CN201358182Y - 用现场发生的芬顿试剂进行水处理的装置 - Google Patents
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Abstract
易于生化处理,且处理效果好的用现场发生的芬顿试剂进行水处理的装置,设有依次相连的调节池(1)、混合器(2)、反应器(3)和固液分离器(4),设有与所述混合器相连的过氧化氢现场发生器(5)和铁离子现场发生器(6)。本实用新型适合难以生化处理的废水的净化处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水处理的装置,具体地说涉及一种用现场发生的芬顿试剂进行水处理的装置,属于环境保护领域。
背景技术
当前,在现有的废水处理装置中,对于易生化处理的废水用生化处理装置是成本最低、效果最好的一种装置。然而,有很多废水其生化性是达不到生化处理的要求的,比如印染废水、焦化废水、含酚废水、制药废水、垃圾渗沥液等,这些含高浓度难降解有机物的废水中含有抑制微生物生长,甚至对微生物有毒有害的成分,微生物在这样的环境下基本无法生存,也就是无法用生化装置来处理这样的废水。对于这样的废水,采用新兴的“高级氧化技术”及其装置取得了不错的效果,并于最近得到了非常迅猛的发展,深受环保工作者的重视。
“高级氧化技术”是通过化学或者物理化学的方法将水体中的污染物直接氧化成无机物,或将其转化为低毒的易生物降解的中间产物。随着制药及精细化工工业的迅猛发展,一些高浓度难降解有毒有害有机废水的处理一直是困扰着环保科技工作者的难题。因此,采用“高级氧化技术”及其装置解决这些水污染问题已成为当今国内外水处理研究领域的热点课题。
水处理的“高级氧化技术”包括化学氧化、湿式(催化)氧化、光化学(催化)氧化等。“高级氧化技术”的一个典型特征就是在水处理过程中产生了羟基自由基(OH·)。OH·是一种很强的氧化剂,在酸性溶液中(pH=0)的标准电势为 在碱性溶液(pH=14)中为 就是连因具有极强氧化性能而为人所熟知的臭氧在酸性溶液中的标准电势也仅为 在碱性溶液中为 所以,OH·甚至有比臭氧更强的氧化性,也就是说,它比臭氧更易于与有机物发生反应,这对于破坏水体中的有机污染物分子,使其降解并最后矿化成二氧化碳和水是非常有利的,换言之,在水处理方面它比臭氧有更好的处理能力与性能。
OH·是一种非常强有力的氧化试剂,它可以以氢取代反应的方式(1)、氧化还原反应的方式(2),或者π键上亲电加成反应的方式(3)去氧化有机物分子。
RH+OH·→R·+H2O (1)
RX+OH·→RX+·+OH- (2)
这些反应的结果都生成了有机自由基,如果反应体系中有溶解氧的话,分子氧就可以加成到有机分子上去,成为过氧基团(方程4和5),过氧基团可引起碳链断裂降解的链式反应,最终导致降解成二氧化碳和水。
R·+O2→RO2· (4)
也就是说,OH·既可以降解芳香族化合物,也可以降解脂肪族化合物,这种方法降解能力很强,而且不会给环境遗留新的问题。现在,问题的关键是如何找到一种即廉价方便,又能得到足够量的OH·的装置用于水处理。
在这些“高级氧化技术”中,从所需的装置角度来看,湿式(催化)氧化需在高温(150~350℃)高压(0.5~20MPa)下进行,操作条件苛刻,对设备要求高。光化学(催化)氧化必须在水体中配置相当数量的紫外光源,设备要求高,由于目前紫外光灯的光密度低,难以处理大量的废水。由于受到装置的限制,这些技术并在实际生产中得到应用。化学氧化由于反应条件温和,对设备要求不高,反应速度快而得到青睐。依据氧化剂不同,化学氧化法可分为臭氧氧化、二氧化氯氧化、高锰酸钾氧化及芬顿试剂(Fenton’sreagent)氧化等。在这些氧化剂中,芬顿试剂的氧化性最强,处理效果最好,因此受到最大的关注,对芬顿试剂及其装置在水处理中的应用研究也最为热门。
