申请日2015.05.07
公开(公告)日2015.12.23
IPC分类号C02F9/14
摘要
本实用新型公开了一种利用太阳能强化电解石油化工废水的处理装置，包括对污水进行光电催化处理的光催化反应器和对污水进行厌氧发酵处理的厌氧池，光催化反应器的出水孔与厌氧池的进水孔通过管道连接，光催化反应器的出水孔设有第一阀门，光催化反应器设有与其出水孔通过管道连接的回流孔，所述回流孔处设有第二阀门;所述处理装置还包括：水质检测模块，用于检测经所述光催化反应器处理后的废水的水质参数;控制器，用于根据水质检测模块检测的水质参数控制第一阀门和第二阀门。本实用新型的处理装置能够解决常规脱氮中存在的酚类对厌氧细菌的毒害作用，而且通过光电降解氧化水体中的氨氮，反应时间较快，从而能很好的处理水体中的酚类和氨氮。
权利要求书
1.一种利用太阳能强化电解石油化工废水的处理装置，包括对污水进行 光电催化处理的光催化反应器和对污水进行厌氧发酵处理的厌氧池，所述光 催化反应器的出水孔与厌氧池的进水孔通过管道连接，其特征在于，所述光 催化反应器的出水孔设有第一阀门，所述光催化反应器设有与其出水孔通过 管道连接的回流孔，所述回流孔处设有第二阀门;
所述处理装置还包括：
水质检测模块，用于检测经所述光催化反应器处理后的废水的水质参 数;
控制器，用于根据所述的水质检测模块检测的水质参数控制第一阀门和 第二阀门。
2.如权利要求1所述的利用太阳能强化电解石油化工废水的处理装置， 其特征在于，所述回流孔设置于光催化反应器的底部中间位置处。
3.如权利要求1所述的利用太阳能强化电解石油化工废水的处理装置， 其特征在于，所述光催化反应器的出水孔和第一阀门之间还设有缓冲池，所 述水质检测模块检测缓冲池内污水的水质参数。
4.如权利要求3所述的利用太阳能强化电解石油化工废水的处理装置， 其特征在于，所述缓冲池设有检测端口，所述水质检测模块包括用于探头， 所述探头通过检测端口深入到缓冲池内。
5.如权利要求1～4中任意一项权利要求所述的利用太阳能强化电解石 油化工废水的处理装置，其特征在于，所述光催化反应器中设有3～5对串联 的光催化电极对，所述光催化电极对中的阴极为产氢电极，阳极为可见光响 应电极。
6.如权利要求5所述的利用太阳能强化电解石油化工废水的处理装置， 其特征在于，所述光催化反应器中设有用于将各对光催化电极对隔离的折流 板。
7.如权利要求6所述的利用太阳能强化电解石油化工废水的处理装置， 其特征在于，所述光催化反应器以及折流板的材质为透明有机玻璃。
说明书
一种利用太阳能强化电解石油化工废水的处理装置
技术领域
本实用新型涉及环境工程技术领域，具体涉及一种利用太阳能强化电解 石油化工废水的处理装置。
背景技术
随着我国工业发展和城市化水平的提高，石油废水排放量迅速增加，大 量未经处理或经过处理但出水酚类、氨氮类有机物仍然难以达标的石油化工 废水排入城市湖泊、河流，使水体中酚类、氨氮污染日趋严重，其直接后果 为水体富营养化。
石油化工废水水量大，成分复杂，是目前污染较严重的工业废水之一。 该废水同时含有酚类和氨氮。酚类作为水体的一种有毒物质，在水中降解速 度较为缓慢，长期饮用被酚类污染的水，可引起头昏、瘙痒、贫血及各种神 经系统症状。因此，必须严格控制含酚废水的排放，并对已经产生的含酚废 水进行有效地处理。氨氮浓度较高会引起水体富营养化，也是控制水体污染 的必要指标。氨氮废水对自然环境、生物等有极大的危害，过多的氮化合物 进入天然水体将会恶化水体质量，影响渔业发展，危害人体健康，因此，水 体氨氮污染问题也日益受到人们的普遍关注。
光电催化反应和好氧-厌氧生物处理工艺在工业废水处理领域具有广泛 的应用。其中，光电催化反应针对难降解有机污染物具有良好的降解效果， 如酚类污染物。好氧-厌氧生物处理工艺主要应用于易降解的有机物和无机 污染物的处理，例如基于反硝化微生物的反硝化细菌的反硝化作用进行氨氮 和硝氮类废水的处理。
但是，传统的好氧-厌氧生物处理工艺对酚类废水处理效果较差，且酚类 污染物对厌氧生物(如反硝化细菌)的降解效率具有抑制作用，从而影响脱 氮效果。
由此可见，传统的废水处理工艺很难同时处理酚类、氨氮污染物，有必 要开发新的石油化工废水处理技术。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种利用太阳能强化电解石油 化工废水的处理装置。
