一种内源微纳米O2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统

本发明涉及污水处理，特别涉及一种内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统。

背景技术：

1、过滤式非均相电芬顿技术是近年来开发的一种去除水中有机污染物的高级氧化水处理技术。该技术采用“o2还原-h2o2活化”功能耦合的过滤阴极，通过强化溶液中溶解态o2和污染物向阴极界面反应区的对流扩散，克服了传统顺流式系统传质受限的缺点。与顺流式系统相比，过滤式系统能够将污染物的降解速率提高数倍，从而大幅提升了处理效率和能量效率，在去除水中有机微污染物方面表现出巨大的应用前景。其中，溶解态o2的充足供应是电芬顿技术高效应用的先决条件，当前主要采用持续曝气的方式提供气源o2。然而，持续曝气模式会浪费大量的o2，且非受控气泡会迅速团聚，在溶液中快速上浮消散，导致o2利用率低下。

2、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，旨在解决当前依靠外源曝气，导致o2大量浪费，利用率低下，从而造成非均相电芬顿污水处理系统处理效率低、运营成本高的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其中，包括过滤式电化学反应器、通过管道与所述过滤式电化学反应器底部连通的进水池、通过管道与所述过滤式电化学反应器顶部连通的出水池，以及与所述过滤式电化学反应器电连接的电源装置；所述过滤式电化学反应器包括密封法兰、间隔设置在密封法兰内的过滤阳极板和过滤阴极板、与过滤阳极板连接的阳极接线柱、与过滤阴极板连接的阴极接线柱、设置在密封法兰的过滤阳极板一侧的进水口，以及设置在密封法兰的过滤阴极板一侧的出水口；所述进水池与所述进水口通过管道连通，所述出水池与所述出水口通过管道连通；所述电源装置的正负极分别与阳极接线柱和阴极接线柱电连接，所述过滤阳极板为具有析氧性能的多孔电极，所述过滤阴极板为兼具o2还原和h2o2活化的多孔电极。

4、所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其中，所述过滤阳极板为析氧性能优异的ruo2多孔电极、iro2多孔电极和sno2-sb多孔电极中的一种。

5、所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其中，所述过滤阴极板为还原型催化剂与多孔碳基材料复合的电极。

6、所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其中，所述还原型催化剂为feocl、fe2o3等具有活化h2o2为·oh能力的催化剂；所述多孔碳基材料为石墨、碳纳米管、碳毡等具有电还原o2为h2o2能力的电极材料。

7、所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其中，所述过滤阳极板的孔径为微纳米尺寸，保证生成的内源微纳米o2气泡尺寸呈微纳米级，从而确保生成o2气在水中停留时间长，溶解度高。

8、所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其中，所述过滤阳极板孔径小于所述过滤阴极板的孔径，以促使多余的o2气泡能够顺利穿过过滤阴极，避免过滤阴极对多余的o2气泡的截留团聚作用，从而影响反应系统的稳定运行。

9、所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其中，在连接进水池和进水口的管道上设置有提升泵和压力表。

10、所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其中，所述电源装置为稳压直流电源或恒电位仪。

11、所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其中，所述密封法兰由绝缘材质制备而成。

12、有益效果：本发明在过滤式非均相电芬顿系统中引入析氧性能优越的过滤阳极板，依靠过滤阳极板高效生成的内源微纳米o2作为过滤阴极非均相电芬顿的o2源，保证过滤式非均相电芬顿反应的稳定、高效地运行；本发明避免了外源o2的使用以及相关设备的投入，而且内源o2的利用也进一步增加了整个电化学反应的电流效率。

技术特征：

1.一种内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其特征在于，包括过滤式电化学反应器、通过管道与所述过滤式电化学反应器底部连通的进水池、通过管道与所述过滤式电化学反应器顶部连通的出水池，以及与所述过滤式电化学反应器电连接的电源装置；所述过滤式电化学反应器包括密封法兰、间隔设置在密封法兰内的过滤阳极板和过滤阴极板、与过滤阳极板连接的阳极接线柱、与过滤阴极板连接的阴极接线柱、设置在密封法兰的过滤阳极板一侧的进水口，以及设置在密封法兰的过滤阴极板一侧的出水口；所述进水池与所述进水口通过管道连通，所述出水池与所述出水口通过管道连通；所述电源装置的正负极分别与阳极接线柱和阴极接线柱电连接，所述过滤阳极板为具有析氧性能的多孔电极，所述过滤阴极板为兼具o2还原和h2o2活化的多孔电极。

2.根据权利要求1所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其特征在于，所述过滤阳极板为ruo2多孔电极、iro2多孔电极和sno2-sb多孔电极中的一种。

3.根据权利要求1所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其特征在于，所述过滤阴极板为还原型催化剂与多孔碳基材料复合的电极。

4.根据权利要求3所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其特征在于，所述还原型催化剂为feocl和fe2o3中的一种或两种；所述多孔碳基材料为石墨、碳纳米管和碳毡种的一种或多种。

5.根据权利要求1所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其特征在于，所述过滤阳极板孔径为微纳米尺寸，保证生成的内源微纳米o2气泡尺寸呈微纳米级。

6.根据权利要求1所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其中，所述过滤阳极板孔径小于所述过滤阴极板的孔径，以促使多余的o2气泡能够顺利穿过过滤阴极，避免过滤阴极对多余的o2气泡的截留团聚作用。

7.根据权利要求1所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其特征在于，在连接进水池和进水口的管道上设置有提升泵和压力表。

8.根据权利要求1所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其特征在于，所述电源装置为稳压直流电源或恒电位仪。

9.根据权利要求1所述内源微纳米o2气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其特征在于，所述密封法兰由绝缘材质制备而成。

技术总结
本发明涉及污水处理技技术领域，具体为一种内源微纳米O<subgt;2</subgt;气泡强化的过滤式非均相电芬顿污水处理系统，其包括：过滤式电化学反应器、与过滤式电化学反应器底部和顶部分别连通的进水池和出水池，以及与过滤式电化学反应器电连接的电源装置；过滤式电化学反应器包括密封法兰、间隔设置在密封法兰内的过滤阳极板和过滤阴极板、与过滤阳极板连接的阳极接线柱、与过滤阴极板连接的阴极接线柱、设置在过滤阳极板一侧的进水口，以及设置在过滤阴极板一侧的出水口。本发明在过滤式非均相电芬顿系统中引入析氧性能优越的过滤阳极板，依靠过滤阳极板高效生成的内源微纳米O<subgt;2</subgt;作为过滤阴极非均相电芬顿的O<subgt;2</subgt;源，保证过滤式非均相电芬顿反应的稳定、高效地运行。

技术研发人员：马金星,杨文剑,赖杨钰,杨奎,祖道远,杨志峰
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16