一种利用光伏电热能提升工业废水处理效能的设备制造技术

本申请提供了一种利用光伏电热能提升工业废水处理效能的设备，通过管式反应器包括反应器主体以及将反应器主体分隔成催化内区和热交换外区的催化剂承托层，催化剂承托层外绕设有热交换管，热交换外区的两端分别设有废水进水口，催化内区的顶部设有废水出水口；空气源热泵系统的输出端与热交换管的进水口连接，热交换管的出水口与空气源热泵系统的一输入端连接，空气源热泵系统的另一输入端与光伏发电系统的输出端连接，废水出水口与调节池连接。通过光伏结合空气源热泵为高级氧化池提供热能，提升难降解有机物的去除效率，热交换管提升废水温度，提高废水中的有毒物质降解，可针对不同水质进行最佳降解，调节工艺所需最佳温度，提升反应效率。提升反应效率。提升反应效率。

【技术实现步骤摘要】
一种利用光伏电热能提升工业废水处理效能的设备


[0001]本申请涉及工业废水处理领域，特别是一种利用光伏电热能提升工业废水处理效能的设备。

技术介绍

[0002]工业废水处理过程中涉及到Fenton(芬顿)氧化法预处理工艺，利用Fe
2+
和
·
OH氧化作用，使得难降解大分子的有机物断链成小分子，最后被氧化分解为无机物。为了更好的促进反应，通常会借助Fenton催化剂改善Fenton反应，提高催化剂催化效果及利用率，显著增强对有机物的氧化降解能力。温度是芬顿反应的重要影响因素之一，反应随着温度的升高会加快反应速度，Fenton反应也不例外，温度升高会加快
·
OH的生成速度，有助于
·
OH与有机物反应，提高有机物氧化效果；但是，对于Fenton反应这样复杂的反应体系，温度升高，不仅加速正反应的进行，也加速副反应，温度升高也会加速H2O2的分解，分解为O2和H2O，不利于
·
OH的生成。因此不同种类工业废水的芬顿反应最佳温度，也存在一定差异。例如处理聚丙烯酰胺水废水时，最佳温度控制在30℃～50℃；处理洗胶废水时最佳温度为85℃；处理三氯(苯)酚时，最佳温度为60℃，当温度低于60℃或者高于60℃时，均不利于反应。
[0003]在工程实际应用中，特别是在冬季，面临着废水水温较低，严重影响Fenton工艺的处理效率，造成Fenton预处理废水失效，废水进入后端生化池后，微生物生存受到冲击，甚至是中毒大量死亡，对现场的运营管理造成很大的困扰。而提升水温保证污水处理效果，又面临着经济性问题，耗能较大，工程应用较难实现。

