一种类电芬顿多功能处理船舶压载水的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置，该装置包括类电芬顿反应器和沉淀澄清池，所述类电芬顿反应器和沉淀澄清池通过管路连接。本发明专利技术还提供一种类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的方法。实施本发明专利技术具有以下有益效果：本发明专利技术与常规电芬顿法相比，直接以废水作为处理对象，不调节pH值，操作简单、方便；本发明专利技术将自由基催化氧化、电解氧化、电絮凝与吸附等多作用有效耦合一体，实现不同类型污染物的共去除目的，适应性强，适合复杂水环境的污染治理，污染治理效果好；本发明专利技术借助原海水弱碱性条件形成絮凝作用产生絮凝粒子，增加了接触面积，加速传质，提高·OH的生成效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种处理船舶压载水中藻类及其代谢毒素等污染物的类电芬顿装置与方法，更具体地说，涉及一种类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置与方法。
技术介绍
近年来，我国沿海岸赤潮越来越严重，其重要原因之ー是外来生存能力较强的赤潮生物的危害。船舶压载水的排放是导致沿岸海域外来生物入侵的主要原因之一。船舶压载水藻类等生物污染问题被公认为是目前的主要环境污染问题。海藻类浮游生物引发的海洋环境及安全问题的解决主要包括两大方面ー是藻细胞的灭活及分离去除，ニ是胞外及胞内分泌物的降解。藻细胞的分离去除和水中溶解性污染物的降解在水处理中的特点不同，因此细胞的灭活分离和代谢物的降解一般难于同时实现，而且在细胞灭活的同时往往 会引发大量的胞内代谢物流出，由此产生更严重的水质毒素污染问题。因此，如何兼顾灭活并分离藻细胞和降解藻类代谢毒素类污染物是海洋污染领域面临的一大难题。电芬顿技术作为ー种高级氧化技术近年来在水处理领域得到广泛关注。电芬顿的作用主要是酸性条件下产生芬顿试剂并引发自由基反应的高级氧化作用，对水中的很多溶解性污染物具有高效的降解效果。电芬顿技术对水中污染物降解效率高、操作简单，经济方便。但酸性条件的要求限制了电芬顿技术在很多处理体系中的应用，且单ー的氧化作用对很多复杂的污染问题的解决也存在技术上的不足。目前船舶压载水的电化学处理技术主要采用电解法，依靠电解海水产生次氯酸、次氯酸钠等将微生物体内的生物酶氧化分解致使其失效，或者作用于微生物的细胞壁，使其通透性増大，导致细胞因细胞质流出而死亡。该电解处理技术最直接的影响是大量胞内物质流出，导致海水中生物毒素的増加。因此开发ー种不需添加任何化学药剂、适用水质范围广、多作用协同耦合、对复杂污染物去除效果高、成本低、可操作性强的类电芬顿水处理技术和装置意义重大。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，而研制一种类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置与方法。一种类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置，其特征在于，包括类电芬顿反应器和沉淀澄清池，所述类电芬顿反应器和所述沉淀澄清池通过管路连接；所述类电芬顿反应器包括反应池、直流稳压电源、曝气泵、曝气装置，以及至少ー组阴阳电极组，反应池的ー侧设有进水口，进水口与进水管连接，进水管直接接入船舶压载水，反应池的另ー侧设有出水ロ，所述出水ロ与出水管连接，曝气装置与曝气泵的出气ロ连接，且曝气装置布置于阴阳电极组的阴极，阴阳电极组设置于反应池中，阴阳电极组的阳极与直流稳压电源的正极连接，阴阳电极组的阴极与直流稳压电源的负极连接，当装置仅包括ー组阴阳电极组时，阴阳电极组的阳极材料为铁，当装置包括两组以上阴阳电极组时，每组阴阳电极组并联设置，至少ー组阴阳电极组的阳极材料为铁，所述沉淀澄清池的一侧设置有沉淀澄清池出水ロ。