一种光伏废水处理系统及处理方法技术方案

本发明专利技术提供了一种光伏废水处理系统及处理方法，所述系统包括依次连接的混凝沉淀池、一级臭氧高级氧化池、二级臭氧催化高级氧化池和三级臭氧催化高级氧化池；一级臭氧高级氧化池、二级臭氧催化高级氧化池和三级臭氧催化高级氧化池中均设有臭氧溶气装置；二级臭氧催化高级氧化池中投加有轻质碳基非均相催化剂填料，轻质碳基非均相催化剂填料以轻质碳基为基体，负载有过渡金属催化剂。本发明专利技术所述的光伏废水处理系统适用光伏废水经生化处理后进一步深度处理，投资成本低、不产生浓缩液、清洁环保、无二次污染。无二次污染。无二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏废水处理系统及处理方法


[0001]本专利技术属于废水深度处理
，尤其是涉及一种光伏废水深度处理系统及处理方法。

技术介绍

[0002]光伏电池板主要指用硅原料制成的半导体晶片，一些新的光伏材料会使用有毒金属做原料，如铬和硒等。另外光伏组件经常使用隐蔽的化学品，其组成也常含有有毒金属原料。由光伏生产产生的废水含有很多有害化学物质，包括重金属、卤代烃化合物、无机酸和有机污染物等。
[0003]针对此类光伏废水，传统的处理方法为“多级混凝沉淀+生化处理+超滤/反渗透或电化学”，此方法在生化处理后，废水一般不能达到排放标准，需进行深度处理；采用“超滤/反渗透”的方式进行深度处理，存在投资成本高、产生浓缩液的问题，如果采用“电化学”的方式进行深度处理，则存在能耗大、成本高的问题。
[0004]现今，臭氧高级氧化作为高级氧化领域清洁、无二次污染的绿色深度处理工艺得以广泛应用；但目前的臭氧高级氧化深度处理工艺，由于臭氧的氧化能力具有选择性、传统臭氧曝气设备的臭氧利用效率低、羟基自由基产率低等缺陷，在面对不同种类的废水时，会存在有机污染物降解不彻底的问题。而随着部分地区对污染物排放标准要求的提高或为实现废水的零排放，对污染物排放要求达到25mg/L，甚至20mg/L以下，因此，如何将臭氧高级氧化处理方式合理的应用到光伏废水深度处理中，并能够得到符合排放标准的出水是需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提出了一种适用光伏废水经生化处理后进一步深度处理的，投资成本低、不产生浓缩液、清洁环保、无二次污染，可实现达标排放的光伏废水处理系统及处理方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]本专利技术一方面提供了一种光伏废水处理系统包括依次连接的混凝沉淀池、一级臭氧高级氧化池、二级臭氧催化高级氧化池和三级臭氧催化高级氧化池；所述一级臭氧高级氧化池、所述二级臭氧催化高级氧化池和所述三级臭氧催化高级氧化池中均设有臭氧溶气装置；所述二级臭氧催化高级氧化池中投加有轻质碳基非均相催化剂填料，所述轻质碳基非均相催化剂填料以轻质碳基为基体，负载有过渡金属催化剂。
[0008]本系统适用于光伏废水的深度处理，适用COD浓度为70～100mg/L；光伏废水在经生化处理后，无法满足COD浓度25mg/L以下的排放要求，经过本系统的进一步深度处理可将光伏废水最终出水COD将到25mg/L以下，甚至20mg/L以下；
[0009]光伏废水经过生化处理后，废水中含有的主要物质为残余污泥和难以生化降解的大分子有机物以及生化段产生的部分胞外聚合物，需要设置混凝沉淀池去除废水中含有的
残余污泥和易于沉淀去除的大分子有机物，降低部分COD和SS；此外，如果废水中存在较多的悬浮颗粒物或残余污泥，会导致臭氧产生无效分解，残余污泥包裹着有机污染物，会导致臭氧不能直接与有机污染物接触，从而使去除效率降低，因此，须在臭氧高级氧化池前端设置混凝沉淀池，利用混凝沉淀池去除废水中含有的残余污泥和沉淀去除部分大分子有机物，降低部分COD和SS的同时，也为后续工艺段中的臭氧氧化做好准备，以提高后续臭氧氧化工艺段的去除效果和去除效率；
[0010]一级臭氧高级氧化池中主要是通过臭氧溶气装置将臭氧以低气水比射流的方式投加至水体中，利用臭氧自身的氧化性去除废水中含有的不饱和有机污染物；臭氧氧化还原电位为2.07V，对于不饱和有机物具有较高的去除效率，但由于其氧化具有一定的选择性，其对有机物的反应速率为：链烯烃＞胺＞酚＞多环芳香烃＞醇＞醛＞链烷烃；在此阶段，废水中的不饱和有机物和难生化降解的大分子有机物被开环断链，形成芳香醛基化合物、醛、酮、醇等与臭氧反应速率较低的有机物，形成的此类中间污染物为下一段臭氧高级催化氧化过程提供了高级氧化过程前驱物，更利于发挥二级臭氧催化高级氧化池中的针对该类污染物的特异性催化剂的降解效果；
[0011]一级臭氧高级氧化池中不添加催化剂（此部分若添加催化剂，催化剂不能得到充分利用，造成经济成本的提升），只利用臭氧自身的强氧化性将废水中臭氧容易降解的有机污染物进行去除，降低部分COD的同时，形成该类废水特定的臭氧氧化过程的中间产物：芳香醛基化合物、醛、酮、醇等。为第二段臭氧高级催化氧化过程提供了高级氧化过程前驱物，以确保二级臭氧催化高级氧化池中的针对该类污染物的特异性催化剂得到充分利用；
