可净化废水的金属碳管组件及电催化氧化装置

摘要

本发明提供了一种用于净化废水的金属碳管组件，包括金属盘和设于该金属盘内腔的中心管，所述中心管侧壁径向设有多个可供废水流入金属盘内的第一通孔；中心管外壁与金属盘内壁之间填塞有电催化材料；金属盘盘面上还轴向设有多个第二通孔。通过上述流动阳极与中心布水结构，提供了极大的比表面积和均匀的水气流通道，使废水处理具有更大的电流密度和更好的催化反应效果。本发明还提供了一种电催化氧化装置，包括多个层叠设置的上述金属碳管组件，各组件设于一外壳内腔内，其中心管中穿设一阳极管，两端分别由支承架固定且封闭；其外壳一端设有进水口和进气口，另一端设出水口和排污口。上述装置集多功能于一体，处理成本低，去除有机污染物效果好。

权利要求

1.可净化废水的金属碳管组件，其特征在于：包括一金属盘和设置于该金属盘内腔的中心管，所述中心管侧壁沿其径向开设有多个可供废水流入所述金属盘内腔的第一通孔；

于所述中心管外壁与所述金属盘内壁之间，填塞有电催化材料；所述电催化材料包括下述重量百分比的组分：铁粉30～60%，氧化铝1～2%，氧化镍1～2%，氧化钛2～4%，硅酸铝

2～4%，水玻璃3～5%，活性炭粉20～30%，聚乙烯醇1～3%，煤粉10～20%；于所述金属盘盘面上，还轴向设有多个第二通孔；于所述金属盘盘面上，还设置有多个金属构件，各所述金属构件与所述第二通孔错位设置；所述金属盘或/和金属构件为含有溶解性金属的材料制成，所述金属盘或/和所述金属构件与电催化材料组合成金属碳内电解单元；所述电催化材料夹设于所述中心管外壁与所述金属构件之间、各所述金属构件之间以及各所述金属构件与所述金属盘内壁之间。

2.根据权利要求1所述的可净化废水的金属碳管组件，其特征在于：所述金属构件为围绕所述中心管的多层均布于金属盘内的多个柱状体、锥状体或块状体。

3.根据权利要求1所述的可净化废水的金属碳管组件，其特征在于：所述金属盘及金属构件为铸铁或铸铝或是多种金属混合物冷压成型后烧结形成；各所述金属盘中的金属构件和中心管一体成型。

4.一种用于净化废水的电催化氧化装置，其特征在于：包括多个层叠设置的权利要求

1-3任一项所述的可净化废水的金属碳管组件，层叠后的所述金属碳管组件设于一外壳内腔内，其层叠后的中心管中穿设有一阳极管；其中最上层的所述金属碳管组件设有可封住电催化材料层的上盖板，所述上盖板和最下层的金属碳管组件底部分别由支撑架固定；于所述外壳一端，开设有进水口和进气口，另一端设有出水口和排污口，其中进气口设有一管件与最下层的金属碳管组件底部密封连接。

5.根据权利要求4所述的用于净化废水的电催化氧化装置，其特征在于：所述阳极管两端分别由上支架和下支架与中心管固定，所述上支架密封，下支架开放设置；所述阳极管由金属材料或石墨制成，所述阳极管的正极接头与电源外接，负极接头与金属盘上盖板连接，其电源电压为6～30V，电流为5～300mA。

6.根据权利要求5所述的用于净化废水的电催化氧化装置，其特征在于：所述阳极管采用实心的金属棒，一端延伸于外壳之外。

说明书

可净化废水的金属碳管组件及电催化氧化装置

【技术领域】

[0001] 本发明属于废水净化领域，涉及一种电催化构件及其电催化氧化装置，尤其是一种用于净化垃圾渗滤液NF、RO膜浓缩液等高浓度有机废水的金属碳管组件及电催化氧化装置。【背景技术】

