一种新型光电耦合废水处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新型光电耦合废水处理系统，包括预处理装置、三维电极催化氧化装置、强化光催化装置和酸洗池，所述预处理装置与三维电极催化氧化装置连通，所述三维电极催化氧化装置分别与强化光催化装置、酸洗池相连通；所述预处理系统包括加药装置、混凝沉淀装置和搅拌装置，所述加药装置与搅拌装置设置于混凝沉淀装置上方；所述三维电极催化氧化装置与预处理装置之间设置有阀门与水泵，所述三维电极催化氧化装置内填充有粒子电极。本发明专利技术设计合理，净化效果稳定、高效，能连续运行处理废水，并且能对失效的导电颗粒电极材料进行清洗回收利用。

A New Photoelectric Coupled Wastewater Treatment System

【技术实现步骤摘要】
一种新型光电耦合废水处理系统
本专利技术涉及废水处理
，具体涉及一种新型光电耦合废水处理系统和方法。
技术介绍
印染废水具有色度高、有机物浓度高等特点，属于难处理工业废水，世界上每年大约生产100万吨染料，随着工业化的发展，这一数字还在不断上升中此外。印染废水对水体危害极大，会导致水体中微生物、动植物的死亡，从而导致水体恶化。传统的废水处理技术，如吸附和膜过滤等方法不能完全去除污染物，会产生二次污染，无法满足越来越高的环保要求。先进的氧化技术可以彻底破坏污染物的结构，经过催化分解，最终反应产物为H20和CO2，不会产生二次污染。三维电极催化氧化技术作为一种先进的电化学氧化技术，对水中的有机物具有很好的去除效果，和传统的二维电极电催化技术相比，具有电极有效表面积大、处理效率高、能耗低等优点。电极材料是决定废水处理工艺效率和成本的重要因素。专利公开号CN106396030A公布了一种利用三维电极-电芬顿耦合处理印染废水的方法，采用活性炭柱和纳米铁二元混合粒子作为粒子电极，提高反应速率和处理效果，但是该方法未考虑到进水悬浮物对电极反应的影响，由于废水没有经过前处理，水中含有大量悬浮物，所以会导致废水的反应不均匀，从而影响处理效果。专利授权公布号CN207748895U公布了一种三维电极污水处理装置，采用升流式设置，在多孔正导电板和多孔负导电板之间填充导电颗粒，提高废水和导电颗粒的接触效率。但是该专利导电颗粒失效后难清洗回收利用。专利授权公布号CN207998477U公布了一种三维电催化污水处理装置，集成了三维电极电解、絮凝沉淀作用，提高传质效果和电流效率，但是该专利未考虑到装置污染问题，此外，针对有机物浓度较高的印染废水，往往单一的处理方法无法使其达标，需要多种处理方法耦合联用才能稳定达标排放。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型光电耦合废水处理系统，能够高效稳定的实现连续运行处理废水。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种新型光电耦合废水处理系统，其特征在于，包括预处理装置、三维电极催化氧化装置、强化光催化装置和酸洗池，所述预处理装置与三维电极催化氧化装置连通，所述三维电极催化氧化装置分别与强化光催化装置、酸洗池相连通；所述预处理系统包括加药装置、混凝沉淀装置和搅拌装置，所述加药装置与搅拌装置设置于混凝沉淀装置上方；所述三维电极催化氧化装置与预处理装置之间设置有阀门与水泵，所述三维电极催化氧化装置内填充有粒子电极。优选的，所述加药装置内包括PH调节剂、混凝剂和助凝剂。优选的，所述三维电极催化氧化装置与强化光催化装置之间还设置有用于回收的磁性吸附装置与过滤装置。优选的，所述过滤装置内有0.45μm滤膜。优选的，所述强化光催化装置采用喷淋进水，内置涂覆可见光光催化剂的玻璃填料。优选的，所述三维电极催化氧化装置内部采用上进下出的方式进水和出水。优选的，所述三维电极催化氧化装置为圆柱体状，所述三维电极催化氧化装置内壁紧贴有钛网，中间位置设置有石墨碳棒，其余位置均填充有粒子电极。优选的，所述三维电极催化氧化装置底部还设置有增氧曝气装置。综上所述，本专利技术的有益效果为：本专利技术所采用的粒子电极具有磁性，通过磁性吸附装置和过滤装置实现回收利用，降低成本。设置酸洗系统，避免了电极结垢。本专利技术废水处理系统设计合理，操作简单，净化效果稳定、高效，保证达标排放，能实现连续运行处理废水。