一种处理生化难降解有机废水的工艺方法

摘要

本发明涉及一种处理生化难降解有机废水的工艺方法，该方法主要是利用紫外光、电化学、超声波及氧化还原化学反应相结合进行处理生化难降解废水，将废水经过超声空化区、电化学反应区及紫外光催化反应区的3个反应单元进行处理，能实现超声处理废水方法、紫外光协同Fenton试剂氧化处理废水以及电化学及其协同Fenton试剂氧化处理废水方法相结的高效多级深度废水氧化反应，能有效处理多种生化难降解的有机废水，处理后的废水COD去除率达90％以上。

权利要求

1.一种处理生化难降解有机废水的工艺方法，其特征在于，它是利用紫外光、电化学、超声波及氧化还原化学反应相结合进行处理生化难降解废水，将废水经过超声空化区、电化学反应区及紫外光催化反应区进行处理，每个处理区的具体工艺条件如下：

1)超声空化区：该区安装有超声波发生器，超声波发生器的功率与反应器的容积成正比，每1立方米的反应器容积，需要匹配一个1千瓦的超声波发生器，其工作频率：20～

110KHz；通过超声波发生器的作用，使有机大分子化合物分解为小分子；

2)电化学反应区：该区包括有阴极和阳极，阴板由不锈钢板围成多个电解室，每个电解室的周长与高度的比值为1～2∶10；阳极为柱状纯铁棒，阴极与阳极的工作面积比值

3+ 2+

为8∶2～3；在该反应区通过电极电流的能量使电极区内Fe 离子和Fe 离子发生转换，

3+ 2+

并通过电化学方法使溶解氧转换为氧化剂H2O2构成芬顿试剂组分，并通过外加的Fe /Fe

3+ 2+

及H2O2组成芬顿体系，促使Fe /Fe 的循环及H2O2转化为羟基自由基而提高芬顿氧化反应；

3)紫外光催化反应区：在该反应区内，纵向并排安装多个内有紫外灯的光源发生器，该区通过紫外辐射及加入的固体纳米二氧化钛催化剂和芬顿试剂氧化剂的共同作用，产生羟基自由基，进一步将废水中难降解的有机物分解和矿化；其中紫外线的剂量为1000mJ/

2 3 3+ 2+

cm 以上，固体纳米二氧化钛催化剂的用量为0.05～0.2g/m，芬顿试剂组分H2O2与Fe /Fe3

的质量配比为2～3∶1，芬顿试剂的用量为1～40mL/m 水样。

2.根据权利要求1所述处理生化难降解有机废水的工艺方法，其特征在于，包括以下六种不同组合方式的废水处理方法：①先将废水经过超声空化区进行超声处理，然后经过紫外光催化反应区进行紫外光协同芬顿试剂氧化处理废水，最后再经过电化学反应区进行电化学及其协同芬顿试剂氧化处理废水；

②先将废水经过超声空化区进行超声处理，然后经过电化学反应区进行电化学及其协同芬顿试剂氧化处理废水，最后经过紫外光催化反应区进行紫外光协同芬顿试剂氧化处理废水；

③先将废水经过紫外光催化反应区进行紫外光协同芬顿试剂氧化处理废水，然后经过超声空化区进行超声处理废水，最后经过电化学反应区再进行电化学及其协同芬顿试剂氧化处理废水；

④先将废水经过紫外光催化反应区进行紫外光协同芬顿试剂氧化处理废水，然后经过电化学反应区进行电化学及其协同芬顿试剂氧化处理废水，最后再经过超声空化区进行超声处理废水；

⑤先将废水经过电化学反应区进行电化学及其协同芬顿试剂氧化处理废水，然后经过紫外光催化反应区进行紫外光协同芬顿试剂氧化处理废水，最后再经过超声空化区进行超声处理废水；

⑥先将废水经过电化学反应区进行电化学及其协同芬顿试剂氧化处理废水，然后经过超声空化区进行超声处理废水，最后再经过紫外光催化反应区进行紫外光协同芬顿试剂氧化处理废水。