[0002] 随着社会经济的高度发展，人类社会的工业化和城市化日益加剧，水污染现象日趋严重。特别是代表高浓度有机废水的城市生活垃圾填埋场或垃圾焚烧发电厂产生的的垃圾渗滤液。根据我国垃圾处理"无害化、减量化、资源化"的原则，将有一大批生活垃圾卫生填埋场或垃圾焚烧发电厂得到新建。而垃圾渗滤液是否能达标排放是衡量一个填埋场或垃圾焚烧发电厂能否得到审批的重要指标之一。2008年，国家颁布了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)，对垃圾渗滤液的处理提出了更高的要求。随着标准的提高，垃圾渗滤液的处理更多的采用了生化+膜滤的组合工艺。NF、RO膜越来越多的被用于垃圾渗滤液处理中，膜的运用具有很多优点，如出水效果好，占地面积小。然而在达标排放上清液的同时，也不可避免的产生了一批膜浓缩液。

[0003] 垃圾渗滤液经过生物降解后再经RO膜(或NF膜)截留的浓缩液产量将会占到进水量的30～40%；COD较高，并且浓缩液中的COD主要成分是难降解有机物，一般BOD/COD小于10，所以浓缩液中的有机物很难作为营养源参与微生物代谢，不具有可生化性；主要成份为腐殖质类物质，呈棕黑色，色度一般在50～1500倍之间，并且含有大量的金属离子，TDS在10000mg/L-20000mg/L之间。纳滤和反渗透工艺产生的浓缩液含盐量高；根据反渗透的特点，100%的二价以上的无机盐、85～90%的一价盐、30%左右的硝态氮、亚硝态氮都会存在于浓缩液中。氯离子浓度约为10000～50000mg/l之间，COD通常在1800～5000mg/L之间，，氨氮浓度在100～1000mg/L，电导率为40000～50000us/cm。

[0004] 目前正在对垃圾渗滤液NF、RO膜浓缩液处理技术进行研究或运用的有以下几种：

[0005] 1）回喷法

[0006] 在西方发达国家，由于垃圾中厨余物少，热值高，渗滤液产量少，一般采用将渗滤液回喷焚烧炉进行高温氧化处理。回喷法适合于渗滤液产量少、垃圾热值高的场合，对于热值较低的垃圾则不适合，否则会造成焚烧炉炉膛温度过低、甚至熄火的状况。经计算，对于热值为1223kcal/kg、含水率为48%的城市生活垃圾，理论上渗滤液最大回喷量为垃圾焚烧量的3.19%。但中国垃圾的含水率太高，渗滤液产量大，回喷法显然不适用于中国，目前国内所建的众多垃圾焚烧厂均没有采用回喷法处理渗滤液。

[0007] 2）回灌或者回流

[0008] 这种处理办法的实质就是浓缩液无限回流的过程。无限回流带来的弊端是显而易见的，随着时间的积累，回流到调节池或填埋场的难降解有机物积累的量越来越多，而这种难降解有机物不能给微生物提供营养源，导致可生化性越来越差，从而使渗滤液处理工艺中整个生物处理系统的功能逐渐降低，直至去功能化。然而，回灌对地下水污染的可能性增加，水流可形成短路，使填埋层含水率增加，也有可能导致垃圾场含盐量增加。