芬顿试剂就是过氧化氢和Fe2+的组合,过氧化氢在Fe2+的催化作用下产生OH·,这个反应称作为芬顿反应:
H2O2+Fe2+→Fe3++OH-+OH· (6)
因此,芬顿试剂氧化法(简称芬顿氧化法或芬顿法)的实质就是过氧化氢和Fe2+,即芬顿试剂,通过芬顿反应产生了OH·,利用OH·的强氧化性来氧化降解水体中的有机污染物或还原性的有毒无机物。显然,在这些“高级氧化技术”中,芬顿试剂通过反应式(6)得到OH·从装置上讲是一种最方便也最有应用前景的方法。
实际上,芬顿氧化法用以降解难氧化废水已经在环境保护领域得到广泛应用,如刘发强等的中国专利ZL 96110517.8就用该方法处理高浓度难氧化有机废水。但是,市售的过氧化氢和硫酸亚铁因价格较高,直接用于水处理的成本太高而无法得到推广应用。另一方面,众所周知,过氧化氢是一种不稳定的氧化剂,与有机物或还原剂接触都有爆炸的隐患,其运输和贮存都是一个严重的问题。同样地,硫酸亚铁也是一个不稳定的化合物,在空气中会被氧化成硫酸铁而失去催化作用。
为了解决芬顿试剂的运输和贮存难题,并降低处理成本,一种现场发生芬顿试剂的技术及其装置应运而生。该技术及其装置是在待处理水中用电化学的方法直接生成过氧化氢和Fe2+离子,称之为电-芬顿氧化法或电-芬顿法。具体的做法是将待处理的水加入一定量的硫酸钠或氧化钠作为导电盐,以提高水的电导率,并调节水的pH值在3.0左右,然后将调节pH值之后的水通入一内置铁阳极和石墨阴极的电解槽内,并在阴极附近通入空气,当在阴阳极上通入直流电后,阳极发生铁溶出反应得到Fe2+:
Fe→Fe2++2e (7)
同时,空气中的氧在阴极发生两电子还原反应得到过氧化氢:
O2+2H++2e→H2O2 (8)
于是,现场发生的H2O2和Fe2+通过芬顿反应产生了OH·,用于直接氧化降解一些顽固性有机物,如2,4-D(2,4-二氯苯乙酸)、苯胺、氯代苯胺、有机染料及其他芳香族化合物等。这些在实验室中都取得了非常好的效果,但在实际工业化应用中都遇到了不可克服的障碍。主要表现在三个方面:首先,过氧化氢是从待处理水中的溶解氧经两电子还原得到的,在大气压力下,水中与空气相平衡的溶解氧浓度大约只有10-4mol/L的数量级,即使在剧烈通气搅拌的实验条件下,电流密度也必须<10m A/cm2,产生过氧化氢和Fe2+的速度非常慢,效率也极低;其次,在电化学反应器中过氧化氢和Fe2+一生成就立即通过芬顿反应产生了OH·,该OH·必须马上与有机污染物反应,否则,OH·在很短的时间内就会被其他物质还原掉,这就要求待处理水直接通过电化学反应器。但是,如果待处理水直接从电化学反应器流过,待处理水中所含的成分复杂的有机物和无机物必然会污染电极,使电化学反应器很难长期保持稳定的工作;最后,由于实际待处理的水成分复杂且波动大,无法保持一个稳定的电化学体系,也就无法保证OH·的产生量能够保持稳定,使水处理的效果很不稳定,这对于实际生产是十分不利的。
综上所述,现有的电-芬顿装置都无法在实际生产中得到应用。
发明内容
本实用新型要解决现有的电-芬顿装置都是在水处理系统内经电化学方法现场得到过氧化氢和Fe2+,存在工作电流密度小、效率低、电极易污染且OH·产生量不稳定的问题。为此提供本实用新型的一种用现场发生的芬顿试剂进行水处理的装置。该装置不但可以高效率且快速地发生过氧化氢和Fe2+,而且过氧化氢和Fe2+的发生量稳定且可控,能够产生稳定的OH·,更重要的是电极不会受污染,可以长期稳定地工作,解决了现有电-芬顿装置无法在实际中应用的难题。