技术实现思路

[0004]鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种利用光伏电热能提升工业废水处理效能的设备，包括：
[0005]一种利用光伏电热能提升工业废水处理效能的设备，包括光伏发电系统、空气源热泵系统、管式反应器以及调节池；
[0006]所述管式反应器包括反应器主体以及将所述反应器主体分隔成催化内区和热交换外区的催化剂承托层，所述催化剂承托层外绕设有热交换管，所述热交换外区的两端分别设有废水进水口，所述催化内区的顶部设有废水出水口；
[0007]所述空气源热泵系统的输出端与所述热交换管的进水口连接，所述热交换管的出水口与所述空气源热泵系统的一输入端连接，所述空气源热泵系统的另一输入端与所述光伏发电系统的输出端连接，所述废水出水口与所述调节池连接；
[0008]当所述设备工作时，所述空气源热泵系统将热回流水流入所述热交换管的进水口，热交换后所述热回流水从所述热交换管的出水口流回所述空气源热泵系统。
[0009]优选地，所述废水进水口设于所述热交换管的上端。
[0010]优选地，所述光伏发电系统包括光伏组串、电力变换器、充电控制器以及储能装置；
[0011]所述光伏组串与所述电力变换器的输入端连接，所述电力变换器的一输出端与所述空气源热泵系统连接，所述电力变换器的另一输出端与所述充电控制器的输入端连接，所述充电控制器的输出端与所述储能装置连接。
[0012]优选地，所述空气源热泵系统包括空气能交换器、压缩机、水热交换器以及氧化预处理装置；
[0013]所述空气能交换器的输入端与所述电力变换器的输出端连接，所述空气能变换器的输出端与所述压缩机的输入端连接，所述压缩机的输出端与所述水热交换器的一输入端连接，所述水热交换器的输出端与所述氧化预处理装置的输入端连接。
[0014]优选地，所述热交换管的进水口与所述氧化预处理装置的输出端连接，所述热交换管的出水口与所述水热交换器的另一输入端连接。
[0015]优选地，所述管式反应器还包括拆卸层和承重柱，所述拆卸层设于所述废水出水口的下端，所述承重柱设于所述催化剂承托层的下方。
[0016]优选地，所述废水进水口设置有管道混合器。
[0017]优选地，所述废水出水口与所述调节池连接。
[0018]优选地，所述热交换管的形状为波浪状。
[0019]本申请具有以下优点：
[0020]在本申请的实施例中，通过光伏发电系统、空气源热泵系统、管式反应器以及调节池；所述管式反应器包括反应器主体以及将所述反应器主体分隔成催化内区和热交换外区的催化剂承托层，所述催化剂承托层外绕设有热交换管，所述热交换外区的两端分别设有废水进水口，所述催化内区的顶部设有废水出水口；所述空气源热泵系统的输出端与所述热交换管的进水口连接，所述热交换管的出水口与所述空气源热泵系统的一输入端连接，所述空气源热泵系统的另一输入端与所述光伏发电系统的输出端连接，所述废水出水口与所述调节池连接；当所述设备工作时，所述空气源热泵系统将热回流水流入所述热交换管的进水口，热交换后所述热回流水从所述热交换管的出水口流回所述空气源热泵系统。通过光伏结合空气源热泵为高级氧化池提供热能，提升难降解有机物的去除效率，充分利用清洁能源，实现降本增效，并通过管式反应器的热交换管提升废水温度，提高废水中的有毒物质降解，可针对不同水质进行最佳降解，调节Fenton工艺所需最佳温度，提升相对的反应效率。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本申请一实施例提供的一种利用光伏电热能提升工业废水处理效能的设备的结构示意图；
[0023]图2是本申请一实施例提供的管式反应器的结构示意图；
[0024]图3是本申请一实施例提供的催化剂承托层的结构示意图；
[0025]图4是本申请一实施例提供的调节池的结构示意图；
[0026]图5是本申请一实施例提供的调节温度Fenton工艺进出水化学需氧量的示意图；
[0027]图6是本申请一实施例提供的调节温度生化系统进出水氨氮的示意图；
[0028]图7是本申请一实施例提供的调节温度生化系统进出水总氮的示意图；
[0029]图8是本申请一实施例提供的调节温度Fenton工艺进出水化学需氧量的示意图。
[0030]说明书附图中的附图标记如下：
[0031]1、光伏发电系统；2、空气源热泵系统；3、管式反应器；301、催化内区；302、热交换外区；31、催化剂承托层；32、热交换管；321、热交换管的进水口；322、热交换管的出水口；33、废水进水口；34、废水出水口；35、承重柱；36、拆卸层；4、调节池；41、搅拌器。
具体实施方式
[0032]为使本申请的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用光伏电热能提升工业废水处理效能的设备，其特征在于，包括光伏发电系统、空气源热泵系统、管式反应器以及调节池；所述管式反应器包括反应器主体以及将所述反应器主体分隔成催化内区和热交换外区的催化剂承托层，所述催化剂承托层外绕设有热交换管，所述热交换外区的两端分别设有废水进水口，所述催化内区的顶部设有废水出水口；所述空气源热泵系统的输出端与所述热交换管的进水口连接，所述热交换管的出水口与所述空气源热泵系统的一输入端连接，所述空气源热泵系统的另一输入端与所述光伏发电系统的输出端连接，所述废水出水口与所述调节池连接；当所述设备工作时，所述空气源热泵系统将热回流水流入所述热交换管的进水口，热交换后所述热回流水从所述热交换管的出水口流回所述空气源热泵系统。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述废水进水口设于所述热交换管的上端。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述光伏发电系统包括光伏组串、电力变换器、充电控制器以及储能装置；所述光伏组串与所述电力变换器的输入端连接，所述电力变换器的一输出端与所述空气源热泵系统连接，所述电力变...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彬彬，欧阳清华，叶国杰，林娜，张庆硕，李海波，
申请(专利权)人：深水海纳水务集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：