罐体(5)和用于对微电解处理后的废水进行光催化降解的外罐体(6)；所述内罐体(5)中设有阴电极(4)、环绕内罐体(5)内壁的阳电极(3)、填加在阴电极(4)和阳电极(3)之间的铁炭填料(7)以及与铁炭填料(7)接触的多个微孔曝气头(8)，所述阴电极(4)和阳电极(3)分别与电源连接；所述外罐体(6)中设有至少一个外壁涂有TiO2涂层(2)的石英套筒(1)，所述石英套筒(1)内部设置紫外灯。2.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述阳电极(3)为不锈钢阳电极，所述阴电极(4)为石墨阴电极。3.根据权利要求1所述的铁曝气-光催化有机废水降解装置，其特征在于，所述铁炭填料(7)形成的填料层的高度低于所述阴电极(4)和所述阳电极(3)的高度。4.根据权利要求1所述的铁曝...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱辉，丁成，杨百忍，陈天明，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32