公布日：2023.11.28

申請日：2023.09.04

分類號：C02F1/32(2023.01)I;C02F1/467(2023.01)I;C02F1/463(2023.01)I;C02F1/469(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發明涉及一種非均相光、電高級氧化廢水處理工藝。本發明的結合光催化氧化和電催化氧化工藝，兩種工藝協同作用，電催化氧化所產生的鐵離子和特殊金屬離子可作為光催化氧化的催化劑。本發明提出的工藝可提高難生物降解廢水預處理效果，加大破壞大分子有毒有害物質，提高難降解廢水的生化性；同時利用幾種氧化之間的特性形成互補，加快反應時間，向設備化發展。

權利要求書

1.一種非均相光、電高級氧化廢水處理工藝，其特征在于，所述非均相光、電高級氧化廢水處理工藝包括如下步驟：將廢水加入到調節池，調節pH值后進入UV光氧化反應器，然后進入電解氧化反應池進行電解氧化，電解氧化反應池內設置曝氣攪拌裝置，池內放置特殊金屬填料末端設置回流泵，回流部分電解后的廢水進入UV光氧化反應器，回流廢水中含有鐵及特殊金屬離子進入UV光氧化，在特殊金屬離子的催化加持下促進UV光氧化效能提升。

2.根據權利要求1所述非均相光、電高級氧化廢水處理工藝，其特征在于，將廢水的pH值調節至3-4。

3.根據權利要求1所述非均相光、電高級氧化廢水處理工藝，其特征在于，pH試劑選自鹽酸或硫酸。

4.根據權利要求1所述非均相光、電高級氧化廢水處理工藝，其特征在于，UV光氧化反應中，加入過氧化氫的濃度為27.5-30％。

5.根據權利要求1所述非均相光、電高級氧化廢水處理工藝，其特征在于，UV光氧化反應中，紫外光采用中壓紫外燈，波長在200-400nm。

6.根據權利要求1所述非均相光、電高級氧化廢水處理工藝，其特征在于，UV光氧化反應中，催化劑為電解氧化后水中溶解的鐵離子和特殊金屬離子，濃度為1-3‰。

7.根據權利要求1所述非均相光、電高級氧化廢水處理工藝，其特征在于，電解氧化反應池中，電解氧化極板采用鋼板；鋼板優選為碳鋼板、不銹鋼板。

8.根據權利要求7所述非均相光、電高級氧化廢水處理工藝，其特征在于，使用鋼板電極，正負極使用互換倒極模式。

9.根據權利要求8所述非均相光、電高級氧化廢水處理工藝，其特征在于，電解氧化反應時間1-3h。

10.根據權利要求1所述非均相光、電高級氧化廢水處理工藝，其特征在于，所述廢水為工業難生物降解有機廢水。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提出了一種非均相光、電高級氧化工藝，本發明提出的工藝可提高難降解廢水預處理效果，加大破壞大分子有毒有害物質，提高難降解廢水的生化性；同時利用幾種氧化之間的特性形成互補，加快反應時間，向設備化發展。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案。

一種非均相光、電高級氧化廢水處理工藝，所述非均相光、電高級氧化廢水處理工藝包括如下步驟：

將廢水加入到調節池，調節pH值后進入UV光氧化反應器，然后進入電解氧化反應池進行電解氧化，電解氧化反應池內設置曝氣攪拌裝置，池內放置特殊金屬填料，末端設置回流泵，回流部分電解后的廢水進入UV光氧化反應器，回流廢水中含有鐵及特殊金屬離子進入UV光氧化，在特殊金屬離子的催化加持下促進UV光氧化效能提升。