[0009] 3）蒸发浓缩处理

[0010] 在蒸发器处理中，浓缩液达到给定压力下的沸点后蒸发浓缩，随着蒸发的进行，一部分低沸点有机物如：甲苯、多取代基酮、羧酸开始直接或分解后进入蒸汽相，含硫取代基的有机物会分解成硫醇、甲硫醇类的臭味源进入蒸汽相，在这个阶段，钙、镁、硅酸盐等开始在液相结垢；随着蒸发的进行，液相中有机物和无机盐的浓度越来越高，此时，被浓缩了的液相的沸点越来越高，开始蒸发的温度已经很难使浓缩液中的水分离出来，需要升温以维持蒸发的进行，此时，蒸发器的压力会升高；同时，随着温度和压力的身高，浓缩液中的有机物分解加速，部分酰胺基、羧基、硫基分解后成低沸点有机物进入气相，酰胺基分解以氨氮形式存在于气相中。浓缩液中的腐殖酸和富里酸部分分解成二氧化碳，二氧化碳在气液两相中的分配比大于99%，基本存在于气相中；随着浓缩倍数超过20倍，液相将发生两个现象：汽水共腾和泡腾，结果造成液相中的有机物进入气相，造成蒸汽品质变差，冷凝水的COD一般在100以上，氨氮在25～50mg/l左右，冷凝水COD超标。随着蒸发的进行，氯离子在蒸发器中的浓度会被浓缩到100000mg/l以上，在受热的状况下，氯离子的穿晶和沿晶腐蚀是所有腐蚀中最厉害、危害最大的一种，腐蚀的后果是没有任何征兆的状况下受热面直接撕裂，给人身安全造成极大地威胁；目前，国内外还没有一种不锈钢能耐住高温高浓度的氯离子的穿晶和沿晶撕裂腐蚀，此外，还将在系统发生应力腐蚀破裂。根据Westwood公司公布的最新材料报告，高镍钢在温度高于100摄氏度的耐受氯离子限是1000mg/l，使用期限是1年。对浓缩液的蒸发处理中，国外目前采用多级（一般在4级以上的蒸发器，冷凝水仍需进行较复杂的再处理才能保证出水COD小于100mg/l，蒸发处理的成本目前没有低于200元/吨的。

[0011] 垃圾渗滤液NF、RO膜浓缩液作为一种特殊废水，其处理的投资、运行成本远远高于一般城市工业废水，这主要是由于垃圾渗滤液NF、RO膜浓缩液有机物浓度高，导致处理工艺复杂。其处理量一般相对较小，导致处理设备投资、折旧、维修等费用较高。这也是垃圾渗滤液NF、RO膜浓缩液处理工作难以推进的重要原因之一。【发明内容】

[0012] 本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种成本低、效果好的用于处理垃圾渗滤液NF、RO膜浓缩液等废水的金属碳管组件。

[0013] 本发明首先提供了一种可净化废水的金属碳管组件，包括一金属盘和设置于该金属盘内腔的中心管，所述中心管侧壁沿其径向开设有多个可供废水流入所述金属盘内腔的第一通孔；于所述中心管外壁与所述金属盘内壁之间，填塞有电催化材料；所述电催化材料包括下述重量百分比的组分：铁粉30～60%，氧化铝1～2%，氧化镍1～2%，氧化钛2～4%，硅酸铝2～4%，水玻璃3～5%，活性炭粉20～30%，聚乙烯醇1～3%，煤粉10～20%；
于所述金属盘盘面上，还轴向设有多个第二通孔；于所述金属盘盘面上，还设置有多个金属构件，各所述金属构件与所述第二通孔错位设置；所述金属盘或/和金属构件为含有溶解性金属的材料制成，所述金属盘或/和所述金属构件与电催化材料组合成金属碳内电解单元；所述电催化材料夹设于所述中心管外壁与所述金属构件之间、各所述金属构件之间以及各所述金属构件与所述金属盘内壁之间。

[0014] 具体地，所述金属构件为围绕所述中心管的多层均布于金属盘内的多个柱状体、锥状体或块状体。

[0015] 更具体地，所述金属盘及金属构件为铸铁或铸铝或是多种金属混合物冷压成型后烧结形成；各所述金属盘中的金属构件和中心管一体成型。

[0016] 本发明还提供了一种用于处理垃圾渗滤液NF、RO膜浓缩液等废水的电催化氧化装置，包括多个层叠设置的上述所述的可净化废水的金属碳管组件，层叠后的所述金属碳管组件设于一外壳内腔内，其层叠后的中心管中穿设有一阳极管；其中最上层的所述金属碳管组件设有可封住电催化材料层的上盖板，所述上盖板和最下层的金属碳管组件底部分别由支撑架固定；于所述外壳一端，开设有进水口和进气口，另一端设有出水口和排污口，其中进气口设有一管件与最下层的金属碳管组件底部密封连接。