为解决上述问题,本实用新型提供的技术方案其特殊之处是设有依次相连的调节池、混合器、反应器和固液分离器,设有与所述混合器相连的过氧化氢现场发生器和铁离子现场发生器。
所述过氧化氢现场发生器由电解槽、阴极液贮槽、阳极液贮槽、直流电源和含氧气体发生器组成;所述电解槽由气室、阴极室和内置阳极的阳极室组成,气室和阴极室之间隔置有气体扩散阴极,阴极室和阳极室之间隔置有隔膜;所述阳极液贮槽经泵与阳极室的下接口相连,阳极室的上接口与阳极液贮槽相连;阴极液贮槽经泵与阴极室的下接口相连,阴极室的上接口与所述混合器相连;含氧气体发生器的出气口与气室的上接口相连;直流电源的正极与电解槽的阳极电连接,直流电源的负极与电解槽的阴极电连接。
所述的铁离子现场发生器可以是化学法的或电化学法的铁离子现场发生器;
所述化学法的铁离子现场发生器由液体贮槽和填充式反应器组成,填充式反应器内填充有含铁物料,液体贮槽经泵与填充式反应器的下接口相连,填充式反应器的上接口与所述混合器相连;
所述电化学当的铁离子现场发生器由内置阴极和铁阳极的电解槽、酸液贮槽和直流电源组成,酸液贮槽经泵与电解槽的下接口相连,电解槽的上接口与混合器连接;直流电源的正极与电解槽的铁阳极电连接,直流电源的负极与电解槽的阴极电连接。
所述的阳极是镍、铁、不锈钢、铂、钌钛、钌铱钛、钛载铂、石墨中的至少一种;所述的隔膜是陶瓷隔膜、聚合物纤维隔膜、玻璃纤维隔膜、离子交换膜中的至少一种;所述的碳是石墨、乙炔黑、碳黑、活性炭中的至少一种。
所述含铁物料是铁、碳素钢、合金钢、铁矿石、硫酸亚铁、氧化亚铁、氧化铁中的至少一种,所述的含铁物料的形状是板、粒、屑、块、杆、丝、网中的至少一种。
所述铁阳极是铁、碳素钢、合金钢中的至少一种,所述铁阳极的形状是板、粒、屑、块、杆、丝、网中的至少一种。
所述混合器是机械搅拌混合器、水力混合池、管道静态混合器、水泵混合器中的至少一种。
所述反应器是隔板反应池、涡流反应池、机械反应池、折板反应池中的至少一种。
所述固液分离器是沉降池、滤池、压力滤罐、微滤机、板框压滤机中的至少一种。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图;
图2是本实用新型中的过氧化氢现场发生器的结构示意图;
图3是本实用新型中的铁离子现场发生器的结构示意图;
图4是本实用新型中的另一种铁离子现场发生器的结构示意图。
图中标记为:1调节池;2混合器;3反应器;4固液分离器;5过氧化氢现场发生器;6铁离子现场发生器;
51电解槽;52阴极液贮槽;53阳极液贮槽;54直流电源;55含氧气体发生器;56泵;57泵;
511气室;512气体扩散阴极;513阴极室;514隔膜;515阳极室;516阳极;
61含铁物料;62填充式反应器;63泵;64液体贮槽;
601阴极;602电解槽;603泵;604酸液贮槽;605直流电源;606铁阳极。
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
