用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置，包括電催化‑催化氧化槽，電催化‑催化氧化槽內(nèi)設(shè)有極板，極板上下方分別通過極板上支撐架和極板下支撐架固定，極板下支撐架下方設(shè)有進(jìn)水布水管，極板上支撐架上方設(shè)有催化劑承托架，催化劑承托架上放置催化劑，催化劑上方設(shè)有出水管，電催化‑催化氧化槽底部設(shè)有曝氣裝置及曝氣管道。同時(shí)，本發(fā)明還公開了上述裝置處理廢水的方法。本發(fā)明提高了處理效率，處理過程簡單，操作簡便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置，包括電催化-催化氧化槽(1)，其特征在于，電催化-催化氧化槽(1)內(nèi)設(shè)有極板(3)，極板(2)上下方分別通過極板上支撐架 (2)和極板下支撐架(4)固定，極板下支撐架(4)下方設(shè)有進(jìn)水布水管(6)，極板上支撐架 (2)上方設(shè)有催化劑承托架(8)，催化劑承托架(8)上放置催化劑(9)，催化劑(9)上方設(shè)有出水管(10)，電催化-催化氧化槽(1)底部設(shè)有曝氣裝置及曝氣管道(7)。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置，其特征在于，所述電催化-催化氧化槽(1)底部設(shè)有支撐(5)。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置，其特征在于，所述催化劑以活性炭為載體的負(fù)載鐵、銅或鎳金屬氧化物，其中活性炭的重量百分?jǐn)?shù)為40~70%，氧化鎳為20~50%，氧化錳為5~20%，氧化鈰為1~10%。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置，其特征在于，所述極板陰極為鈦板、陽極為鈦板鍍銠、釕或銥金屬氧化物，其中Ru:Ir:Sn摩爾比為2:5:3。

　　5.用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置處理廢水的方法，其特征在于，包括以下步驟：化工廢水經(jīng)生化處理之后的出水，用硫酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至2~7，然后廢水進(jìn)入用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置內(nèi)，在電催化極板間進(jìn)行電催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0.5~6h，電極間的電壓為4~30V，電流密度為5~100mA/cm2;廢水進(jìn)入極板上支撐架上方，與電催化氧化電解產(chǎn)生的H2O2、O3、HO-、HO2-、O2-、Cl2、HClO-、ClO-強(qiáng)氧化性物質(zhì)混合并在催化劑的作用下，進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間0.5~6h，反應(yīng)后廢水從頂部出口進(jìn)入廢水排放池。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置處理廢水的方法，其特征在于，用于化工廢水進(jìn)入深度處理化工廢水的電催化—催化氧化裝置時(shí)采取連續(xù)進(jìn)水或間歇進(jìn)水。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置處理廢水的方法，其特征在于，所述催化劑的添加量為用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置體積的20~70%。

　　說明書

　　一種用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置及廢水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置及廢水處理方法。

　　背景技術(shù)

　　我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，制藥、農(nóng)藥、染料、精細(xì)化工等行業(yè)的發(fā)展，于此對應(yīng)的是這些行業(yè)在生產(chǎn)過程中排放大量的廢水，導(dǎo)致水環(huán)境的不斷惡化，對生態(tài)環(huán)境及人類的生活造成了威脅。制藥、農(nóng)藥、染料、精細(xì)化工等行業(yè)的廢水成分復(fù)雜、高鹽、高COD、高色度及難降解有機(jī)物含量大，企業(yè)在處理此類廢水時(shí)往往存在較大的困難，采用焚燒或蒸餾處理時(shí)，能耗較高，企業(yè)難以承受;采用稀釋法處理，通過生化處理后，往往易降解物質(zhì)去除之后，剩余的難降解物質(zhì)仍然去除，導(dǎo)致企業(yè)處理出水要么水質(zhì)難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放要么廢水水仍含有對生態(tài)環(huán)境具有毒害作用的難降解有機(jī)物。

　　化工廢水的深度處理技術(shù)是當(dāng)今環(huán)保界的研究熱點(diǎn)，同時(shí)也是技術(shù)難點(diǎn)。電催化技術(shù)是在通電的條件下，極板中間形成電場，將成分復(fù)雜、穩(wěn)定的難降解有機(jī)物在常溫常壓條件下進(jìn)行電解氧化，將難降解有機(jī)物氧化為易降解有機(jī)物的氧化技術(shù);催化氧化技術(shù)是在特制催化劑的作用下，通過氧化劑的作用將廢水中的有機(jī)物氧化的技術(shù)。這兩種技術(shù)代表了國內(nèi)外化工廢水處理的主要趨勢，具有處理效率高、使用范圍廣、操作運(yùn)行簡單等優(yōu)勢，具有較高的應(yīng)用前景。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置。

　　本發(fā)明的另一目的在于提供上述電催化—催化氧化裝置處理廢水的方法。

　　技術(shù)方案：為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體是這樣來完成的：一種用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置，包括電催化-催化氧化槽，電催化-催化氧化槽內(nèi)設(shè)有極板，極板上下方分別通過極板上支撐架和極板下支撐架固定，極板下支撐架下方設(shè)有進(jìn)水布水管，極板上支撐架上方設(shè)有催化劑承托架，催化劑承托架上放置催化劑，催化劑上方設(shè)有出水管，電催化-催化氧化槽底部設(shè)有曝氣裝置及曝氣管道。