优选地，当装置包括两组以上阴阳电极组吋，每组阴阳电极组相互之间的阴极和阳极交替设置。优选地，沉淀澄清池的一侧设置有布水装置，布水装置与反应池通过出水管连接。优选地，相邻电极间的距离为4_8cm。优选地，当装置包括两组以上阴阳电极组时，相邻电极间的距离相等。优选地，进水口设置于反应池ー侧的下部，出水ロ设置于反应池另ー侧的上部。本专利技术还提供ー种利用类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置处理船舶压载水的方法，其特征在于，包括如下步骤·SI、船舶压载水由进水管直接进入类电芬顿反应器的反应池；S2、接通电源，开启曝气泵；S3、在包括一组阴阳电极组的装置中，反应池中的阴阳电极组在电解作用中，铁阳极析出Fe2+，水中溶解氧在阴极产生H2O2,阳极产生的Fe2+与阴极产生的H2O2相互发生Fenton反应产生· 0H，发挥强氧化作用，同时阳极产生的Fe2+和Fe2+部分被氧化后形成的Fe3+在原水pH条件下形成中间多羟基络合物，产生絮凝作用，将藻类细胞和灭活残体凝聚形成絮凝粒子，并吸附水中的代谢污染物，絮凝粒子同时增加气液接触面积，促进· OH的生成；在包括两组以上的阴阳电极组的装置中，反应池中的阴阳电极组在电解作用中，阳极材料为铁的阴阳电极组的阳极析出Fe2+，水中溶解氧在各阴极产生H2O2，阳极产生的Fe2+与阴极产生的H2O2相互发生Fenton反应产生· 0H，发挥强氧化作用；阴阳电极组的阴极产生的未与阳极产生的Fe2+反应的H2O2能够加速电极组的Fenton反应速率，同时电极组的阳极材料为钛或钛合金阳极进行辅助催化氧化，使船舶压载水中的大量Cl—被电解生成具有强氧化性的CIO—或高氯酸，杀灭藻类活性细胞，并降解藻类活性细胞分泌的代谢物；同时，电极组中产生的Fe2+和Fe2+部分被氧化后形成的Fe3+形成中间多羟基络合物，产生絮凝作用，将藻类细胞和灭活残体凝聚形成絮凝粒子，并吸附水中的代谢污染物，絮凝粒子同时增加气液接触面积，促进· OH的生成；S4、反应池中处理后的水通过出水管经布水装置进入沉淀澄清池中进行沉淀处理；S5、在沉淀澄清池中经过沉淀处理后的上清液经沉淀澄清池出水ロ排出。实施本专利技术的类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置与方法，具有以下有益效果(I)、本专利技术与常规电芬顿法相比，直接以废水作为处理对象，不调节pH值，操作简单、方便。(2)、本专利技术将自由基催化氧化、电解氧化、电絮凝与吸附等多作用有效耦合一体，实现不同类型污染物的共去除目的，适应性強，适合复杂水环境的污染治理，污染治理效果好。(3)、本专利技术借助原海水弱碱性条件形成絮凝作用产生絮凝粒子，増加了接触面积，加速传质，提高· OH的生成效率。(4)、本专利技术采用电极组并联设计，提高了处理装置对水质水量的适应性和处理效果。当处理水量大时，可増加并联电极组。(5)、本专利技术可间歇操作亦可连续操作，既适合小水量的批次处理，又适合连续处理，可操作性強。(6)、本专利技术エ艺先进、运行稳定、操作简单，设备易于管理操作，具有较强的实用性、经济性。附图说明图I是本专利技术的类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置的一实施例的结构示意图。 图中I、反应池；2、沉淀澄清池；3、直流稳压电源；4、进水口 ；5、出水ロ ；6、曝气装置；7、曝气泵；8、布水装置；9、反应器；10、沉淀澄清池出水ロ ；11、阴阳电极组。具体实施例方式本专利技术提供一种类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置与方法。下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明。