一种三维-类电芬顿降解酮洛芬的水处理系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种三维‑类电芬顿降解酮洛芬的水处理系统，包括反应器、供水装置、曝气装置、加药装置和电源，所述供水装置、所述曝气装置和所述电源分别连接所述反应器。所述反应器包括三维‑类电芬顿反应区，所述三维‑类电芬顿反应区填充高炉矿渣基Co/Fe

【技术实现步骤摘要】
一种三维-类电芬顿降解酮洛芬的水处理系统
本技术涉及水处理
，尤其涉及一种三维-类电芬顿降解酮洛芬的水处理系统。
技术介绍
酮洛芬是一类非甾体抗炎镇痛药，具有镇痛、消炎及解热作用，在临床上有大量应用，酮洛芬以药物原型和代谢物形式排入水体，成为痕量持久性污染物，传统的活性污泥法对此类污染物降解作用不明显，处理废水的污泥通常含有大量未被矿化的污染物而形成新的污染源，对饮用水安全造成潜在的威胁。高级氧化法产生的强氧化活性物质对大分子有机物具有强氧化作用，有利于处理污水中的酮洛芬，而三维电极是一种新型的高级氧化方法，其反应区域不再局限于电极的简单几何表面上，而是在整个床层的三维空间表面上进行，近年来有较多的研究。专利CN102070230A公开了一种三维电极电芬顿去除水中有机物的方法及装置，所述的装置包括反应室和气室，反应室内设置碳材料阴极、铁板阳极和固定床三维粒子电极，碳材料阴极和铁板阳极分别连接电源的两极，通电后，阳极氧化生成铁离子，阴极表面生成过氧化氢，铁离子和过氧化氢构成电芬顿试剂氧化去除废水中的有机物。阳极氧化生成铁离子后，阳极被消耗，一方面，使处理过程中需要不断更换阳极板，成本较高，更换时需要停工，影响上游工艺运行，不能形成连续处理；另一方面，阳极消耗后生成的铁离子会随着污水一起流出，无法继续使用，需要不断消耗阳极产生铁离子，不利于循环利用，增加成本，且铁泥随污水流出后沉淀在污水中形成会形成二次污染，增加处理成本。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供一种三维-类电芬顿降解酮洛芬的水处理系统，更好的处理城市污水中PPCPs类污染物。本技术是通过如下技术方案实现的，提供一种三维-类电芬顿降解酮洛芬的水处理系统，包括反应器、供水装置、曝气装置、加药装置和电源，所述供水装置、所述曝气装置和所述电源分别连接所述反应器。所述反应器包括三维-类电芬反应区，所述三维-类电芬反应区内填充高炉矿渣基Co/Fe0粒子电极，所述三维-类电芬反应区内交叉放置有主电极阳极和主电极阴极，所述电源的正负极分别电连接所述主电极阳极和主电极阴极；所述三维-类电芬反应区内固定有至少一个双层多孔承托板，所述加药装置连通所述双层多孔承托板的两层板之间的空隙。本技术提供的水处理系统，可以通过加药装置向反应器中加入一定浓度的过硫酸盐，当供水装置中的污水进入反应器后，过硫酸盐和污水混合，污水和过硫酸盐共同到达反应区后，在反应区中粒子电极负载的Fe0作用下，过硫酸盐被活化产生硫酸根自由基，高炉矿渣中的过渡金属电催化产生羟基自由基，通过硫酸根自由基和羟基自由基有效降解水中的污染物。三维-类电芬顿反应区中粒子电极负载的Fe0可以活化过硫酸盐，Fe0活化过硫酸盐可以产生Fe2+，Fe2+可继续活化过硫酸盐产生Fe3+，Fe3+还可以和Fe0反应产生Fe2+继续活化过硫酸盐，且Fe3+在阴极得到一个电子被还原为Fe2+，使粒子电极持续高效的发挥作用，实现污水的连续处理；将Fe0负载于粒子电极上，不需要消耗阳极产生Fe2+，减少了阳极消耗的成本，并且不需要停工更换阳极，不影响上游工艺运行，减少了停工更换阳极产生的成本，负载于粒子电极上的Fe0与粒子电极形成一个统一的整体，不会随污水流出，持续发挥作用的同时不会对污水造成进一步污染。作为优选，所述主电极阳极为PANI/Ti主电极阳极，所述PANI/Ti主电极阳极为负载聚苯胺的多孔钛网；所述主电极阴极为碳纤维。聚苯胺作为一种导电聚合物，负载于多孔钛网表面，能有效提高主电极阳极的抗腐蚀性，降低阳极消耗的成本。作为优选，所述反应器还包括曝气区，所述曝气区位于所述三维-类电芬顿预反应区的下方并连通所述三维-类电芬顿反应区，所述曝气区与所述三维-类电芬顿反应区之间固定有双层多孔承托板，所述加药装置连通所述双层多孔承托板的两层板之间的空隙；所述曝气装置连通所述曝气区，所述曝气区的底部开设有进水口，所述三维-类电芬顿反应区的上方设置有出水口。本技术设置多个双层多孔承托板，分别位于曝气区与三维-类电芬顿反应区之间以及三维-类电芬顿反应区内，每个双层多孔承托板均连通加药装置，污水首先经过曝气区与三维-类电芬顿反应区之间的双层多孔承托板，携带过硫酸盐进入三维-类电芬顿反应区，在三维-类电芬顿反应区中的粒子电极和电场的作用下有效降解水中的污染物。本技术设置多个双层多孔承托板，使污水经过三维-类电芬顿反应区时可补充有过硫酸盐含量，增强污水处理效果，提高污水处理效率。作为优选，所述供水装置包括依次连通的水箱、蠕动泵和进水管，所述进水管连通所述进水口。所述水箱经过蠕动泵计量后通过进水管连通反应器，水箱内的污水可以连续的进入反应器进行处理，水箱内的污水还可以进行补充，实现污水的连续处理，使用方便。作为优选，所述曝气装置包括依次连通的空压机、进气管和溶气板，所述溶气板位于所述曝气区内，使整个反应器曝气均匀。作为优选，所述加药装置包括依次连通的加药箱和加药管，所述加药管连通所述双层多孔承托板之间的空隙。加药装置将过硫酸盐加入至双层多孔承托板的两层板之间的空隙内，污水携带过硫酸盐通过双层多孔承托板的通孔进入三维-类电芬顿反应区进行反应，过硫酸盐通过加药装置加入可以避免过硫酸盐的损失，保证过硫酸盐的初始浓度。本技术中，过硫酸盐由加药装置向反应器中持续加入；过硫酸盐活化剂Fe0掺杂在粒子电极中，构成三维-类电芬顿反应。本技术实施例提供的技术方案可以包含以下有益效果：本技术提供的水处理系统，可以向供水装置中加入一定浓度的过硫酸盐，使供水装置中的污水携带过硫酸盐进入反应器的反应区，在反应区中粒子电极负载的Fe0作用下，过硫酸盐被活化产生硫酸根自由基，高炉矿渣中的过渡金属电催化产生羟基自由基，通过硫酸根自由基和羟基自由基有效降解水中的污染物。本技术的高炉矿渣基Co/Fe0粒子电极填充于主电极阳极与主电极阴极之间，三者构成三维-类电芬顿反应，极大的增加了反应面积；Fe0掺杂在粒子电极中，不会随进出水而损失，无需向反应器内额外投加Fe0，减少运行成本的同时避免了二次污染。在电场强化的作用下，Fe0能更好的激发活化过硫酸盐，生成硫酸根自由基，使活化效率大大提高，且所生成的Fe3+在阴极被还原成Fe2+，保证高炉矿渣基Co/Fe0粒子电极持久高效催化污水中的污染物。附图说明为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种三维-类电芬顿降解酮洛芬的水处理系统的结构示意图。图中所示：水箱1、进水管2、蠕动泵3、反应器4、电源5、导线6、主电极阳极7、主电极阴极8、空压机9、进气管10、溶气板11、高炉矿渣基Co/Fe0粒子电极12、加药箱13、加药管14、双层多孔承托板15、出水口16。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术中的技术方案,下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维‑类电芬顿降解酮洛芬的水处理系统，包括反应器（4）、供水装置、曝气装置、加药装置和电源（5），所述供水装置、所述曝气装置和加药装置分别连通所述反应器（4）；所述反应器（4）包括三维‑类电芬反应区，所述三维‑类电芬反应区内填充高炉矿渣基Co/Fe0粒子电极（12），所述三维‑类电芬反应区内交叉放置有主电极阳极（7）和主电极阴极（8），所述电源（5）的正负极分别电连接所述主电极阳极（7）和主电极阴极（8）；所述三维‑类电芬反应区内固定有至少一个双层多孔承托板（15），所述加药装置连通所述双层多孔承托板（15）的两层板之间的空隙；所述反应器还包括曝气区，所述曝气区位于所述三维‑类电芬顿反应区的下方并连通所述三维‑类电芬顿反应区，所述曝气区与所述三维‑类电芬顿反应区之间固定有双层多孔承托板（15），所述加药装置连通所述双层多孔承托板（15）的两层板之间的空隙；所述曝气装置连通所述曝气区，所述曝气区的底部开设有进水口，所述三维‑类电芬顿反应区的上方设置有出水口（16）。