说明书

一种处理生化难降解有机废水的工艺方法

技术领域

[0001] 本发明涉及处理有机废水的方法，特别是一种处理生化难降解有机废水的工艺方法

背景技术

[0002] 随着工业经济的迅速发展，工业废水的排放量增加越来越快。工业废水是当代环境工作亟待解决的重大难题之一。随着人们环保意识的不断提高，人们对工业废水的排放要求越来越高，而传统的废水处理方法已难以满足这一要求，经传统方法处理的外排废水难以达到相关新标准的排放要求及“减排”的要求。一些工业废水(如天然有机化工过程废水、制浆造纸工业废水)经物化、生化处理后，水中仍残留部分难生物降解有机物(如含苯化合物、硝基酚等)，且无法经气浮或混凝等物化方法有效去除。

[0003] 目前对于生化难降解废水的处理技术包括臭氧氧化法、活性碳吸附法、薄膜分离2+
法、湿式氧化法及Fenton(芬顿)氧化法等，其中以Fenton氧化法(H2O2/Fe )被认为是一
2+
种最有效、简单且经济的方法。1894年，法国人HJH Fenton发现采用Fe /H2O2体系能氧化多种有机物。亚铁盐和过氧化氢的组合称为Fenton试剂，它能有效氧化去除传统废水处理
2+
技术无法去除的难降解有机物，其实质是H2O2在Fe 的催化作用下生成具有高反应活性的羟基自由基(·OH)，·OH可与大多数有机物作用使其降解。随着研究的深入，又把紫外光(UV)、草酸盐(C2O4)等引入Fenton试剂中，使其氧化能力大大增强。从广义上说，Fenton法是利用催化剂，或光辐射，或电化学作用，通过H2O2产生羟基自由基(·OH)处理有机物的
2+
技术。然而单一的Fenton氧化法过程中需要大量的的Fe 投加量以维持足够的·OH自由基产生，这会在处理过程中产生大量的含铁污泥，需要额外的分离与处置。此外依然有部分难降解化合物处理不完全，不能完全达标排放。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种利用紫外线、电化学方法、超声方法与Fenton氧化法相结合的废水处理方法，能有效处理多种高浓有机废水，使处理后的废水COD去除率高。

[0005] 本发明以如下技术方案解决上述技术问题：本发明处理生化难降解有机废水的工艺方法，是利用紫外光、电化学、超声波及氧化还原化学反应相结合进行处理生化难降解废水，将废水经过超声空化区、电化学反应区及紫外光催化反应区进行处理，每个处理区的具体工艺条件如下：

[0006] 1)超声空化区：该区安装有超声波发生器，超声波发生器的功率与反应器的容积成正比，每1立方米的反应器容积，需要匹配一个1千瓦的超声波发生器，其工作频率：20～110KHz；通过超声波发生器的作用，使有机大分子化合物分解为小分子；

[0007] 2)电化学反应区：该区包括有阴极和阳极，阴板由不锈钢板围成多个电解室，每个电解室的周长与高度的比值为1～2∶10；阳极为柱状纯铁棒，阴极与阳极的工作面积3+ 2++
比值为8∶2～3；在该反应区通过电极电流的能量使电极区内Fe 离子和Fe 离子发生转
3+
换，并通过电化学方法使溶解氧转换为氧化剂H2O2构成芬顿试剂组分，并通过外加的Fe /
2+ 3+ 2+
Fe 及H2O2组成芬顿体系，促使Fe /Fe 的循环及H2O2转化为羟基自由基而提高芬顿氧化反应；

[0008] 3)紫外光催化反应区：在该反应区内，纵向并排安装多个内有紫外灯的光源发生器，该区通过紫外辐射及加入的固体纳米二氧化钛催化剂和芬顿试剂氧化剂的共同作用，产生羟基自由基，进一步将废水中难降解的有机物分解和矿化；其中紫外线的剂量为2 3
1000mJ/cm 以上，固体纳米二氧化钛催化剂的用量为0.05～0.2g/m，芬顿试剂组分H2O2与
3+ 2+ 3
Fe /Fe 的质量配比为2～3∶1，芬顿试剂的用量为1～40mL/m 水样。