[0017] 进一步地，所述阳极管两端分别由上支架和下支架与中心管固定，所述上支架密封，下支架开放设置；所述阳极管由金属材料或石墨制成，所述阳极管的正极接头与电源外接，负极接头与金属盘上盖板连接，其电源电压为6～30V，电流为5～300mA。

[0018] 具体地，所述阳极管采用实心的金属棒，一端延伸于外壳之外。

[0019] 采用本发明金属碳管组件具有下列有益效果：

[0020] 1、本发明金属碳管组件在金属盘盘盘面设置多个小孔（第二通孔），形成净化处理过程中的进水孔，有效解决了电催化氧化微电解模块中均匀进水分布问题。

[0021] 2、本发明金属碳管组件在金属盘上设置一中心管，并在其侧壁设置多个小孔（第一通孔），不仅实现了各金属碳管组件的相互组合、快速固定，而且可进一步提供多个进水途径（同时以横向和纵向），还形成净化处理过程中的射流式进气冲刷方式，有效解决了电催化氧化微电解模块中金属碳混合物的钝化和结巴问题。

[0022] 3、本发明金属碳管组件之电催化材料由碳材料和金属材料混合物组合，设置在金属盘内，形成流动阳极与中心布水结构形式，提供了极大的比表面积和均匀的水气流通道，对废水处理提供了更大的电流密度和更好的催化反应效果。

[0023] 4、由金属盘内金属构件与电催化材料进一步组合成金属碳内电解单元，可使催化反应持续高效，一方面可进一步提高催化反应效果，同时可提高净化废水设备的使用寿命。

[0024] 采用本发明装置具有下列有益效果：

[0025] 1、本发明装置不钝化、不板结，反应速率快，长期运行稳定有效。

[0026] 2、可针对不同废水调整不同比例的催化成份，提高了反应效率，扩大了对废水处理的应用范围。

[0027] 3、在反应过程中溶解性金属盘及金属构件提供离子并溶解进入水中，金属盘可以维持5-10年的使用寿命。

[0028] 4、通过多个金属碳管组件叠合设置，其内的反应集臭氧氧化、还原、电沉积、絮凝、吸附、架桥和Fenton反应等多功能于一体，反应速度极快。

[0029] 5、可通过在臭氧(O3)及双氧水(H2O2)的协同工作，提高电子产率（E.Y）。

[0030] 6、本发明装置电催化氧化微电解反应外加低电压为6-30V、弱电流为5-300mA，酸碱度为1-3时，在外加100-300mg/l活性炭粉的工况下，增加了数以亿计的流动微小电池，建立了与其相配的流量、流速、水力停留时间等渗数的最佳模式。