现有的电-芬顿装置存在的上述缺陷使其无法在实际工业水处理中得到推广应用,为了解决现有装置中的工作电流小、电流效率低、电极易受待处理水中的各种污染物的污染、工作不稳定的问题,关键在于将芬顿试剂的发生装置从水处理系统中独立出来,使得芬顿试剂在发生过程中不会受到待处理水中所含的污染物的影响。本实用新型提出的方案如图1所示,调节池1、混合器2、反应器3和固液分离器4依次相连,与这些设备分离的过氧化氢现场发生器5和铁离子现场发生器6分别连到混合器2。它们之间的水力流动即可以依靠重力自然流动,也可以依靠泵等液体输送设备强制流动。因为过氧化氢现场发生器5和铁离子现场发生器6与水处理系统分离,它们的工作不受待处理水的水质影响,可以以很高的强度产生过氧化氢和Fe2+,将这些过氧化氢和Fe2+与待处理水通过混合器2充分有效地混合。过氧化氢和Fe2+一混合立即发生芬顿反应产生OH·,Fe2+本身被氧化成Fe3+。OH·在微酸性条件下(pH 3-4)降解水中的有机污染物或还原性的无机物,Fe3+也是一种性能优良的絮凝剂。随后,将处理后的水调整到pH 4以上,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀析出,由于Fe(OH)3是絮状沉淀,可以吸附一些残余的有机物,特别是能吸附在处理过程中发生聚合反应生成的低聚物,使污染物降解或者随沉淀分离出去。
过氧化氢的制备方法有电解法、烷基蒽醌法、异丙醇法、氧阴极还原法和氢氧直接化合法五种,其中电解法和异丙醇法已遭淘汰。烷基蒽醌法是目前工业化生产过氧化氢的绝对主要方法,但工艺过程复杂,设备投资规模大,因此它仅适用于规模化生产,并不适用于本实用新型。氢氧直接化合法是一种很有前途的生产方法,生产成本低、设备投资仅为烷基蒽醌法的一半,但它必须在2.9~17.3MPa压力下操作,如此高的操作压力显然不适合于小规模地现场制备过氧化氢。
综上所述,最适合本实用新型的过氧化氢的制备方法是氧阴极还原法。如图2所示的是采用氧阴极还原法的过氧化氢现场发生器的一种典型结构示意图,该发生器由电解槽51、阴极液贮槽52、阳极液贮槽53、直流电源54和含氧气体发生器55组成;所述电解槽51由气室511、阴极室513和内置阳极516的阳极室515组成,气室511和阴极室513之间用由碳和聚四氟乙烯制成的气体扩散阴极512隔开,阴极室513和阳极室515之间用隔膜514隔开;所述的阳极液贮槽53经泵57与阳极室515的下接口相连,阳极室515的上接口与阳极液贮槽53相连;阴极液贮槽52经泵56与阴极室513的下接口相连,阴极室513的上接口连到混合器2;含氧气体发生器55的出气口与气室511的上接口相连;直流电源54的正极通过导线或导电母排与电解槽51的阳极516相连,直流电源54的负极通过导线或导电母排与电解槽51的阴极512相连。
气体扩散阴极512由碳和聚四氟乙烯按本领域已知的技术制备。碳材料选自石墨、碳黑、乙炔黑和活性炭等。这些材料即可以单独使用,优选石墨和碳黑。为了提高催化性能,也可以两种及两种以上的碳材料混合后使用,优选石墨和乙炔黑、碳黑和活性炭、石墨、碳黑和乙炔黑。还可以在这些碳材料上负载上具有相同催化作用的催化剂,如烷基蒽醌、偶氮苯、酞菁钴等,优选2-乙基蒽醌和偶氮苯。
阳极516在这里只是起导电作用,本身不参与反应,只要是阳极不溶解的材料都可以用作为阳极,即不溶性阳极(DSA)。对于在酸性和中性电解液中,阳极可选铂、钛载铂、钌钛、钌铱钛、石墨等,优选钛载铂和钌铱钛阳极;而在碱性电解液中,除了上述阳极外,还可选择铁、不锈钢、镍,优选不锈钢和镍。
含氧气体发生器55向气室511输送含氧气体。含氧气体包括空气、氧气或氧气和其它惰性气体的混合气,优选空气。含氧气体发生器可以是气泵、空气压缩机、鼓风机、压缩空气钢瓶、氧气钢瓶、PSA氧气发生器等,优选气泵。
隔膜514的作用是将阴极液和阳极液隔开,避免阴极液中的过氧化氢在阳极被氧化分解,也可避免阳极的溶出物催化分解阴极液中的过氧化氢。隔膜可以选自陶瓷隔膜、聚合物纤维隔膜、玻璃纤维隔膜、离子交换膜,优选离子交换膜。