[0009] 本发明处理生化难降解有机废水的工艺方法，包括以下六种不同组合方式的废水处理方法：

[0010] ①先将废水经过超声空化区进行超声处理，然后经过紫外光催化反应区进行紫外光协同芬顿试剂氧化处理废水，最后再经过电化学反应区进行电化学及其协同芬顿试剂氧化处理废水；

[0011] ②先将废水经过超声空化区进行超声处理，然后经过电化学反应区进行电化学及其协同芬顿试剂氧化处理废水，最后经过紫外光催化反应区进行紫外光协同芬顿试剂氧化处理废水；

[0012] ③先将废水经过紫外光催化反应区进行紫外光协同芬顿试剂氧化处理废水，然后经过超声空化区进行超声处理废水，最后经过电化学反应区再进行电化学及其协同芬顿试剂氧化处理废水；

[0013] ④先将废水经过紫外光催化反应区进行紫外光协同芬顿试剂氧化处理废水，然后经过电化学反应区进行电化学及其协同芬顿试剂氧化处理废水，最后再经过超声空化区进行超声处理废水；

[0014] ⑤先将废水经过电化学反应区进行电化学及其协同芬顿试剂氧化处理废水，然后经过紫外光催化反应区进行紫外光协同芬顿试剂氧化处理废水，最后再经过超声空化区进行超声处理废水；

[0015] ⑥先将废水经过电化学反应区进行电化学及其协同芬顿试剂氧化处理废水，然后经过超声空化区进行超声处理废水，最后再经过紫外光催化反应区进行紫外光协同芬顿试剂氧化处理废水。

[0016] 本发明方法与现有技术比较具有以下优点：

[0017] 本发明方法结合了超声波声化处理、光化学协同氧化还原反应反应、电化学协同氧化还原反应的技术，将传统的利用芬顿试剂处理废水的技术做了大幅度改良，有效降低了芬顿试剂的用量，同时利用电化学的氧化还原反应，再生亚铁离子，产生活化自由基，极大减少了化学污泥的产生，能高效处理生化手段等难处理的高浓度有机废水，处理后的废水COD去除率达90％以上。

附图说明

[0018] 图1是本发明方法的工艺流程示意图。

[0019] 图2是图1中超声空化区内超声波发生器的分布示意图。

[0020] 图3是图1中电化学反应区内阴阳极的分布示意图。

[0021] 图4是图1中光催化反应区内光源发生器的分布示意图。

具体实施方式

[0022] 如附图所示，本发明处理生化难降解有机废水的工艺方法主要是将废水经过以下几个反应区进行处理操作的：

[0023] 1、经物化、生化处理后的废水，先进入安装有超声波发生器1的超声空化工艺区。在该工艺环境中，通过超声波发生器作用下，在反应器内部产生超声空化区。超声波发生器的功率与反应器的容积成正比，每1立方米的反应器容积，需要匹配1千瓦的超声波发生器，其工作频率：20-110KHz。在该超声空化区内发生的空化过程主要是在超声波发生器的发射头和废水接触的界面上形成高于5000℃的局部高温，同时在该部位的瞬时压力高于
50兆帕，在该条件下可以把声场能量集中起来，伴随空化泡崩溃瞬间，在液体中气泡的极小空间内及附近将高度集中的能量释放出来，所造成的强冲击波及高强度紊流等条件，能有效地将有机大分子化合物分解为后续工段容易反应的小分子。超声波发生器可以按六边形排布在超声空化区的底部，以有利于超声波的各种作用于效果在该反应区域内有效均匀的分布，见图2所示。

[0024] 2、经超声处理后的废水进入循环流动的电化学反应区。该区设有阴极3和阳极2，阴极为不锈钢板围成的电解室，每个电解室的周长与高度比值为1～2∶10；阳极为柱状纯铁棒；阴、阳极的工作面积比值为8∶2～3。在该反应区依靠电化学方法通过阳极产生3+ 2+
Fe /Fe 及通过电化学方法使溶解氧转换为氧化剂H2O2构成Fenton试剂组分，并通过外加
3+ 2+ 3+ 2+
Fe /Fe 及H2O2组成Fenton体系，促使Fe /Fe 的循环及H2O2转化为羟基自由基从而提高
2 3+ 2+
Fenton反应。电流密度控制在15～25mA/cm 的范围时，产生Fe /Fe 的浓度约为10mmol/
3+ 2+ 3+ 2+
L，如果体系的Fe /Fe 的浓度低于该值，则须外加Fe /Fe 加入反应系统，以维持该系统
3+ 2+ 3+ 2+
的正常工作，如果体系的Fe /Fe 的浓度高于该值，则无须外加Fe /Fe 加入反应系统，系统也能正常工作。

