四相催化氧化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种四相催化氧化装置。它包括带不导电外壳的密闭槽体，槽体底部通入布水管；布水管上方设承托板，承托板上的出水孔处装有滤帽；承托板上面设鹅卵石垫层；分别与鼓风风机或者臭氧发生器连接的曝气器插入鹅卵石垫层中；槽体下部装填活性炭催化氧化填料；槽体内两侧设若干块电极板；槽体上部通入喷淋水管；槽体顶部与引风机连接。本实用新型专利技术集成空气/臭氧曝气系统、石墨烯涂层活性炭催化填料系统、电极催化系统、布水喷淋反洗系统、排风系统等，通过对极板间电压、电流、极板间距、操作PH值等的控制，在更低的电压、电流情况下，在单位体积内形成密度更高的具有强氧化性的·OH基团作为中间产物实现污染物的深度氧化分解。

【技术实现步骤摘要】
四相催化氧化装置
本技术属于废水处理
，涉及一种四相催化氧化装置。该装置主要针对工业企业如制药、化工、农药、焦化、燃料等行业排放的高COD、高盐分的、具有生物毒性或者生物抑制作用的废水COD进行脱除。
技术介绍
高盐、高COD、有生物毒性或者生物抑制作用的废水处理一直是企业最为头疼的问题，其有机物含量高，可生化性差，难以被微生物降解。对于此类废水，较常见的处理工艺包括：(1)、吸附法；(2)、空气/臭氧氧化技术；(3)、Feton氧化技术；(4)、电催化氧化技术；(5)、焚烧技术。但这些方法都有自己的特点和局限性。(1)、吸附处理工艺主要针对低浓度废水的深度处理，在处理高浓度废水时，吸附剂非常容易达到吸附饱和状态，频繁更换成本昂贵，当采用再生处理时，需要在体外再生，操作繁琐，且损耗大；(2)、空气/臭氧氧化技术，空气曝气氧化技术，主要用于生物处理好氧段，对于可生化性较好的废水，据有低能耗的优势，是目前最常使用的一种工艺，但对于高浓度COD、具有生物毒性或抑制作用的废水，其氧化能力太弱，处理效果非常差。臭氧氧化具有氧化能力强，反应速度块，不产生污泥及二次污染等优点，其一般作为废水处理的后续深度处理工段，当直接应用于高浓度废水处理时，投加量巨大却利用率低，且臭氧氧化具有一定的选择性，并不一定能很好的氧化很多的有机污染物质；(3)、Feton氧化技术通过向废水中投加一定比例的FeSO4和H2O2，使废水中产生大量的·OH基团，利用·OH基团的强氧化性能和废水中的有毒有害物质以及难降解的有机物发生反应并生成无害的二氧化碳和水而达到污染物去除的目的，具有快速、高效、无污染等优点，但该技术PH适应范围窄，需要调整PH为3-5，同时Fe2+用量大，在反应后会产生大量的含铁污泥沉淀，H2O2用量大，处理成本高；(4)、电催化氧化技术在废水处理中的应用研究非常广泛，优点很多，主要有处理效率高，操作方便，适用范围广，可控性强易实现自动化，环境兼容性好等优点，但由于极板材料、处理溶液导电性能、填料成份材质等原因限制，其往往析氧电位低，在催化降解水中的有机物时，会导致电流效率降低、电极寿命短，大量的能耗用于产生氢气、氧气等缺点。如：二维电催化氧化，其主要产生羟基自由基的位置为电极板平面位置；常规三维电催化氧化，虽然产生羟基自由基发生在整个容器空间，但其填料系统当采用贵金属催化剂时成本较高，贵金属容易溶出、积碳，失去催化活性。同样当采用溶出式铁质电极板时，会产生大量的铁盐污泥沉淀，而采用非溶出的极板而处理水质盐分较低时，其需要采取较高的操作电压(电压升高，电解水的速度变快，大量的能耗用于电解水而不是产生羟基自由基，同时产生大量的氢气和氧气)，或者另外投加电解质(如NaCl等，增加额外的处理成本)；(5)、废水的焚烧处理技术主要针对COD>100000ml/L、热值>4.1868*2500kJ/kg的高浓度废水，对于COD浓度相对较低的废水用焚烧法处理比其他方法更耗能，不具备实际操作性。当溶液中含有氯离子浓度较高时，焚烧炉腐蚀非常严重。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能实现污染物的深度氧化分解的四相催化氧化装置。本技术的构思如下：产生羟基自由基的能力是高级氧化工艺好坏的一个评判指标，常规的高级氧化工艺中虽然或多或少都能实现产生羟基自由基，但往往具有一定的局限性，如：二维电催化氧化，其主要产生羟基自由基的位置为电极板平面位置；常规三维电催化氧化，虽然产生羟基自由基发生在整个容器空间，但其填料系统当采用贵金属催化剂时成本较高，贵金属容易溶出、积碳，失去催化活性；Fonten试剂及组合工艺为了得到大量的羟基自由基，需要调整水质为强酸性(PH：3-5)，耗费大量的硫酸，同时需要外加双氧水及亚铁，并产生很多污泥；活性碳系统在处理高浓度有机废水时，很快就会饱和并需要频繁体外再生，不具备实际操作型；氯系氧化剂及臭氧的氧化能力较弱(氧化电位较羟基自由基低)，很多的有机物不能被氧化。四相催化氧化技术充分考虑了以上废水处理工艺缺陷并做适当调整。