[0031] 7、本发明装置处理成本低，在大幅度去除有机污染物的同时，可极大地提高废水的可生化性；

[0032] 8、本发明装置中金属碳管组件可实现标准化，并可形成设备组件，处理水量标准化，既可满足多种安装需求，还可大大节约整个装置的加工成本。【附图说明】

[0033] 图1为本发明可净化废水的金属碳管组件结构示意图；

[0034] 图2为本发明可净化废水的金属碳管组件之金属盘结构剖面图；

[0035] 图3为本发明可净化废水的金属碳管组件之底层金属盘与气管连接剖面图；

[0036] 图4为本发明可净化废水的金属碳管组件之部分金属盘拼装结构示意图；

[0037] 图5为本发明可净化废水的金属碳管组件之金属盘拼装及中心管支撑结构示意图；

[0038] 图6为本发明装置结构示意图。

[0039] 图7为本发明装置阳极管上支架结构示意图。

[0040] 图8为本发明装置阳极管下支架结构示意图。

[0041] 图9为本发明装置金属盘支撑架结构示意图。

[0042] 图10为本发明装置金属盘上盖板结构示意图。

[0043] 其中：

[0044] 1－金属碳管组件；

[0045] 101－中心管； 102－金属构件； 103－电催化材料；

[0046] 104－金属盘； 105－凹槽； 106－气管连接件；

[0047] 107-上支架； 108-下支架；

[0048] 2－外壳； 3－支撑架； 4－法兰盘；

[0049] 5－进气口； 6－进水口； 7－排污口；

[0050] 8－阳极管； 9－出水口。 10－上盖板；【具体实施方式】

[0051] 以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0052] 参见图1-图5，本发明首先提供了一种用于净化垃圾渗滤液NF、RO膜浓缩液等高浓度有机废水的金属碳管组件1，其包括一金属盘104和至少一中心管101，所述中心管101侧壁开设有多个均匀分布的第一通孔（未图示），各第一通孔由加工时形成，沿中心管101侧壁径向设置。所述中心管101置于一端封闭的金属盘104内腔中央，可与金属盘104成型于一体，废水流进入中心管101内后可从上述第一通孔流出，进入金属盘104内腔内。本发明上述结构中，中心管101的设置一方面可作为金属碳管组件1应用时多个金属盘104组合的定位和连接构件，同时还可用于净化废水处理中阳极管的固定和连接。所述中心管101可设一个以上，使金属盘104在相互的组合中更好的固定，同时还可进一步增加进水通道。在中心管101外壁，且于所述中心管101外壁与所述金属盘104内壁之间，填塞有电催化材料103，电催化材料103可为颗粒状，也可为块状。待处理的垃圾渗滤液NF、RO膜浓缩液等高浓度有机废水从中心管101侧壁上的多个第一通孔流入金属盘104内腔，可与盘内的电催化材料103进行电化学氧化还原处理---即进行内电解，实现废水的净化处理。进一步地，于所述金属盘104盘面上，还轴向设有多个第二通孔（未图示），亦形成净化处理过程中多个金属盘104组合应用时的进水孔，所述第二通孔孔径小于电催化材料103中颗粒粒径。
这样，通过中心管101管壁上径向设置的多个第一通孔及金属盘104盘面上轴向设置的多个第二通孔，可使废水形成多方向多途径的进水通道，有效解决了电催化氧化微电解中均匀进水分布问题。

[0053] 进一步地，于所述金属盘104盘面上，且于所述金属盘104内壁和所述电催化材料103之间，还设置有多个金属构件102。各金属构件102可均匀分布于金属盘104盘面上，与各所述第二通孔错位设置，可与金属盘104在加工时一体成型，也可通过连接件固定在金属盘104盘面上，可呈环状围绕中心管101层状设置，可设置至少一组或一组以上，电催化材料103夹设于中心管101外壁与金属构件102之间、各金属构件102之间以及金属构件102与金属盘104内壁之间；也可如图1所示，在金属盘104内腔设置多个柱状体金属构件102，各柱状体直径在2-3毫米之间；均匀分布于金属盘104盘面上，电催化材料103夹设于柱状的金属构件102和金属盘104内壁之间的空隙内。当然，金属构件102不限于图
1所示的结构，也可以是锥状体（锥状体底部直径在2-3毫米之间）或块状体（厚度在2-3毫米之间），还可以是空心管。

