一种三维-类电芬顿处理头孢氨苄的水处理系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种三维‑类电芬顿处理头孢氨苄的水处理系统，包括反应器、供水装置、曝气装置、加药装置和电源，反应器包括相连通的三维‑类电芬顿反应区I、生物滤料反应区和三维‑类电芬顿反应区II，三维‑类电芬顿反应区I和三维‑类电芬顿反应区II内均填充炼铁污泥基Co/Fe

【技术实现步骤摘要】
一种三维-类电芬顿处理头孢氨苄的水处理系统
本技术涉及水处理
，尤其涉及一种三维-类电芬顿处理头孢氨苄的水处理系统。
技术介绍
头孢氨苄(Cefalexin)是一种头孢菌素类抗生素，它能抑制细胞壁的合成，使细胞内容物膨胀至破裂溶解，杀死细菌。头孢氨苄在水体中长期大量存在，具有高度水溶性、持久性、生物积累性(有的具有脂溶性)、长距离迁移的特性，污染饮用水，会对生态系统和人类健康造成巨大的直接或潜在威胁，对生物体有生物毒性。生物法、膜处理技术和混凝技术等对DIC的去除效果不理想。高级氧化法产生的强氧化活性物质对大分子有机物具有强氧化作用，有利于处理污水中的头孢氨苄，而三维电极是一种新型的高级氧化方法，其反应区域不再局限于电极的简单几何表面上，而是在整个床层的三维空间表面上进行，近年来有较多的研究。专利CN102070230A公开了一种三维电极电芬顿去除水中有机物的方法及装置，所述的装置包括反应室和气室，反应室内设置碳材料阴极、铁板阳极和固定床三维粒子电极，碳材料阴极和铁板阳极分别连接电源的两极，通电后，阳极氧化生成铁离子，阴极表面生成过氧化氢，铁离子和过氧化氢构成电芬顿试剂氧化去除废水中的有机物。阳极氧化生成铁离子后，阳极被消耗，一方面，使处理过程中需要不断更换阳极板，成本较高，更换时需要停工，影响上游生产，不能形成连续处理；另一方面，阳极消耗后生成的铁离子会随着污水一起流出，无法继续使用，需要不断消耗阳极产生铁离子，不利于循环利用，增加成本，且铁泥随污水流出后沉淀在污水中形成会形成二次污染，增加处理成本。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供一种三维-类电芬顿处理头孢氨苄的水处理系统，更好的处理城市污水中的头孢氨苄污染物。本技术是通过如下技术方案实现的，提供一种三维-类电芬顿处理头孢氨苄的水处理系统，包括反应器、供水装置、曝气装置、加药装置和电源，所述供水装置、所述曝气装置和所述电源分别连接所述反应器。所述反应器包括互相连通的三维-类电芬顿反应区I、生物滤料反应区和三维-类电芬顿反应区II，所述三维-类电芬顿反应区I位于所述生物滤料反应区的左侧，所述三维-类电芬顿反应区II位于所述生物滤料反应区的右侧，所述三维-类电芬顿反应区I左下设置有进水口，所述供水装置通过所述进水口连通所述反应器，所述三维-类电芬顿反应区II右上设置有出水口；所述三维-类电芬顿反应区I和所述三维-类电芬顿反应区II内均填充炼铁污泥基Co/Fe0粒子电极，所述三维-类电芬顿反应区I和所述三维-类电芬顿反应区II内分别固定有主电极阳极和主电极阴极，所述电源的正负极分别电连接所述主电极阳极和主电极阴极。所述生物滤料反应区内填充生物滤料。本技术提供的水处理系统，包括三维-类电芬顿反应区I和三维-类电芬顿反应区II，所述的三维-类电芬顿反应区I和三维-类电芬顿反应区II之间设置生物滤料反应区，污水携带加药装置加入的过硫酸盐自左侧进水口进入后首先经过首先进入三维-类电芬顿反应区I进行预处理，提高污水的可生化性，然后经过生物滤料反应区，在生物滤料的作用下，污水中小分子有机物得以降解，然后进入三维-类电芬顿反应区II进行深度处理难生物降解的物质。