　　其中，所述電催化-催化氧化槽底部設(shè)有支撐。

　　其中，所述催化劑以活性炭為載體的負(fù)載鐵、銅或鎳金屬氧化物，其中活性炭的重量百分?jǐn)?shù)為40～70%，氧化鎳為20～50%，氧化錳為5～20%，氧化鈰為1～10%。

　　其中，所述極板陰極為鈦板、陽極為鈦板鍍銠、釕或銥金屬氧化物，其中Ru:Ir:Sn摩爾比為2:5:3。

　　用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置處理廢水的方法，包括以下步驟：化工廢水經(jīng)生化處理之后的出水，用硫酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至2～7，然后廢水進(jìn)入用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置內(nèi)，在電催化極板間進(jìn)行電催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0.5～6h，電極間的電壓為4～30V，電流密度為5～100mA/cm2;廢水進(jìn)入極板上支撐架上方，與電催化氧化電解產(chǎn)生的H2O2、O3、HO-、HO2-、O2-、Cl2、HClO-、ClO-強(qiáng)氧化性物質(zhì)混合并在催化劑的作用下，進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間0.5～6h，反應(yīng)后廢水從頂部出口進(jìn)入廢水排放池。

　　其中，用于化工廢水進(jìn)入深度處理化工廢水的電催化—催化氧化裝置時(shí)采取連續(xù)進(jìn)水或間歇進(jìn)水。

　　其中，所述催化劑的添加量為用于化工廢水深度處理的電催化—催化氧化裝置體積的20～70%。

　　電催化氧化機(jī)理：

　　在電催化氧化條件下，陽極通電后產(chǎn)生多種強(qiáng)氧化性物質(zhì)，這些物質(zhì)有H2O2、O3、HO-、HO2-、O2-等，廢水中含有的Cl-，在電催化氧化條件下將會(huì)產(chǎn)生Cl2、HClO-、ClO-等氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)。這些強(qiáng)氧化性物質(zhì)，可以將廢水中含有的難降解有機(jī)物進(jìn)行斷鏈分解。而陰極將會(huì)產(chǎn)生一些還原性的物質(zhì)，這些物質(zhì)如H2會(huì)與廢水中的硝酸根或亞硝酸根進(jìn)行還原反應(yīng)，達(dá)到去除總氮的效果。

　　氧化物涂層一般為半導(dǎo)體型化合物，所以氧化物涂層電極催化活性不是很高。若在氧化物涂層中摻雜一些其他金屬或非金屬元素，形成表面缺陷(晶面階梯、位錯(cuò)等)，它們能在禁帶間形成可與中間化合物強(qiáng)烈作用的電子表面態(tài)，使半導(dǎo)體表面上的電極反應(yīng)過程大大加快。而且含摻雜電極具有較高的析氧、析氯過電位，有利于有機(jī)物降解反應(yīng)，還可防止含氯有機(jī)污染物降解時(shí)生成更難降解的有機(jī)氯化物而造成二次污染。此外，摻雜還可避免有機(jī)物濃度較高時(shí)，在電極/溶液界面上生成阻礙電子傳遞的聚合物膜。

　　電極采用鈦基鍍銠、釕、銥等金屬氧化物，極板通電后，在外加電場作用下，電子被激發(fā)形成高能電子，高能電子被水中氧化性物質(zhì)捕獲后產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基等強(qiáng)氧化性物質(zhì)，氧化有機(jī)物。

　　催化氧化原理：

　　廢水中的污染物和氧化劑分子擴(kuò)散到催化劑表面的活性中心被吸附，然后污染物和氧化劑分子在催化劑表面發(fā)生催化氧化反應(yīng)，比較終產(chǎn)物解離脫附返回液相主體的過程，其反應(yīng)過程可歸納如下：

　　吸附過程：A(氧化劑分子)+σ(活性中心)Aσ

　　B(氧化劑分子)+σ(活性中心)σ

　　催化反應(yīng)：Aσ+σPσ(表面上產(chǎn)物)+σ

　　脫附解離：(液相主體產(chǎn)物)+σ

　　原理是在表面催化劑存在的條件下，利用強(qiáng)氧化劑在常溫常壓下催化氧化廢水中的有機(jī)污染物，或直接將有機(jī)污染物氧化成為二氧化碳和水，或?qū)⒋蠓肿佑袡C(jī)污染物氧化成小分子有機(jī)污染物，提高廢水的可生化性，能較好的去除COD。

　　有益效果：本發(fā)明與傳統(tǒng)技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　1、避免了電催化過程產(chǎn)生的氯氣逸出，造成污染;

　　2、節(jié)省了催化氧化氧化單元氧化劑的加入，利用電催化過程產(chǎn)生的氧化性物質(zhì)進(jìn)行催化氧化反應(yīng);

　　3、提高了處理效率，處理過程簡單，操作簡便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

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