本专利技术提供一种类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置，其特征在于，包括类电芬顿反应器和沉淀澄清池，所述类电芬顿反应器和所述沉淀澄清池通过管路连接；所述类电芬顿反应器包括反应池、直流稳压电源、曝气泵、曝气装置，以及至少ー组阴阳电极组，反应池的ー侧设有进水ロ，进水口与进水管连接，进水管直接接入船舶压载水，反应池的另ー侧设有出水ロ，所述出水ロ与出水管连接，曝气装置与曝气泵的出气ロ连接，且曝气装置布置于阴阳电极组的阴极，阴阳电极组设置于反应池中，阴阳电极组的阳极与直流稳压电源的正极连接，阴阳电极组的阴极与直流稳压电源的负极连接，当装置仅包括ー组阴阳电极组时，阴阳电极组的阳极材料为铁，当装置包括两组以上阴阳电极组时，每组阴阳电极组并联设置，至少ー组阴阳电极组的阳极材料为铁，所述沉淀澄清池的一侧设置有沉淀澄清池出水ロ。图I是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置，其特征在于，包括类电芬顿反应器和沉淀澄清池，所述类电芬顿反应器和所述沉淀澄清池通过管路连接；所述类电芬顿反应器包括反应池、直流稳压电源、曝气泵、曝气装置，以及至少一组阴阳电极组，反应池的一侧设有进水口，进水口与进水管连接，进水管直接接入船舶压载水，反应池的另一侧设有出水口，所述出水口与出水管连接，曝气装置与曝气泵的出气口连接，且曝气装置布置于阴阳电极组的阴极，阴阳电极组设置于反应池中，阴阳电极组的阳极与直流稳压电源的正极连接，阴阳电极组的阴极与直流稳压电源的负极连接，当装置仅包括一组阴阳电极组时，阴阳电极组的阳极材料为铁，当装置包括两组以上阴阳电极组时，每组阴阳电极组并联设置，至少一组阴阳电极组的阳极材料为铁，所述沉淀澄清池的一侧设置有沉淀澄清池出水口。

【技术特征摘要】
1.一种类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置，其特征在于，包括类电芬顿反应器和沉淀澄清池，所述类电芬顿反应器和所述沉淀澄清池通过管路连接；所述类电芬顿反应器包括反应池、直流稳压电源、曝气泵、曝气装置，以及至少一组阴阳电极组，反应池的一侧设有进水口，进水口与进水管连接，进水管直接接入船舶压载水，反应池的另一侧设有出水口，所述出水口与出水管连接，曝气装置与曝气泵的出气口连接，且曝气装置布置于阴阳电极组的阴极，阴阳电极组设置于反应池中，阴阳电极组的阳极与直流稳压电源的正极连接，阴阳电极组的阴极与直流稳压电源的负极连接，当装置仅包括一组阴阳电极组时，阴阳电极组的阳极材料为铁，当装置包括两组以上阴阳电极组时，每组阴阳电极组并联设置，至少一组阴阳电极组的阳极材料为铁，所述沉淀澄清池的一侧设置有沉淀澄清池出水口。2.根据权利要求I所述的类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置，其特征在于，当装置包括两组以上阴阳电极组时，每组阴阳电极组相互之间的阴极和阳极交替设置。3.根据权利要求I所述的类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置，其特征在于，沉淀澄清池的一侧设置有布水装置，布水装置与反应池通过出水管连接。4.根据权利要求I所述的类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置，其特征在于，相邻电极间的距离为4-8cm。5.根据权利要求I所述的类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置，其特征在于，当装置包括两组以上阴阳电极组时，相邻电极间的距离相等。6.根据权利要求I所述的类电芬顿多功能耦合一体化处理船舶压载水的装置，其特征在于，进水口设置于反应池一侧的下部，出水口设置于反应池另一侧的上部。7.一种利用类电芬顿多功能耦合一体化处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锦，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：