進一步的，pH值為3-4。

進一步的，pH試劑選自鹽酸或硫酸。

進一步的，UV光氧化反應器中，配套有中壓UV紫外燈，波長在200-400nm。

進一步的，UV光氧化反應中，加入過氧化氫的濃度為27.5-30％。

進一步的，所述特殊金屬離子選自貴金屬銅、銀、鉑、鈀等。

進一步的，電解氧化反應池中，電解氧化極板采用鋼板；鋼板優選為碳鋼板、不銹鋼板。

進一步的，使用鋼板電極，正負極使用互換倒極模式，電解氧化反應時間1-3h。

進一步的，所述廢水為工業難生物降解有機廢水。

光催化氧化技術的基本原理是：污水中的污染物RH分子在紫外光照射充能后轉化為激發態游離基R·；雙氧水在催化劑作用和適當波長紫外光照射下光解為羥基自由基。體系中羥基自由基與激發態R·大量產生，兩者快速進行氧化反應，同時羥基自由基同樣氧化污染物RH。

光催化反應方程：

RH+hv——R·

H2O2+hv——2·OH

H2O2+催化劑——2·OH

R·+·OH——ROH

R·+O2——ROOH

多個不同的氧化反應將廢水中的有機物開環、鍛煉、轉變為小分子有機物、轉變為小分子羧酸，并最終將有機污染物轉化為CO2和H2O。同時在反應過程中含有-OH、-COOH等官能團的中間產物顯著增加，從而消除生物毒性，顯著提高廢水的可生化性。

有機廢水電催化氧化法，通過在電極表面上發生電催化降解，其電極可直接產生的極強的氧化能力且對有機物及無機物無選擇性的羥基自由基

去氧化水中的污染物，使污染物被徹底礦化，即稱為電化學燃燒過程；若水溶液中含有像CI-、SO2-這樣的電催化質如用：硫酸鈉、氯氣、次氯酸鹽及氯酸鹽等。生成的過氧化物H2O2等所催化氧化水中的污染物，該過程稱為電化學轉化過程，從而電氧化有效地去除廢水中的COD。電催化過程中的一些主要反應如下：

陽極反應：OH-→1/2O2+H2O+2e-

陰極反應：O2+H2O+2e-→HO2-+OH-

總反應：1/2O2+OH-→HO2-

電催化產生的羥基自由基

,使廢水中產生次級反應，使得污染物從而降解或者直接分解為CO2，或轉化為其它簡單化合物。電催化過程服從法拉第定律。即電極上析出的物質數量與通過溶液的電流強度及通電的時間成正比。同樣，去除廢水中的有機污染物也符合法拉第定律。在去除廢水中的有機污染物的過程中，并不需要徹底氧化成*終產物即CO2和H2O，只需要把有機污染物分子斷鏈，撕成帶電荷的有機物“碎片”，通過電催化吸附絮凝沉降去除有機污染物。

裝置處理能力：1-20m3/h。

本發明的有益效果為：

1.環境兼容性高：反應過程中不需要另外添加氧化劑或者還原劑，絮凝劑等化學藥劑，是一種基本對環境無污染的“綠色”處理技術。由于界面電場中存在著極高的電位梯度，電極相當于異相反應的催化劑，因而減少了有可能因加催化劑而帶來的環境污染，在反應過程中自身同時還產生的·OH自由基都可以直接與廢水中的有機污染物反應，將其降解為二氧化碳、水和簡單有機物，沒有或很少產生二次污染。同時，反應過程有高度的選擇性，可防止副反應產物的生成，減少污染物發生。

2.多功能性：反應過程具有直接和間接氧化與還原、相分離、濃縮與稀釋、生物殺傷等功能，能量效率高，反應過程一般在常溫常壓下就可進行。

3.經濟適用：反應操作一般比較簡單，費用較低，占地面積小，一般成模塊式組合。

4.氧化能力極強：A.羥基自由基(OH)的氧化性極強，僅次于氟(F2)，比臭氧(O3)強很多；B.OH自由基氧化降解有機物的化學反應是鏈式反應，一旦氧化反應發生，只要不加入抑制劑，反應會一直不斷連續循環進行下去；C.對有機污染化合物的降解具有徹底性(有時可以一直氧化為二氧化碳和水)和廣譜性(任何有機物可被氧化降解)。

（發明人：趙佰紅;王磊;張業靜）