[0025] 溶液中的H2O分子在阳极表面放电并生成吸附的·OH，

[0026] MOx+H2O→MOx(·OH)+H++e

[0027] 然后，吸附的羟基自由基和阳极中的氧原子相互作用，并使自由基中的氧原子进入阳极金属氧化物的晶格之中，形成过氧化物MOx+1：

[0028] MOx(·OH)→MOx+1+H++e-

[0029] 当溶液中存在可氧化的有机物R时，反应如下

[0030] R+MOx(·OH)→CO2+MOx+zH++ze-

[0031] R+MOx+1→RO+MOx

[0032] 在该反应区加入芬顿试剂，在该区域反应如下：

[0033] Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH

[0034] H2O2+Fe3+→Fe2++HO2·+H+

[0035] H2O2+·OH→HO2·+H2O

[0036] Fe2++·OH→Fe3++OH-

[0037] ·OH+·OH→H2O2

[0038] RH+·OH→R·+H2O

[0039] R·+Fe3+→R+Fe2+

[0040] R+·+O2→ROO+→…→CO2+H2O

[0041] 该反应区在一定程度上既发挥了阳极直接氧化的作用，又利用了电化学产生氧化剂的氧化作用，因此处理效率大为提高，同时减少了常规芬顿反应中产生的大量铁锈的问题。

[0042] 3、经过电化学处理后的废水，进入设有紫外光催化反应区。在该反应区内，纵向并排多个由石英套管和紫外灯构成的光源发生器4，光源发生器4的石英套管上下端头与反应器的筒体通过法兰5连接，石英套管内安装有紫外灯。本反应区利用紫外辐射、固体纳米二氧化钛催化剂和芬顿试剂氧化剂的共同作用，产生羟基自由基，进一步将废水中难降解2
的有机物分解和矿化。紫外线剂量表示设备的紫外线强度，以毫瓦每平方厘米(mW/cm)为单位，和被处理的流体暴露的时间，以秒(s)为单位。本发明的反应体系中需要设备达到的
2
紫外线剂量为1000毫焦耳每平方厘米(mJ/cm)以上，即1000毫瓦每平方厘米×秒(mW·s/
2 3 3+ 2+
cm)以上，固体纳米二氧化钛催化剂的用量为0.1g/m，芬顿试剂组分H2O2与Fe /Fe 的质
3
量配比为2～3∶1，芬顿试剂用量范围为10～40mL/m 水样。

[0043] 本反应区利用紫外辐射、固体催化剂和氧化剂的共同作用，产生羟基自由基，进一步将废水中难降解的有机物分解和矿化。光助Fenton反应的机理更为复杂，主要的反应为：

[0044] Fe2++H2O2→Fe3++·OH+OH-(快)

[0045] Fe3++H2O2→Fe2++HO2·+H+(慢)

[0046] Fe(OH)2++hv→Fe2++·OH(羟基合铁(I)离子的光解)

[0047] Fe(ROO)2++hv→Fe2++R·+CO2(Fe3+中间产物络合物的光解)

[0048] Fenton反应生成强氧化性的·OH自由基，·OH能迅速与有机物反应，引发一系列2+
链反应，最终可使有机物氧化降解为CO2和H2O等无机物。Fe 作为H2O2的催化剂，它的催
2+ 3+
化作用要通过Fe 与Fe 之间的循环转化来实现，无紫外光照射时，Fe2+的循环再生速率
2+
慢。紫外光与Fe 对H2O2的催化分解存在协同作用，可使系统中·OH的产生速率与浓度增
2+
加，光助Fenton反应中Fe 再生的主要途径为Fe(II)-络合物的光化学还原。紫外光有利于Fenton反应的进行，可增强Fenton试剂对有机物的氧化降解，从而更彻底降解废水中的有机物。