[0012]二级臭氧催化高级氧化池的进水为经过一级臭氧高级氧化后的出水，其主要含有醛、酮类芳香族化合物或小分子的醛、酮、酸，该类有机物对于单独臭氧的氧化反应速率较低，需要比臭氧氧化性更强、且不具有选择性的羟基自由基去降解，因此在二级臭氧催化高级氧化池主要是利用非均相催化剂催化臭氧产生大量的羟基自由基矿化有机物；
[0013]二级臭氧催化高级氧化池中通过轻质碳基非均相催化剂填料和臭氧溶气装置配合使用，臭氧溶气装置将臭氧与废水充分混合，然后废水流经轻质碳基非均相催化剂填料，利用轻质碳基极强的吸附性、比表面大、利于过水不易堵塞等特点，将有机物大量的吸附至轻质碳基非均相催化剂填料表面与臭氧进行充分接触，同时利用负载的过渡金属催化产生的羟基自由基进行高效降解，去除臭氧所不能降解的小分子醛、酮、酸等有机物，进一步降低废水中的COD；
[0014]经过臭氧单独氧化和臭氧高级催化氧化的二段处理，原水基本得以实现达标排放，但考虑到污水厂进水水质的不稳定性，存在合并其它废水的可能，为保障出水的稳定达标，特设置三级臭氧催化高级氧化池，对光伏废水以外的其他类废水混入时，保障该工艺段出水的稳定达标，该段的非均项催化剂填料，不必使用轻质碳基非均相催化剂填料（轻质碳基非均相催化剂填料是针对生化处理后的光伏废水经混凝沉淀、臭氧单独氧化后形成的废水特点而设置，相较于常见传统的非均相催化剂填料价格稍高），该段的设计主要是拓宽有机污染物的降解类型范围，预防汇入其它类型废水，使整条工艺路线具有抗冲击的能力。
[0015]在本专利技术的一些优选的处理系统的实施方式中，所述轻质碳基为煤质活性炭；所述过渡金属催化剂为氧化锰、氧化铁和氧化铜。
[0016]在本专利技术的一些优选的处理系统的实施方式中，所述轻质碳基非均相催化剂填料
按质量百分比计，包括煤质活性炭85%～95%、氧化锰2%～7%、氧化铁1%～5%、氧化铜1%～3%，合计100%。
[0017]轻质碳基非均相催化剂填料是以轻质碳基于过渡金属催化剂溶液中浸渍24h，450℃温度下煅烧3h后得到；针对光伏废水所具有的特性和经臭氧单独氧化后形成的中间产物，过渡金属催化剂选用氧化锰、氧化铁和氧化铜，负载于轻质碳基上，利用轻质碳基高的吸附活性，经过配置过渡金属催化剂，使该催化剂填料具有较高的表面活性，且经过实验分析，该过渡金属催化剂与小分子酸、氧化过程中间产物形成络合物，从而实现快速降解有机污染物；负载的过渡金属合理的配比可使其具有高效催化活性，能够催化活化臭氧分子，臭氧分子在这类催化剂的作用下易于分解产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏废水处理系统，其特征在于：包括依次连接的混凝沉淀池、一级臭氧高级氧化池、二级臭氧催化高级氧化池和三级臭氧催化高级氧化池；所述一级臭氧高级氧化池、所述二级臭氧催化高级氧化池和所述三级臭氧催化高级氧化池中均设有臭氧溶气装置；所述二级臭氧催化高级氧化池中投加有轻质碳基非均相催化剂填料，所述轻质碳基非均相催化剂填料以轻质碳基为基体，负载有过渡金属催化剂。2.根据权利要求1所述的光伏废水处理系统，其特征在于：所述轻质碳基为煤质活性炭；所述过渡金属催化剂为氧化锰、氧化铁和氧化铜。3.根据权利要求2所述的光伏废水处理系统，其特征在于：所述轻质碳基非均相催化剂填料按质量百分比计，包括煤质活性炭85%～95%、氧化锰2%～7%、氧化铁1%～5%、氧化铜1%～3%，合计100%。4.根据权利要求1所述的光伏废水处理系统，其特征在于：所述二级臭氧催化高级氧化池中设置有承托层，所述承托层上方设有止浮滤板；所述轻质碳基非均相催化剂填料设置于所述承托层和所述止浮滤板之间；所述二级臭氧催化高级氧化池中的水体由所述承托层下方经所述轻质碳基非均相催化剂填料和所述止浮滤板后流出；所述轻质碳基非均相催化剂填料的体积与所述二级臭氧催化高级氧化池中的水体体积比为1～3：8。5.根据权利要求1所述的光伏废水处理系统，其特征在于：所述三级臭氧催化高级氧化池中投加有非均相催化剂填料，所述非均相催化剂填料以铝基、硅铝基或蜂窝陶瓷为基体，负载有过渡金属催化剂。6.根据权利要求1所述的光伏废水处理系统，其特征在于：所述臭氧溶气装置为电磁EM臭氧溶气装置，臭氧投加方式为以射流的形式投加至水体中。7.根据权利要求1到6任一项所述的光伏废水处理系统，其特征在于：所述光伏废水处理系统中的臭氧投加总量= K
·
△
COD；其中，K为变化系数，取值为1～1.5；
△
COD为初始进水与最终出水的COD差值，单位为mg/L；所述一级臭氧高级氧化池、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：战树岩，贾振睿，柯俊，范恺峰，
申请(专利权)人：天津群峰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：