在三维-类电芬顿反应区II中粒子电极负载的Fe0作用下，过硫酸盐被活化产生硫酸根自由基，电催化产生羟基自由基，通过硫酸根自由基和羟基自由基有效降解水中的污染物。三维-类电芬顿反应区II中粒子电极负载的Fe0可以活化过硫酸盐，Fe0活化过硫酸盐可以产生Fe2+，Fe2+可继续活化过硫酸盐产生Fe3+，Fe3+还可以和Fe0反应产生Fe2+继续活化过硫酸盐，且Fe3+在阴极得到一个电子被还原为Fe2+，使粒子电极持续高效的发挥作用，实现污水的连续处理；将Fe0负载于粒子电极上，不需要消耗阳极产生Fe2+，减少了阳极消耗的成本，并且不需要停工更换阳极，不影响上游生产，减少了停工更换阳极产生的成本，负载于粒子电极上的Fe0与粒子电极形成一个统一的整体，不会随污水流出，持续发挥作用的同时不会对污水造成进一步污染。作为优选，所述三维-类电芬顿反应区I和所述生物滤料反应区之间、所述生物滤料反应区和所述三维-类电芬顿反应区II之间分别固定有隔板，所述隔板上设置有通孔，以使三维-类电芬顿反应区I、生物滤料反应区和三维-类电芬顿反应区II连通。作为优选，所述主电极阳极为PANI/Ti主电极阳极，所述PANI/Ti主电极阳极为负载聚苯胺的多孔钛网；所述主电极阴极为碳纤维。聚苯胺作为一种导电聚合物，负载于多孔钛网表面，能有效提高主电极阳极的抗腐蚀性，降低阳极消耗的成本。作为优选，所述反应器还包括曝气区，所述曝气区位于所述三维-类电芬顿反应区I、生物滤料反应区和三维-类电芬顿反应区II的下方，且所述曝气区通过单层多孔承托板分别联通所述述三维-类电芬顿反应区I、生物滤料反应区和三维-类电芬顿反应区II，所述曝气装置连通所述曝气区。作为优选，所述供水装置包括依次连通的水箱、计量泵和进水管，所述进水管连通所述进水口。所述水箱经过计量泵计量后通过进水管连通反应器，水箱内的污水可以连续的进入反应器进行处理，水箱内的污水还可以进行补充，实现污水的连续处理，使用方便。作为优选，所述曝气装置包括依次连通的空压机、进气管和曝气头，所述曝气头位于所述曝气区内，所述曝气头的数量可以是一个也可以是多个，当曝气头的数量为多个时，可以均匀设置于曝气区的底部，通过曝气区使整个反应区曝气均匀。作为优选，所述加药装置包括依次连通的加药箱和加药管，所述加药管连通所述进水管。过硫酸盐的添加采用向供水装置的水箱中添加的方式时，可能存在过硫酸盐损失的情况，使过硫酸盐的初始浓度发生改变，直接向反应器中添加则不方便，本技术的加药装置将过硫酸盐加入至进水管内，使过硫酸盐随污水一同进入反应器内，采用加药装置添加过硫酸盐可以避免过硫酸盐的损失，保证过硫酸盐的初始浓度。本技术实施例提供的技术方案可以包含以下有益效果：本技术提供的水处理系统，包括三维-类电芬顿反应区I和三维-类电芬顿反应区II，所述的三维-类电芬顿反应区I和三维-类电芬顿反应区II之间设置生物滤料反应区，供水装置中的污水携带加药装置加入的过硫酸盐首先经左侧入水口进入三维-类电芬顿反应区I进行预处理，提高污水的可生化性，然后经过生物滤料反应区，在生物滤料的作用下，污水中小分子有机物得以降解，然后进入三维-类电芬顿反应区II进行深度处理难生物降解的物质。