[0049] 以下是应用本发明方法的实施例：

[0050] 实施例1

[0051] 前期经过经物化、生化处理后的蔗渣堆放废水，COD含量为2675ml/g。先将废水进入超声空化工艺区。在超声空化工艺区的底部安装以每1立方米废水处理容积匹配1KW功率的超声波发射器，工作频率在20KHz，通过超声波发生器作用，在反应器内部产生超声空化区，在超声空化区内发生的空化过程可以把声场能量集中起来，伴随空化泡崩溃瞬间，在液体中的极小空间内将高度集中的能量释放出来，形成大于5000K的局部高温和大于50MPa的高压，以及强冲击波、射流等极端条件，有效地将有机大分子化合物分解为后续工段容易反应的小分子。

[0052] 超声处理之后废水进入循环流动的电化学反应区。该反应区的阴极为不锈钢板围成的电解室，每个电解室的周长与高度比值为1.5∶10；阳极为圆柱形纯铁棒；阴、阳极工3+ 2+
作面积比为8∶2.5。在本反应区中依靠电化学方法通过阳极产生Fe /Fe 及通过电化学
2
方法使溶解氧转换为氧化剂H2O2构成Fenton试剂组分，电流密度控制在15～17mA/cm 的
3+ 2+ 3+ 2+
范围时，产生Fe /Fe 的浓度约为10mmol/L左右，本实施例无须外加Fe /Fe 进入反应系统，该系统也能正常工作。

[0053] 经过电化学处理后的废水，进入内设有纵向并排多个光源发生器的紫外光催化反应区。在本反应区内利用紫外辐射、固体催化剂和氧化剂的共同作用，产生羟基自由基，进一步将废水中难降解的有机物分解和矿化。紫外线剂量为1000毫焦耳每平方厘米(mJ/2 3 3+ 2+
cm)，固体纳米二氧化钛催化剂的用量为0.1g/m，芬顿试剂组分H2O2与Fe /Fe 的质量配
3
比是13∶6，芬顿试剂的用量范围为2mL/m 水样。

[0054] 本实施例的废水从开始进入在反应区内，到反应结束，在本反应器的停留时间约为3小时，出水的COD含量为239ml/g，COD的去除率为91.07％。

[0055] 实施例2

[0056] 前期经过经物化、生化处理后的蔗渣堆放废水，COD含量为2800ml/g。先将废水进入超声空化工艺区。在超声空化工艺区的底部安装以每1立方米废水处理容积匹配1KW功率的超声波发射器，工作频率在80KHz，通过超声波发生器作用，在反应器内部产生超声空化区，在超声空化区内发生的空化过程可以把声场能量集中起来，伴随空化泡崩溃瞬间，在液体中的极小空间内将高度集中的能量释放出来，形成大于5500℃的局部高温和大于55MPa的高压，以及强冲击波、射流等极端条件，有效地将有机大分子化合物分解为后续工段容易反应的小分子。

[0057] 超声处理之后废水进入内设有纵向并排多个光源发生器的紫外光催化反应区。在本反应区内利用紫外辐射、固体催化剂和氧化剂的共同作用，产生羟基自由基，进一步将废2
水中难降解的有机物分解和矿化。紫外线剂量为1000毫焦耳每平方厘米(mJ/cm)，固体纳
3 3+ 2+
米二氧化钛催化剂的用量为0.1g/m，芬顿试剂组分H2O2与Fe /Fe 的质量配比是14∶6，
3
芬顿试剂的用量范围为1.5mL/m 水样。

[0058] 经过光化学处理后的废水，进入循环流动的电化学反应区。该反应区的阴极为不锈钢板围成的电解室，每个电解室的周长与高度比值为1∶10；阳极为圆柱形纯铁棒；阴、3+ 2+
阳极工作面积比为8∶2。在本反应区中依靠电化学方法通过阳极产生Fe /Fe 及通过电化学方法使溶解氧转换为氧化剂H2O2构成Fenton试剂组分，电流密度控制在19～21mA/
2 3+ 2+
cm 的范围时，产生Fe /Fe 的浓度约为11mmol/L左右。