当阳极室和阴极室分别充入阳极液和阴极液,气室内充入含氧气体时,由于气体扩散阴极具有防水透气作用,阴极室内的阴极液不会渗漏到气室内,气室内的气体则可以扩散到气体扩散阴极的内部,并在气体扩散电极与阴极液的交界处形成一个气液固三相界面,在这个界面上,气体中的氧能够在直流电的作用下,在碳材料的表面上电催化还原成过氧化氢(反应式(8)),然后扩散到阴极液中。于是,阴极室出口处的阴极液中就含有一定浓度的过氧化氢,这部分含过氧化氢的溶液就流入到混合器中。
本实用新型并不仅限于这样一种过氧化氢现场发生器,所有能够现场产生过氧化氢的发生器都适用于本实用新型。
铁离子现场发生器6比过氧化氢现场发生器5要简单得多。铁离子现场发生器既可采用化学法也可采用电化学法。图3所示的是采用化学法的铁离子现场发生器的结构示意图,它由液体贮槽64和填充式反应器62组成,填充式反应器62内填充有含铁物料61,液体贮槽64经泵63与填充式反应器62的下接口相连,填充式反应器62的上接口连到混合器2。
含铁物料选自铁、碳素钢、合金钢、铁矿石、硫酸亚铁、氧化亚铁、氧化铁,这些物料的形状不限,可以是板、粒、屑、块、杆、丝、网中的至少一种。用纯水或酸液溶解这些含铁物料可以很方便地制备铁离子。
采用电化学法制备铁离子比化学法具有更高的效率和更快的速度。图4所示的是采用电化学法的铁离子现场发生器的结构示意图,它由内置阴极601和铁阳极606的电解槽602、酸液贮槽605组成,酸液贮槽605经泵603与电解槽602的下接口相连,电解槽602的上接口连到混合器2;直流电源605的正极与电解槽602的铁阳极606通过导线或导电母排相连,直流电源605的负极通过导线或导电线母排与电解槽602的阴极601相连。
铁阳极必须是含铁的金属材料,可以选自铁、碳素钢、合金钢,其形状没有特别的要求,可以是板、粒、屑、块、杆、丝、网中的至少一种,对于大尺寸的铁阳极可以直接用导电挂钩挂在电解槽上,而对于小尺寸的铁阳极则需装于一个用惰性金属材料制成的框或篮内。阴极在这里只起导电作用,任何导电的金属材料均可,但考虑到材料的成本及对阴极析氢的极化程度,优选不锈钢和铁。
当酸液贮槽604中的一定浓度的酸液用泵603打入电解槽602,并通直流电后,铁阳极中的铁就会在阳极发生溶解反应[反应式(7]而得到铁离子。于是在电解槽的上接口处流出的是含铁离子的溶液,流入到混合器2中。
待处理废水先在调节池1中用酸或碱调节pH在最有利于芬顿反应的pH值处,一般为3左右。然后在混合器2中与来自过氧化氢现场发生器5的含过氧化氢的溶液和来自铁离子现场发生器的含铁离子的溶液充分混合后在反应器3中反应,反应结束后再用碱调节pH至6~9,让废水中的Fe3+全部转化为Fe(OH)3沉淀,然后静置凝聚,必要时也可以加入混凝剂,如聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等,使沉淀更充分有效,并吸附废水中的一些有机污染物,最后用固液分离器4将沉淀分离,所得的处理后水达标排放或再进行另外处理。
混合器2必须能将待处理废水、含过氧化氢的溶液和含铁离子的溶液充分混合,可选自机械搅拌混合器、水力混合池、管道静态混合器、水泵混合器。反应器3可选自在水处理中普遍应用的隔板反应池、涡流反应池、机械反应池、折板反应池等。固液分离器4可选自在水处理或化工生产中常用的沉降池、滤池、压力滤罐、微滤机、板框压滤机等。
单独使用本实用新型提供的装置可以将待处理的废水处理至符合国家有关的排放标准,但从处理效率和处理成本角度讲并不一定是合适的。由于待处理废水经过本实用新型提供的装置的处理,可以显著提高废水的可生化性,因此将本实用新型所提供的装置用于某些难以生物降解的废水的预处理,提高其生化性后再进行生化处理,可以大大拓宽本实用新型所提供装置的使用范围。