在三维-类电芬顿反应区II中粒子电极负载的Fe0作用下，过硫酸盐被活化产生硫酸根自由基，电催化产生羟基自由基，通过硫酸根自由基和羟基自由基有效降解水中的污染物。粒子电极负载的Fe0可以活化过硫酸盐，生成硫酸根自由基，即：Fe0+2Fe3+-→3Fe2+；以Fe0作为活化剂时，活化过硫酸盐产生的Fe2+可再次活化过硫酸盐，使活化效率大大提高，且所生成的Fe3+在阴极被还原成Fe2+，继续活化过硫酸盐，保证炼铁污泥基/Fe0粒子电极持久高效催化头孢氨苄。另外，在电场作用下，Fe3+得电子生成Fe2+继续活化过硫酸盐，即：Fe3++e-→Fe2+；S2O82-+Fe2+→Fe3++SO42-+SO4.-；其中，反应生成的Fe本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维‑类电芬顿处理头孢氨苄的水处理系统，其特征在于，包括反应器（1）、供水装置（9）、曝气装置（8）、加药装置（10）和电源（11），所述供水装置（9）、所述曝气装置（8）和所述加药装置（10）分别连接所述反应器（1）；所述反应器（1）包括互相连通的三维‑类电芬顿反应区I（5）、生物滤料反应区（6）和三维‑类电芬顿反应区II（7），所述三维‑类电芬顿反应区I（5）位于所述生物滤料反应区（6）的左侧，所述三维‑类电芬顿反应区II（7）位于所述生物滤料反应区（6）的右侧，所述三维‑类电芬顿反应区I（5）左下方设置有进水口，所述供水装置（9）通过所述进水口连通所述反应器（1），所述三维‑类电芬顿反应区II（7）右上方设置有出水口；所述三维‑类电芬顿反应区I（5）和所述三维‑类电芬顿反应区II（7）内均填充炼铁污泥基Co/Fe0粒子电极，所述三维‑类电芬顿反应区I（5）和所述三维‑类电芬顿反应区II（7）内分别固定有主电极阳极（12）和主电极阴极（13），所述电源（11）的正负极分别电连接所述主电极阳极（12）和主电极阴极（13），所述生物滤料反应区（6）内填充生物滤料。

【技术特征摘要】
1.一种三维-类电芬顿处理头孢氨苄的水处理系统，其特征在于，包括反应器（1）、供水装置（9）、曝气装置（8）、加药装置（10）和电源（11），所述供水装置（9）、所述曝气装置（8）和所述加药装置（10）分别连接所述反应器（1）；所述反应器（1）包括互相连通的三维-类电芬顿反应区I（5）、生物滤料反应区（6）和三维-类电芬顿反应区II（7），所述三维-类电芬顿反应区I（5）位于所述生物滤料反应区（6）的左侧，所述三维-类电芬顿反应区II（7）位于所述生物滤料反应区（6）的右侧，所述三维-类电芬顿反应区I（5）左下方设置有进水口，所述供水装置（9）通过所述进水口连通所述反应器（1），所述三维-类电芬顿反应区II（7）右上方设置有出水口；所述三维-类电芬顿反应区I（5）和所述三维-类电芬顿反应区II（7）内均填充炼铁污泥基Co/Fe0粒子电极，所述三维-类电芬顿反应区I（5）和所述三维-类电芬顿反应区II（7）内分别固定有主电极阳极（12）和主电极阴极（13），所述电源（11）的正负极分别电连接所述主电极阳极（12）和主电极阴极（13），所述生物滤料反应区（6）内填充生物滤料。2.根据权利要求1所述的一种三维-类电芬顿处理头孢...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪，于衍真，索宁，李靓，李和平，巩玉帅，
申请(专利权)人：齐鲁理工学院，
类型：新型
国别省市：山东,37