[0059] 本实施例的废水从开始进入在反应区内，到反应结束，在本反应器的停留时间约为4小时，出水的COD含量为241ml/g，COD的去除率为91.39％。

[0060] 实施例3

[0061] 前期经过经物化、生化处理后的制糖厂糖蜜废水，COD含量为4112ml/g。

[0062] 先将废水流入循环流动的电化学反应区。该反应区的阴极为不锈钢板围成的电解室，每个电解室的周长与高度比值为2∶10；阳极为圆柱形纯铁棒；阴、阳极工作面积比为3+ 2+
8∶3。在本反应区中依靠电化学方法通过阳极产生Fe /Fe 及通过电化学方法使溶解氧
2
转换为氧化剂H2O2构成Fenton试剂组分，电流密度控制在17～20mA/cm 的范围时，产生
3+ 2+
Fe /Fe 的浓度约为11mmol/L左右。

[0063] 电化学处理后的废水进入超声空化工艺区。在超声空化工艺区的底部安装以每1立方米废水处理容积匹配1KW功率的超声波发射器，工作频率在110KHz，通过超声波发生器作用，在反应器内部产生超声空化区，在超声空化区内发生的空化过程可以把声场能量集中起来，伴随空化泡崩溃瞬间，在液体中的极小空间内将高度集中的能量释放出来，形成大于6000℃的局部高温和大于60MPa的高压，以及强冲击波、射流等极端条件，有效地将有机大分子化合物分解。

[0064] 超声处理之后废水进入内设有纵向并排多个光源发生器的紫外光催化反应区。在本反应区内利用紫外辐射、固体催化剂和氧化剂的共同作用，产生羟基自由基，进一步将废2
水中难降解的有机物分解和矿化。紫外线剂量为1000毫焦耳每平方厘米(mJ/cm)，固体纳
3 3+ 2+
米二氧化钛催化剂的用量为0.1g/m，芬顿试剂组分H2O2与Fe /Fe 的质量配比是17∶6，
3
芬顿试剂的用量范围为15mL/m 水样。

[0065] 本实施例的废水从开始进入在反应区内，到反应结束，在本反应器的停留时间约为3.5小时，出水的COD含量为409ml/g，COD的去除率为90.05％。

[0066] 实施例4

[0067] 前期经过经物化、生化处理后的制糖厂糖蜜废水，COD含量为4372ml/g。

[0068] 先将废水流入循环流动的电化学反应区。该反应区的阴极为不锈钢板围成的电解室，每个电解室的周长与高度比值为1.5∶10；阳极为圆柱形纯铁棒；阴、阳极工作面积比3+ 2+
为8∶2.5。在本反应区中依靠电化学方法通过阳极产生Fe /Fe 及通过电化学方法使溶
2
解氧转换为氧化剂H2O2构成Fenton试剂组分，电流密度控制在19～21mA/cm 的范围时，
3+ 2+
产生Fe /Fe 的浓度约为11mmol/L左右。

[0069] 电化学处理后的废水进入内设有纵向并排多个光源发生器的紫外光催化反应区。在本反应区内利用紫外辐射、固体催化剂和氧化剂的共同作用，产生羟基自由基，进一步将
2
废水中难降解的有机物分解和矿化。紫外线剂量为1000毫焦耳每平方厘米(mJ/cm)，固体
3 2
纳米二氧化钛催化剂的用量为0.1g/m，芬顿试剂组分H2O2与Fe 的质量配比是15∶6，芬
3
顿试剂的用量范围为25mL/m 水样。

[0070] 光化学处理后的废水进入超声空化工艺区。在超声空化工艺区的底部安装以每1立方米废水处理容积匹配1KW功率的超声波发射器，工作频率在100KHz，通过超声波发生器作用，在反应器内部产生超声空化区，在超声空化区内发生的空化过程可以把声场能量集中起来，伴随空化泡崩溃瞬间，在液体中的极小空间内将高度集中的能量释放出来，形成大于5800℃的局部高温和大于58MPa的高压，以及强冲击波、射流等极端条件，有效地将有机大分子化合物分解。