[0054] 本发明金属碳管组件1中的电催化材料103包含碳材料和金属材料。具体可包括下述重量百分比的原料：铁粉30～60%；氧化铝1～2%；氧化镍1～2%；氧化钛2～4%；硅酸铝2～4%；水玻璃3～5%；活性炭粉20～30%；聚乙烯醇1～3%；煤粉10～20%。其中铁粉含铁量为≥65，活性炭粉的含碳量≥95%以上。将上述材料按配方在反应釜中混合搅匀，调成含水率在20%-30%的稠状物，然后通过造粒机造粒或在成型机中压制成块，烘干成粒或成硬块状后将成型物放入高温炉中煅烧制得。这样，废水通过第一通孔（以横向）和第二通孔（以纵向）不断流入金属盘104中，通过与电催化材料103中的碳和金属盘104及金属构件102中的金属离子进行电化学氧化还原处理，可完成净化过程。

[0055] 进一步地，所述金属盘104或/和金属构件102为含有溶解性金属的材料制成，其中含有溶解性金属的材料可为铸铁或铸铝，金属盘104或/和金属构件102还可以是多种金属混合物冷压成型后烧结形成。所述金属盘104或/和所述金属构件102与电催化材料组合成金属碳内电解单元，通过金属盘104或/和金属构件102内金属铁离子或铝离子的渗出，在酸性或碱性条件上与电催化材料103不断进行反应。

[0056] 参见图4，本发明还提供了一种用于净化垃圾渗滤液NF、RO膜浓缩液等高浓度有机废水的装置的实施例，其包括多个层叠设置的可净化废水的金属碳管组件1，每一个金属碳管组件1可为一个独立的处理单元，每一个处理单元处理完成后通过金属碳管组件1之金属盘104盘面上的第二通孔进入叠加的另一个金属碳管组件1继续同样的处理，各所述金属碳管组件1设于一外壳2内腔内。

[0057] 参见图2、图3，本发明装置具体实施例中，各金属碳管组件1之金属盘104中心开设有一中心孔，形成中心中心管101，中心管101一端凸起，另一端具有与该凸起适配的凹槽，当相邻之间的金属盘104层叠时，后一金属盘中心管101之凸起便插入前一金属盘中心管101之凹槽105内，形成各金属盘104之间的套叠和固定（见图4、图5）。层叠后的金属碳管组件1最上层通过上盖板10（见图10）封闭，最下层的金属碳管组件1凹槽105内加工有内螺纹（见图3），与气管连接件106螺纹连接。上盖板10和气管连接件106再分别由一支撑架3（见图9）固定，两支撑架3外端连接一法兰盘4，通过该法兰盘4可将外壳2、层叠的金属盘104及支撑架3一起固定在外设的固定架或其他支承部件上（未图示），以方便本发明装置在应用场地的设置。

[0058] 参见图5，在上述层叠设置的金属碳管组件1之中心中心管101内，穿设有一阳极管8，阳极管8两端分别通过上支架107（见图7）和下支架108（见图8）固定在中心管101内。所述上支架107和下支架108均由绝缘材料制成，其中上支架107密封，下支架108开放设置。所述阳极管由金属材料（如铁等）或石墨制成，阳极管8上的正极接头与电源外接，其电源电压为6～30V，电流为5～300mA，阳极管8可采用实心的金属棒，一端延伸于外壳2之外，便于与电源连接。于所述外壳2一端，开设有进水口6和进气口5，进气口5设于气管连接件106上，外壳2另一端设有出水口9和排污口7。这样，整个金属碳管组件除进、出水口和排污口外，其余全部封闭，可装一个管架上，如RO膜组件架一样，每个金属碳管组件可单独使用，也可组合使用，既灵活，又方便组合和安装。

[0059] 本发明装置中在废水通过进水口6进入金属碳管组件1之中心管101内腔时，将先与穿设在中心管101处的阳极管8接触进行电催化氧化。此时其反应式为（金属材料为铁）：