下面以酸性玫瑰红B的生产废水用本实用新型提供的装置进行处理为例来说明本实用新型的具体实施方式,但本发明范围并不仅限于此。
具体实施方式
实施例1
用现场发生的芬顿试剂进行水处理的装置,设有依次相连的调节池1、混合器2、反应器3和固液分离器4,设有与所述混合器相连的过氧化氢现场发生器5和铁离子现场发生器6;
所述过氧化氢现场发生器5由电解槽51、阴极液贮槽52、阳极液贮槽53、直流电源54和含氧气体发生器55组成;所述电解槽51由气室511、阴极室513、内置阳极516的阳极室515和直流电源54组成,气室511和阴极室513之间隔置有气体扩散阴极512,阴极室513和阳极室515之间隔置有隔膜514;所述阳极液贮槽53经泵57与阳极室515的下接口相连,阳极室515的上接口与阳极液贮槽53相连;阴极液贮槽52经泵56与阴极室513的下接口相连,阴极室513的上接口与所述混合器2相连;含氧气体发生器55的出气口与气室511的上接口相连;直流电源54的正极与电解槽51的阳极516电连接,直流电源54的负极与电解槽51的阴极512电连接;
所述的铁离子现场发生器6为化学法的铁离子现场发生器,它由液体贮槽64和填充式反应器62组成,填充式反应器62内填充有含铁物料61,液体贮槽64经泵63与填充式反应器62的下接口相连,填充式反应器62的上接口与所述混合器2相连。
在过氧化氢现场发生器5中的阴极液贮槽52中加入0.5mol/L的NaOH溶液,在阳极液贮槽53中加入0.5mol/L的硫酸溶液,电解槽51采用离子膜作为隔膜514,当阴极液经泵56打入阴极室513,阳极液经泵57打入阳极室515,空气以气泵作含氧气体发生器55充入到气室511,在阳极和阴极施加750A/m2的直流电,阴极室513的出口处流出约含0.5mol/L过氧化氢的溶液。
在铁离子现场发生器6的液体贮槽64中加入0.5mol/L的硫酸溶液,在填充式反应器62中填充废铁屑、废铁块等,酸液贮槽中的硫酸溶液经泵63打入填充式反应器中,控制流速使反应器出口处溶液中所含有铁离子浓度在0.45mol/L左右。
将酸性玫瑰红B的生产废水,其中COD为340.4mg/L,pH 2.5,色度4000度,BOD5/COD为0.06,打入调节池1中,调节废水的pH值在3左右。然后将调节pH值后的废水打入机械搅拌混合器2中,与上述含过氧化氢的溶液和含铁离子的溶液混合后打入隔板反应池3,反应结束后调废水的pH至7左右,静置,用板框压滤机作固液分离器4,过滤得到的滤液经分析,COD去除率为67.3%,脱色率77.5%,BOD5/COD为0.31。
实施例2
重复实施例1,区别在于将铁离子现场发生器改为采用电化学法的铁离子现场发生器,它由内置阴极601和铁阳极606的电解槽602、酸液贮槽604和直流电源605组成,酸液贮槽604经泵603与电解槽602的下接口相连,电解槽602的上接口与混合器2连接;直流电源605的正极与电解槽602的铁阳极606电连接,直流电源605的负极与电解槽602的阴极601电连接。
在电解槽602内放置一对铁板作为阴极和阳极,在阴、阳极之间施加1000A/m2的直流电,控制酸液流速,使出口处的酸液中含约0.45mol/L的铁离子。其他的变动是混合器采用水力混合池,反应器采用涡流反应池,固液分离器采用滤池,出水的水质经分析,COD去除率为75.4%,脱色率83.2%,BOD5/COD为0.35。
实施例3
重复实施例1,区别在于混合器采用管道静态混合器,反应器采用机械反应池,固液分离器采用沉降池,从沉降池滗出的清液经分析,COD去除率为52.4%,脱色率73.8%,BOD5/COD为0.28。
