【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机废水处理的，具体涉及一种内部曝气式有机废水处理装置及方法。
技术介绍
1、随着社会的发展，工业也越来越发达。但是工业生产过程中通常会产生大量的有机废水，这些有机物可能包括石油类、脂类、苯类、醇类、有机酸、酮、醛、醚、酯和胺等。它们主要来源于化工、制药、造纸、食品加工、农业养殖、涂装、纺织印染等行业。这些有机废水中含有的有机物质可能导致水体富营养化，破坏生态平衡，且有机废水具有极难生物降解、毒性强的特点，如果不对其进行适当处理，将直接或间接地对环境和人类健康造成严重威胁。因此，对有机废水的有效处理不仅是遵守法律法规的需要，更是保护环境、维护生态平衡、保障人类健康和实现可持续发展的关键措施。
2、目前，基于空气辅助的电催化水处理技术，具有反应速率快、矿化能力强、易于自动化控制等优点，常用于有机污染物的去除。通过开发新型电极材料，提高电催化活性，从而增强污染物去除效果是当前研究的重点。常见的是电催化氧化和湿式氧化这两种技术。
3、湿式氧化废水处理方法是处理高浓度有机废水十分高效的方法，其是以空气或氧气为氧化剂，在高温(120～350℃)和高压(0.5～20mpa)条件下对水体中的有机物进行高效的氧化降解。为了进一步的提高氧化降解效率，降低反应能耗，往往在该过程中添加使用催化剂。该过程中使用的催化剂大多采用贵金属催化剂(pt、ru)，成本较高，同时，在实际废水处理过程中往往含有较高的盐含量，废水中高浓度的无机盐不仅容易造成催化剂失活，同时也容易造成结垢等现象。此外，对于含氨氮类有机废水湿式氧化的
4、电催化氧化废水降解方法通常是在常温常压下通过电极将电能转化为活性自由基的化学能并由自由基降解有机物，或直接在电极表面发生氧化还原反应实现有机污染物的降解。但是在常温常压下，电极表面的浓差极化现象会极大限制电催化电极表面的污染物催化降解，且存在析氢析氧电势的限制，污染物去除能力有限。
5、此外，也有将湿式氧化和电催化氧化结合起来处理有机废水的方式，但是也存在运行成本高、运行能耗高、阳极寿命差且可能带来安全隐患等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是要解决上述现有技术在处理有机废水时，存在运行能耗高、运行成本高、工艺复杂，且处理效果差等技术问题，提供一种内部曝气式有机废水处理装置，结构简单，简化了工艺流程，降低了能耗和成本，还能够提高有机污染物的去除效率。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术按以下技术方案予以实现的：
3、本专利技术提供了一种内部曝气式有机废水处理装置，所述装置包括：
4、电解槽，所述电解槽中具有阳极板和阴极板；
5、曝气装置，所述曝气装置靠近所述阳极板设置；
6、直流电源，所述直流电源的正极和负极分别与所述阳极板和阴极板连接；
7、气泵；
8、其中，所述阴极板的内部具有空腔，所述空腔与所述气泵连接，以通过气泵向所述阴极板的内部通入空气。
9、作为一种优选的实施方式，所述电解槽连接有进水管和出水管，所述进水管具有进水阀门，所述出水管设置有出水阀门。
10、作为一种优选的实施方式，所述阳极板为钌依钛阳极板、碳基阳极板或二氧化铅阳极板中的其中一种。
11、作为一种优选的实施方式，所述阴极板为气体扩散电极板。
12、作为一种优选的实施方式，所述阴极板的集流体层由多孔碳纤维、碳布、碳纸或金属网中的其中一种构成。
13、作为一种优选的实施方式，所述阴极板的催化层由碳基材料和聚四氟乙烯构成。
14、作为一种优选的实施方式，所述催化层的厚度范围为0.1-10毫米。
15、作为一种优选的实施方式，所述曝气装置的孔径为纳米级或微米级。
16、本专利技术还提供了一种内部曝气式有机废水处理方法，基于上述的内部曝气式有机废水处理装置实现，所述方法包括以下步骤：
17、(1)将有机废水通入电解槽中；
18、(2)通过曝气装置向所述电解槽通入空气，以使所述电解槽中的阳极板所在的阳极区域吸附氧气；
19、(3)通过空气泵向所述电解槽的阴极板内部通入空气；
20、(4)通过直流电源向电解槽中通电，以使所述阳极区域的氧气活化，以及使所述阴极板所在的阴极区域生成过氧化氢；
21、(5)将经步骤(1)-(4)处理后的有机废水通过所述电解槽中的出水管排出。
22、作为一种优选的实施方式，步骤(3)中，所述通过空气泵向所述电解槽的阴极板内部通入空气后，阴极板内部的气水比在5:1到30:1之间。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