利用四相催化氧化技术，在不投加任何铁盐及铁质极板情况下，在一个不导电的外壳容器内(PP/PVC等)内，集成特质活性炭催化氧化填料(具有多孔特性，在催化剂和外加电场作用下，有机污染物质在线吸附并分解(解析))、空气/臭氧曝气装置(在外加电场下，氧气/臭氧作为原料并产生羟基自由基，氧气/臭氧的利用率大幅提升，且氧化不具备选择性，几乎可以氧化所有的有机物)、特质涂层电极板(覆盖有钌铱钯铂涂层钛基电极板，涂层使析氢、析氧更容易，提高了催化活性，使电能主要用于产生羟基自由基而不是电解水，特质活性炭催化氧化填料覆盖有石墨烯涂层，石墨烯具有良好的导电性能，降低了操作电压，整个羟基自由基的产生发生在整个容器空间内，而不仅仅在二维电极板平面，特质活性炭催化氧化填料添加有又非贵金属催化剂和电子助剂，金属不易溶出，积碳而失去活性，在没有使用铁质极板和投加亚铁盐、双氧水情况下稳定产生羟基自由基，·OH基团具有较高的氧化电极电位(2.8V),比O3(2.07V)和H2O2(1.76V)分别高35％和59％，氧化能力仅次于氟)、反洗装置、喷淋装置、排风系统、电流电压控制装置等。通过对极板间电压、电流、极板间距、操作PH值等的控制，在更低的电压、电流情况下，在单位体积内形成密度更高的具有强氧化性的·OH基团作为中间产物实现污染物的深度氧化分解。本技术的技术方案如下：本技术一种四相催化氧化装置，该装置包括一个具有不导电外壳的密闭容器即催化氧化槽槽体，槽体底部通入布水管，布水管上设有许多布水孔；布水管入口分别与进水泵出口、反洗水泵出口连接；布水管上方设有承托板，承托板上设有许多出水孔，出水孔处安装有滤帽；承托板上面设有鹅卵石垫层(承托板上堆积有鹅卵石)；曝气器插入鹅卵石垫层中，曝气器入口分别与鼓风风机出口或者臭氧发生器出口连接；鹅卵石垫层上面的槽体下部空间内装填有活性炭催化氧化填料；槽体内部两侧分别设置若干块电极板，其中一部分是阳极板，另一部分是阴极板，阳极板、阴极板分别与电源的正负极连接(电源处设有电流表和电压表)；槽体上部设有出水堰；在槽体上部出水堰上方通入喷淋水管，喷淋水管入口与喷淋水泵出口连接；喷淋水管下部设有喷嘴；槽体顶部通过引风管与引风机连接；催化氧化槽后方连接出水槽(堰流连接)；喷淋水泵入口与出水槽中部出水口连接。进一步地，催化氧化槽槽体两侧内壁上设有凹槽，阳极板、阴极板分别插入两侧的凹槽中。进一步地，反洗水泵入口与出水槽下部出水口连接；出水泵入口与出水槽中下部出水口连接。更进一步地，所述阳极板、阴极板两块电极板为钌依钯铂涂层钛基电极板。更进一步地，所述活性炭催化氧化填料为石墨烯涂层活性炭催化氧化填料。更进一步地，所述不导电外壳材质为PP或PVC。本技术的四相催化氧化技术采用了：1、空气/臭氧曝气系统提供羟基自由基原料；2、石墨烯涂层活性炭催化填料系统，填料添加稀土催化剂锰铈氧化物(Mn-Ce-O)和电子助剂(K2O)；3、涂有钌铱钯铂涂层的钛基电极板；4、喷淋装置；5、排风系统6、反洗系统本技术的有益效果：本技术的四相催化氧化装置是在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四相催化氧化装置，其特征在于，该装置包括一个具有不导电外壳的密闭容器即催化氧化槽槽体，槽体底部通入布水管，布水管上设有许多布水孔；布水管入口分别与进水泵出口、反洗水泵出口连接；布水管上方设有承托板，承托板上设有许多出水孔，出水孔处安装有滤帽；承托板上面设有鹅卵石垫层；曝气器插入鹅卵石垫层中，曝气器入口与鼓风风机出口或者臭氧发生器出口连接；鹅卵石垫层上面的槽体下部空间内装填有活性炭催化氧化填料；槽体内部两侧分别设置若干块电极板，其中一部分用做阳极板，另一部分用做阴极板，阳极板、阴极板分别与电源的正负极连接；槽体上部设有出水堰；在槽体上部出水堰上方通入喷淋水管，喷淋水管入口与喷淋水泵出口连接；喷淋水管下部设有喷嘴；槽体顶部通过引风管与引风机连接；催化氧化槽后方连接出水槽；喷淋水泵入口与出水槽中部出水口连接。

【技术特征摘要】
1.一种四相催化氧化装置，其特征在于，该装置包括一个具有不导电外壳的密闭容器即催化氧化槽槽体，槽体底部通入布水管，布水管上设有许多布水孔；布水管入口分别与进水泵出口、反洗水泵出口连接；布水管上方设有承托板，承托板上设有许多出水孔，出水孔处安装有滤帽；承托板上面设有鹅卵石垫层；曝气器插入鹅卵石垫层中，曝气器入口与鼓风风机出口或者臭氧发生器出口连接；鹅卵石垫层上面的槽体下部空间内装填有活性炭催化氧化填料；槽体内部两侧分别设置若干块电极板，其中一部分用做阳极板，另一部分用做阴极板，阳极板、阴极板分别与电源的正负极连接；槽体上部设有出水堰；在槽体上部出水堰上方通入喷淋水管，喷淋水管入口与喷淋水泵出口连接；喷淋水管下部设有喷嘴；槽体顶部通过引风管与引风机连接；催化氧化槽后方连接出水槽；喷淋水泵入口与出水槽中部出水口连接。2.如权利要求1所述的四相...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艺，王信，王长昊，高舒乐，
申请(专利权)人：上海未来企业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31