实施例4
重复实施例1,区别在于混合器采用水泵混合器、反应器采用折板反应池,固液分离器采用压力滤罐,滤液经分析,COD去除率为77.1%,脱色率为92.8%,BOD5/COD为0.42。
Claims (9)
1、用现场发生的芬顿试剂进行水处理的装置,其特征是设有依次相连的调节池(1)、混合器(2)、反应器(3)和固液分离器(4),设有与所述混合器相连的过氧化氢现场发生器(5)和铁离子现场发生器(6)。
2、如权利要求1所述的装置,其特征是所述过氧化氢现场发生器(5)由电解槽(51)、阴极液贮槽(52)、阳极液贮槽(53)、直流电源(54)和含氧气体发生器(55)组成;所述电解槽(51)由气室(511)、阴极室(513)和内置阳极(516)的阳极室(515)组成,气室(511)和阴极室(513)之间隔置有气体扩散阴极(512),阴极室(513)和阳极室(515)之间隔置有隔膜(514);所述阳极液贮槽(53)经泵(57)与阳极室(515)的下接口相连,阳极室(515)的上接口与阳极液贮槽(53)相连;阴极液贮槽(52)经泵(56)与阴极室(513)的下接口相连,阴极室(513)的上接口与所述混合器(2)相连;含氧气体发生器(55)的出气口与气室(511)的上接口相连;直流电源(54)的正极与电解槽(51)的阳极(516)电连接,直流电源(54)的负极与电解槽(51)的气体扩散阴极(512)电连接。
3、如权利要求1所述的装置,其特征是所述的铁离子现场发生器(6)为化学法的或电化学法的铁离子现场发生器;
所述化学法的铁离子现场发生器由液体贮槽(64)和填充式反应器(62)组成,填充式反应器(62)内填充有含铁物料(61),液体贮槽(64)经泵(63)与填充式反应器(62)的下接口相连,填充式反应器(62)的上接口与所述混合器(2)相连;
所述电化学法的铁离子现场发生器由内置阴极(601)和铁阳极(606)的电解槽(602)、酸液贮槽(604)和直流电源(605)组成,酸液贮槽(604)经泵(603)与电解槽(602)的下接口相连,电解槽(602)的上接口与混合器(2)连接;直流电源(605)的正极与电解槽(602)的铁阳极(606)电连接,直流电源(605)的负极与电解槽(602)的阴极(601)电连接。
4、如权利要求2所述的装置,其特征是所述的阳极(516)是镍、铁、不锈钢、铂、钌钛、钌铱钛、钛载铂、石墨中的至少一种;所述的隔膜(514)是陶瓷隔膜、聚合物纤维隔膜、玻璃纤维隔膜、离子交换膜中的至少一种;所述的碳是石墨、乙炔黑、碳黑、活性炭中的至少一种。
5、如权利要求3所述的装置,其特征是所述含铁物料(61)是铁、碳素钢、合金钢、铁矿石、硫酸亚铁、氧化亚铁、氧化铁中的至少一种,所述的含铁物料(61)的形状是板、粒、屑、块、杆、丝、网中的至少一种。
6、如权利要求3所述的装置,其特征是所述铁阳极(606)是铁、碳素钢、合金钢中的至少一种,所述铁阳极(606)的形状是板、粒、屑、块、杆、丝、网中的至少一种。
7、如权利要求1所述的装置,其特征是所述混合器(2)是机械搅拌混合器、水力混合池、管道静态混合器、水泵混合器中的至少一种。
8、如权利要求1所述的装置,其特征是所述反应器(3)是隔板反应池、涡流反应池、机械反应池、折板反应池中的至少一种。
9、如权利要求1所述的装置,其特征是所述固液分离器(4)是沉降池、滤池、压力滤罐、微滤机、板框压滤机中的至少一种。
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