24、本专利技术提供的一种内部曝气式有机废水处理装置，在阳极区域，一方面利用具有孔径为纳米级别或微米级别的曝气装置对阳极板进行曝气，可以向水体中快速增加氧气，又因为纳米气泡或微米级别比表面积大，上升速度慢等特点使得阳极区域中水的溶解氧浓度大幅提高。另一方面，采用钌依钛、碳基材料或二氧化铅材料作为阳极板，可以有效吸附溶液中的溶解氧，促进氧气的还原和有机物的氧化。并且，通过施加电压产生电场，电场的存在有助于进一步提高氧气的溶解度和反应活性，使得吸附在电极表面的氧气形成活性基团。这些活性基团能够与废水中的有机污染物发生氧化反应，将其转化为无害或低毒的小分子物质，如二氧化碳和水。
25、在阴极区域，本专利技术引入了阴极板内部空气曝气系统，通过在阴极板内部的空腔向阴极内部输送氧气，内部均匀分布的空气微孔增大了氧气的供给，在气压作用下，空气与电解液在阴极表面形成三相界面，促进了氧还原反应的进行，生成过氧化氢。同时，空气的引入帮助维持阴极材料表面的疏水性，防止阴极在长期运行过程中由于电解液的浸润而失去疏水性，确保阴极反应的持续高效，从而显著提升了过氧化氢的生成效率。这不仅增强了电化学氧化还原反应的效果，进一步提高了水处理的质量。此外，阴极板内部供氧的方式能有效降低生产双氧水所需要的气水比，达到降低能耗，高效生产的目的。
26、此外，在阴极和阳极原本去除有机污染物的基础上，本专利技术通过无隔膜的单室反应器设计，使得阳极区域生成的氧化剂(如超氧化物·o2-)和阴极区域生成的还原产物(如过氧化氢h2o2)可以在同一反应空间内直接接触并协同作用。这种协同效应不仅降低了对外部搅拌的需求，还显著提高了对复杂污染物的降解效率，尤其在处理难降解有机物时表现出优异的效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种内部曝气式有机废水处理装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的一种内部曝气式有机废水处理装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种内部曝气式有机废水处理装置，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种内部曝气式有机废水处理装置，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种内部曝气式有机废水处理装置，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的一种内部曝气式有机废水处理装置，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的一种内部曝气式有机废水处理装置，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的一种内部曝气式有机废水处理装置，其特征在于：
9.一种内部曝气式有机废水处理方法，其特征在于，基于权利要求1-8任意一项所述的内部曝气式有机废水处理装置实现，所述方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种内部曝气式有机废水处理方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种内部曝气式有机废水处理装置，其特征在于，所述装置包括：
2.根据权利要求1所述的一种内部曝气式有机废水处理装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种内部曝气式有机废水处理装置，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种内部曝气式有机废水处理装置，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种内部曝气式有机废水处理装置，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的一种内...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡华为，杨正武，孟广源，师雅琪，姚涵，张芯婉，陈欣羽，张文卓，郑蒙，张乐华，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。