原位生成双氧水和高铁酸盐耦合水处理深度净化装置及处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了原位生成双氧水和高铁酸盐耦合水处理深度净化装置，所述装置包括溶液外循环单元、深度净化单元、空气泵单元和电控单元。本发明专利技术还公开了基于所述装置的污水处理方法。本发明专利技术引入电化学气体扩散体系，以相同制备工艺制得电化学阴极和阳极，简化工艺流程，电化学阴极可高效利用氧气，高效原位生成双氧水；同时电化学阳极可提供稳定铁源，电解碱液高效生成高铁酸盐。通过离子交换膜有效控制阴阳极区的溶液pH，抑制副反应，降低体系能耗。单原子铁的少量引入，可提高高铁酸盐的生成速率和产率，提高体系耦合效果，有助于加速降解有机物。以空气为氧气源，成本低廉；电极材料取材方便，可在线清洗，节约成本。

【技术实现步骤摘要】
原位生成双氧水和高铁酸盐耦合水处理深度净化装置及处理方法
本专利技术属于污水深度净化领域，涉及新型有机污染物的降解去除工艺，尤其涉及原位生成双氧水和高铁酸盐耦合水处理深度净化装置及处理方法。
技术介绍
目前，污水处理厂常用化学法、物理法和生物法去除传统污染物，但对于新型有机物废水去除效果有限，特别是具有抗药性的高浓度医疗废水，其不完全去除的废水排入到环境中，带来了潜在危害。高铁酸盐具备有氧化、吸附、絮凝、杀菌等多种作用，正成为新型高效多功能水处理剂，为正四面体晶体结构，干燥环境下稳定，遇水分解，稳定性较差，长期存放后导致产生大量Fe3+，使得去除性能大大降低。目前常用的高铁酸盐制备方法有熔融法、氯酸盐氧化法、电解法，前两种制备方法反应条件苛刻，制备成本高，而电解法存在着分离提纯难点，同时也难以长期保存。原位生成高铁酸盐直接应用于有机废水的治理，可避免上述困难，但受限于效率；而高铁酸钾在反应过程中会产生过渡金属铁离子，可与双氧水形成芬顿体系，加速反应进程，提高水处理效能。同样因单原子铁的高活性，也可提高溶液中高铁酸盐的生成效率。电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位生成双氧水和高铁酸盐耦合水处理深度净化装置，其特征在于，所述装置包括溶液外循环单元、深度净化单元、空气泵单元和电控单元；/n所述溶液外循环单元包括循环泵（20）和有机废水临时罐体（21）；/n所述深度净化单元依次包括阳极区和对称设置在阳极区左右两边的第一阴极区和第二阴极区，所述第一阴极区和阳极区通过第一离子交换膜（12）隔开，所述阳极区和第二阴极区通过第二离子交换膜（15）隔开，所述第一阴极区垂直水平面设有第一纳米曝气盘（10）和与其平行设置的第一电化学阴极（11），所述阳极区设有电化学阳极（14），所述第二阴极区垂直水平面设有第二电化学阴极（16）和与其平行设置的第二纳米曝气盘（...

【技术特征摘要】
1.一种原位生成双氧水和高铁酸盐耦合水处理深度净化装置，其特征在于，所述装置包括溶液外循环单元、深度净化单元、空气泵单元和电控单元；
所述溶液外循环单元包括循环泵（20）和有机废水临时罐体（21）；
所述深度净化单元依次包括阳极区和对称设置在阳极区左右两边的第一阴极区和第二阴极区，所述第一阴极区和阳极区通过第一离子交换膜（12）隔开，所述阳极区和第二阴极区通过第二离子交换膜（15）隔开，所述第一阴极区垂直水平面设有第一纳米曝气盘（10）和与其平行设置的第一电化学阴极（11），所述阳极区设有电化学阳极（14），所述第二阴极区垂直水平面设有第二电化学阴极（16）和与其平行设置的第二纳米曝气盘（17），所述第一阴极区底部设有溶液入口（19），所述第二阴极区顶部设有溶液出口（8），所述溶液入口（19）与循环泵（20）相连通，所述溶液出口（8）与有机废水临时罐体（21）相连通；
所述空气泵单元包括第一空气泵（9）和第二空气泵（18），所述第一空气泵（9）和第二空气泵（18）分别将空气通过第一纳米曝气盘（10）和第二纳米曝气盘（17）输送到第一电化学阴极（11）和第二电化学阴极（16）表面；
所述电控单元包括电源（1）、第一负极开关（2）、正极开关（3）和第二负极开关（4）；所述第一负极开关（2）控制第一电化学阴极（11），所述正极开关（3）控制电化学阳极（14），所述第二负极开关（4）控制第二电化学阴极（16）。


2.根据权利要求1所述的原位生成双氧水和高铁酸盐耦合水处理深度净化装置，其特征在于，所述深度净化装置的罐体为长方体结构。


3.根据权利要求1所述的原位生成双氧水和高铁酸盐耦合水处理深度净化装置，其特征在于，所述阳极区还设有单原子铁粒子电极（13）。


4.根据权利要求1所述的原位生成双氧水和高铁酸盐耦合水处理深度净化装置，其特征在于，所述第一阴极区、阳极区和第二阴极区顶部分别设有第一处理罐体出入口（5）、处理罐体出入口（6）和第二处理罐体出入口（7）。


5.根据权利要求1所述的原位生成双氧水和高铁酸盐耦合水处理深度净化装置，其特征在于，电化学阴阳极间电压为5-20V，所述阳极区溶液pH为10-13；所述电化学阳极为碳铁电极，所述阳极区电解质为NaOH或KOH，浓度为10-16mol/L，所述第一电化学阴极（11）和第二电化学阴极（16）为碳材料气体扩散电极，尺寸大小与电化学阳极（14）相同，厚度5-10mm，所述阳极区与第一阴极区或第二阴极区的体积比为（1：4）~（1：8）。


6.根据权利要求3所述的原位生成双氧水和高铁酸盐耦合水处理深度净化装置，其特征在于，所述单原子铁粒子电极（13）均匀分散在阳极区，其密度为10-50mg/L，处理溶液前，需要将电化学阳极（14）和单原子铁电极13）用电解质充分浸泡后待用，溶液温度为30~60℃，表观阳极电流密度为10-50mA/cm2，处理时间为1-4h。


7.根据权利要求5所述的原位生成双氧水和高铁酸盐耦合水处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海普，姚晶晶，潘思远，高明栋，王京，杨兆光，余博伦，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43