[0060] 阳极反应

[0061] Fe-2e→Fe2+ E0(Fe2+/Fe)=-0.44V

[0062] 阴极反应

[0063] 2H++2e→H2↑ E0(H+/H2)=0.00V

[0064] 当有氧气时

[0065] O2+4H++4e→2H2O E0(O2)=1.23V

[0066] O2+2H22+4e→40H- E0(O2/OH-)=0.40V

[0067] 当有臭氧(O3)及双氧水(H2O2)时〔Fenton‘s reagent反应〕

[0068] O3+6H++6e→3H2O E0(O2)=1.51V(可逆反应)

[0069] Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH

[0070] Fe2++·OH→Fe3++OH-

[0071] H2O2+·OH→HO2·+H2O

[0072] Fe2++HO2·→Fe3++HO2-

[0073] 由于有机物参与阴极的还原反应，使官能团发生了变化改变了原有机物性质，降低了色度，改善了B/C值；一些无机物也参予反应生成沉淀得以去除，如：Fe2+S2-→FeS↓；废水的胶体粒子和微小分散的污染物受电场作用，产生电泳现象，向相反电荷的电极移动，并聚集在电极上；阳极生成的新生态Fe2+经中和生成Fe(OH)3，有极强的吸附能力；阴极生成的氢气，具有气浮效应。

[0074] 废水经中心管101进入具有铁金属构件102和电催化材料103的内腔内进行电化学氧化还原处理-即进行内电解。此时，铁金属为阳极，碳成为阴极，废水中导电电解质起导电作用。在外加电源和流动还原剂的作用下，可形成千千万万个微小电池，产生电催化氧化还原反应。其反应式为：

[0075] （1）阳极反应为：Fe→Fe2+2e

[0076] （2）阴极反应为：

[0077] 酸性条件下：2H+2e→H2↑

[0078] 碱性条件下：O2+2H2O+4e→4OH-

[0079] （3）电解质中反应为：

[0080] Fe2+2H2O→Fe(OH)2+2H+

[0081] H+Fe(OH)2+O2→Fe(OH)3↓

[0082] 此电极反应的产物具有较高的化学活性，电极反应产生的新生态H、Fe2+等均能与废水中许多组分发生氧化还原反应，使废水的可生化性提高，阳极反应生成的Fe2+也可作为后续催化氧化处理的催化剂。Fe2+具有较强的还原作用，可使废水中的某些氧化性组分还原，同时Fe(OH)2及Fe(OH)3还具有絮凝和吸附作用。原电池的微电流也有直接氧化还原作用，还能刺激水体中的微生物的代谢作用，促进微生物处理废水。此外，Fe2+可作为絮体中心，絮凝吸附水中悬浮颗料，从而达到废水净化的目的。

[0083] 金属碳管组件1工作了一段时间后，金属构件102和电催化材料103表面会产生钝化现象，进气口5的作用是在金属碳管组件1工作了一段时间后，进水口6停止进水，进气口5开始进气，使金属构件102和电催化材料103被气体搅动，提高废水与金属构件102和电催化材料103的有效接触。因此，本发明装置对高浓度废水的处理效果优于固定床，长期运行可有效防止铁表面的钝化，微电解对有机污染物的初级降解及其所产生的Fe2+，均有利于后续Fenton反应的进行。

[0084] 在废水进入金属碳管组件1的同时，向废水中投加1-5mL/L的臭氧和15-25mL/L的H2O2溶液与金属碳管组件1氧化催化反应，臭氧产生的新生态氢具有较大的活性。能与废水中许多组分发生氧化还原作用，破坏发色、助色基团的结构，使偶氮键破裂、大分子分解为小分子、硝基化台物还原为胺基化合物，达到脱色的目的。H2O2溶液与在反应中产生的Fe2+组成Fenton试剂，它具有极强的氧化能力，其中H2O2被Fe2+催化分解产生HO·(羟基自由基)，HO·的氧化电位比O3、H2O2、HClO、ClO2、Cl2的氧化电位都高，能使难降解的有机物发生碳链断裂，分解为CO2和H2O，使废水中的污染物浓度降低。

[0085] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。