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的三维电极催化氧化装置结构示意图；图3是本专利技术的强化光催化装置结构示意图；图中，100-原水池，101-第一阀门，102-第一水泵，200-混凝沉淀装置，210-加药装置，220-搅拌装置，31-阳极，32-阴极，33-粒子电极，34-增氧曝气装置，310-第一三维电极催化氧化装置，311-第二阀门，312-第二水泵，320-第二三维电极催化氧化装置，321-第三阀门，322-第三水泵，330-第三三维电极催化氧化装置，331-第四阀门，332-第四水泵，313-第五阀门，323-第六阀门，333-第七阀门，314-第一过滤网，324-第二过滤网，334-第三过滤网，400-酸洗池，401-第八阀门，402-第五水泵，403-第九阀门，404-第六水泵，405-第十阀门，406-第七水泵，500-磁性吸附装置，502-第八水泵，600-过滤装置，700-水质自动监测装置，701-第十一阀门，702-第九水泵，703-第十二阀门，800-强化光催化装置，81-进水口，82-出水口，83-玻璃填料。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本专利技术的限制。如图1所示，一种新型光电耦合废水处理系统，包括预处理装置、三维电极催化氧化装置、强化光催化装置和酸洗池，所述预处理装置与三维电极催化氧化装置连通，所述三维电极催化氧化装置分别与强化光催化装置800、酸洗池400相连通。所述废水贮存于原水池100内，所述原水池100与预处理装置相连通，所述原水池100与预处理装置之间设置有第一阀门101与第一水泵102，所述预处理系统包括加药装置210、混凝沉淀装置200和搅拌装置220，所述加药装置210与搅拌装置220设置于混凝沉淀装置200上方，所述加药装置210内装有pH调节剂，硫酸和氢氧化钠，浓度为0.1mol/L。PAC（聚合氯化铁）作为混凝剂使用，投加量为0.1-0.5%。PAM(聚丙烯酰胺)作为助凝剂使用，投加量为2-5ppm，内部通过搅拌加快PAC和PAM与水的溶解速度，待PAC和PAM溶解后，引入混凝沉淀装置200。混凝沉淀装置200尺寸为1.5m×1.2m×1m，搅拌装置220转速400-1000r/min。加药装置210尺寸为0.5m×0.4m×0.8m，内置搅拌速度500-800r/min。所述三维电极催化氧化装置内部采用上进下出的方式进水和出水，如图2所示，三维电极催化氧化装置为圆柱体形状，由有机玻璃组成，底部直径0.8-1.2m，高度1-1.5m。阳极31放置在三维电极催化氧化装置中间，为石墨碳棒，阴极32由钛网结构组成，采用Ti/IrO2-Ta2O5或Ti/IrO2-SnO2-PdO材质，紧贴在侧壁内侧，导电颗粒填充于阴极和阳极之间作为粒子电极33。三维电极催化氧化装置底部设置增氧曝气装置34，该装置增加废水中溶解氧含量，使得废水的处理更加均匀，提高处理效果，增氧曝气装置34孔径2-3mm。所述粒子电极33为掺杂Fe3O4的多孔碳纳米复合材料，其中多孔碳可以是多壁碳纳米管、石墨烯、活性炭等材料，制备方法如下：预先将0.425g氯化亚铁和0.6275g氯化铁溶于100ml的去离子水中。然后将多孔碳材料浸渍于氯化亚铁和氯化铁的混合溶液中，在60℃的恒温条件下，搅拌12-15h，在搅拌过程中缓慢加入一定量的浓硝酸。在60-90℃的条件下干燥9-15h，干燥后磨碎，放入管式炉，在恒定的氮气条件下以及600-800℃条件下保持40-80min，冷却后取出，得到掺杂Fe3O4的多孔纳米复合材料，所述粒子电极的填充量为100-600mg/L。所述三维电极催化氧化装置上连接有直流电源，三维电极催化氧化装置电流密度5-25mA/cm2。所述三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型光电耦合废水处理系统，其特征在于，包括预处理装置、三维电极催化氧化装置、强化光催化装置和酸洗池，所述预处理装置与三维电极催化氧化装置连通，所述三维电极催化氧化装置分别与强化光催化装置、酸洗池相连通；所述预处理系统包括加药装置、混凝沉淀装置和搅拌装置，所述加药装置与搅拌装置设置于混凝沉淀装置上方；所述三维电极催化氧化装置与预处理装置之间设置有阀门与水泵，所述三维电极催化氧化装置内填充有粒子电极。

【技术特征摘要】
1.一种新型光电耦合废水处理系统，其特征在于，包括预处理装置、三维电极催化氧化装置、强化光催化装置和酸洗池，所述预处理装置与三维电极催化氧化装置连通，所述三维电极催化氧化装置分别与强化光催化装置、酸洗池相连通；所述预处理系统包括加药装置、混凝沉淀装置和搅拌装置，所述加药装置与搅拌装置设置于混凝沉淀装置上方；所述三维电极催化氧化装置与预处理装置之间设置有阀门与水泵，所述三维电极催化氧化装置内填充有粒子电极。2.根据权利要求1所述的一种新型光电耦合废水处理系统，其特征在于：所述加药装置内包括PH调节剂、混凝剂和助凝剂。3.根据权利要求1所述的一种新型光电耦合废水处理系统，其特征在于：所述三维电极催化氧化装置与强化光催化装置之间还设置有用于回收的磁性吸附装置与过滤装...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，许雪婷，汪龙眠，张毅敏，张书陵，皋海岭，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32