[0071] 本实施例的废水从开始进入在反应区内，到反应结束，在本反应器的停留时间约为4小时，出水的COD含量为411ml/g，COD的去除率为90.60％。

[0072] 实施例5

[0073] 前期经过经物化、生化处理后的木薯淀粉厂淀粉废水，COD含量为5372ml/g。

[0074] 先将废水流入内设有纵向并排多个光源发生器的紫外光催化反应区。在本反应区内利用紫外辐射、固体催化剂和氧化剂的共同作用，产生羟基自由基，进一步将废水中难降2
解的有机物分解和矿化。紫外线剂量为1000毫焦耳每平方厘米(mJ/cm)，固体纳米二氧化
3 3+ 2+
钛催化剂的用量为0.1g/m，芬顿试剂组分H2O2与Fe /Fe 的质量配比是18∶6，芬顿试剂
3
的用量范围为40mL/m 水样。

[0075] 光化学处理后的废水进入循环流动的电化学反应区。该反应区的阴极为不锈钢板围成的电解室，每个电解室的周长与高度比值为1.8∶10；阳极为圆柱形纯铁棒；阴、阳极3+ 2+
工作面积比为8∶2.7。在本反应区中依靠电化学方法通过阳极产生Fe /Fe 及通过电化
2
学方法使溶解氧转换为氧化剂H2O2构成Fenton试剂组分，电流密度控制在23～25mA/cm
3+ 2+
的范围时，产生Fe /Fe 的浓度约为11mmol/L左右。

[0076] 电化学处理后的废水进入超声空化工艺区。在超声空化工艺区的底部安装以每1立方米废水处理容积匹配1KW功率的超声波发射器，工作频率在60KHz，通过超声波发生器作用，在反应器内部产生超声空化区，在超声空化区内发生的空化过程可以把声场能量集中起来，伴随空化泡崩溃瞬间，在液体中的极小空间内将高度集中的能量释放出来，形成大于5300℃的局部高温和大于53MPa的高压，以及强冲击波、射流等极端条件，有效地将有机大分子化合物分解。

[0077] 本实施例的废水从开始进入在反应区内，到反应结束，在本反应器的停留时间约为7小时，出水的COD含量为402ml/g，COD的去除率为92.52％。

[0078] 实施例5

[0079] 前期经过经物化、生化处理后的木薯淀粉厂淀粉废水，COD含量为5007ml/g。

[0080] 先将废水流入内设有纵向并排多个光源发生器的紫外光催化反应区。在本反应区内利用紫外辐射、固体催化剂和氧化剂的共同作用，产生羟基自由基，进一步将废水中难降2
解的有机物分解和矿化。紫外线剂量为1000毫焦耳每平方厘米(mJ/cm)，固体纳米二氧化
3 3+ 2+
钛催化剂的用量为0.1g/m，芬顿试剂组分H2O2与Fe /Fe 的质量配比是12∶6，芬顿试剂
3
的用量范围为32mL/m 水样。

[0081] 光化学处理后的废水进入超声空化工艺区。在超声空化工艺区的底部安装以每1立方米废水处理容积匹配1KW功率的超声波发射器，工作频率在40KHz，通过超声波发生器作用，在反应器内部产生超声空化区，在超声空化区内发生的空化过程可以把声场能量集中起来，伴随空化泡崩溃瞬间，在液体中的极小空间内将高度集中的能量释放出来，形成大于5200℃的局部高温和大于52MPa的高压，以及强冲击波、射流等极端条件，有效地将有机大分子化合物分解。

[0082] 超声空化工艺处理后的废水进入循环流动的电化学反应区。该反应区的阴极为不锈钢板围成的电解室，每个电解室的周长与高度比值为1.2∶10；阳极为圆柱形纯铁棒；3+ 2+
阴、阳极工作面积比为8∶2.2。在本反应区中依靠电化学方法通过阳极产生Fe /Fe 及通过电化学方法使溶解氧转换为氧化剂H2O2构成Fenton试剂组分，电流密度控制在20～
2 3+ 2+
22mA/cm 的范围时，产生Fe /Fe 的浓度约为11mmol/L左右。

[0083] 本实施例的废水从开始进入在反应区内，到反应结束，在本反应器的停留时间约为8小时，出水的COD含量为277ml/g，COD的去除率为94.47％。