【技术特征摘要】
1.一种三维-类电芬顿降解酮洛芬的水处理系统，包括反应器（4）、供水装置、曝气装置、加药装置和电源（5），所述供水装置、所述曝气装置和加药装置分别连通所述反应器（4）；所述反应器（4）包括三维-类电芬反应区，所述三维-类电芬反应区内填充高炉矿渣基Co/Fe0粒子电极（12），所述三维-类电芬反应区内交叉放置有主电极阳极（7）和主电极阴极（8），所述电源（5）的正负极分别电连接所述主电极阳极（7）和主电极阴极（8）；所述三维-类电芬反应区内固定有至少一个双层多孔承托板（15），所述加药装置连通所述双层多孔承托板（15）的两层板之间的空隙；所述反应器还包括曝气区，所述曝气区位于所述三维-类电芬顿反应区的下方并连通所述三维-类电芬顿反应区，所述曝气区与所述三维-类电芬顿反应区之间固定有双层多孔承托板（15），所述加药装置连通所述双层多孔承托板（15）的两层板之间的空隙；所述曝气装置连通所述曝气区，所述曝气区的底部开设有进水口...

【专利技术属性】
技术研发人员：于衍真，李雪，赵友桓，程磊，李满屯，高隆隆，
申请(专利权)人：齐鲁理工学院，
类型：新型
国别省市：山东,37