一种利用太阳能强化电解石油化工废水的处理装置，包括对污水进行光 电催化处理的光催化反应器和对污水进行厌氧发酵处理的厌氧池，所述光催 化反应器的出水孔与厌氧池的进水孔通过管道连接，所述光催化反应器的出 水孔设有第一阀门，所述光催化反应器设有与其出水孔通过管道连接的回流 孔，所述回流孔处设有第二阀门;
所述处理装置还包括：
水质检测模块，用于检测经所述光催化反应器处理后的废水的水质参 数;
控制器，用于根据所述的水质检测模块检测的水质参数控制第一阀门和 第二阀门。
所述的水质参数主要包括废水中酚类的含量。
控制器对第一阀门和第二阀门的控制过程如下：
当酚类的含量低于预设的阈值时，开启第一阀门，关闭第二阀门;
否则，关闭第一阀门，开启第二阀门。
本实用新型中所述的阈值根据厌氧池中微生物对酚类的敏感程度设定， 可根据实际应用需求调整。
本实用新型的处理装置通过设置处理装置对经过光催化反应后的废水 的水质检测，待光催化反应对酚类的降解效果达到预设的效果后，才进入厌 氧池中进行后续处理，这样可以有效避免酚类污染对厌氧池中的微生物造成 的伤害，且酚类污染物降解得到的有机酸等小分子有机物还能够为后续厌氧 过程提供碳源。
本实用新型的处理装置既解决了酚类对厌氧发酵反应的抑制作用，还在 厌氧微生物作用下去除氨氮，最终达到在无需外加碳源的情况下深度除酚除 氨氮的目的。
为保证光催化反应器中水质的均匀性，提高水质检测模块检测到的水质 参数的准确性，作为优选，所述回流孔设置于光催化反应器的底部中间位置 处。
水质检测模块用于检测经所述光催化反应器处理后的废水的水质参数 时，可以用水质检测模块直接检测光催化反应器的出水孔与厌氧池的进水孔 之间的管道内的污水的水质参数。但是由于污水是一个连续处理过程，管道 内的水具有流动性，导致检测到的水质参数不准确，进而影响到控制效果， 最终影响废水处理效果。
作为优选，所述光催化反应器的出水孔和第一阀门之间还设有缓冲池， 所述水质检测模块检测缓冲池内污水的水质。
进一步优选，所述缓冲池上设有检测端口，所述水质检测模块包括用于 探头，所述探头通过检测端口深入缓冲池内。探头深入到缓冲池内的深度的 一半位置。
为防止检测端口处漏水，所述检测端口处设有与探头的探杆相配合的探 头密封件，通过探头密封件将水质检测模块的探头的探杆密封固定在检测端 口上。
本实用新型中探头密封件包括间隔开的内部裙部件和外部裙部件，内部 裙部件具有形成密封通道的壁，以用于固定探头并且当探头密封件连接到探 头的杆部时允许探头进入缓冲池内部。
为提高光电催化反应效率，光催化反应器通常设置多对相互串联的光催 化电极对。作为优选，所述光催化反应器中设有3～5对串联的光催化电极对， 所述光催化电极对中的阴极为产氢电极，阳极为可见光响应电极。
本实用新型中光催化电极对通过太阳能电池供电，废水流经电极时，污 染物质在催化电极作用下得以催化降解。
其中，光催化电极对为具有光电双重催化活性的光电材料，既有光催化 活性、又有电催化活性。在太阳光照射下，光电极产生空穴-电子对，处理 水体中的酚类和氨氮，同时，在太阳能光伏板(即太阳能电池)提供的电压 作用下，光电极对(光催化电极对)表面还能发生电催化反应，光电结合使 石油化工废水的处理效率更高。没有太阳光时，可以选用长寿命冷阴极低压 汞灯作为人工辅助光源，实现可全天候运行的太阳能光催化反应器。
作为优选，所述光催化电极材料为改性TiO2、BiVO4、BiVWO4、Fe2O3 等。
为保证光催化反应器中的水质均匀性，所述光催化反应器中设有用于将 各对光催化电极对隔离的折流板。
为保证透光性，所述光催化反应器以及折流板的材质为透明有机玻璃。
进一步优选，本实用新型中的光催化反应器为非聚光式反应器，具有成 本低、易建设、太阳光利用率高、适合地区广、催化剂易回收、污染物降解 彻底等优点。
与现有技术相比，本实用新型所提供的处理装置主要应用于石油化工废 水处理，能够解决常规脱氮中存在的酚类对厌氧细菌(反硝化细菌)的毒害 作用，而且通过光电降解氧化水体中的氨氮，反应时间较快，从而能很好的 处理水体中的酚类和氨氮。且该处理装置构造简单，占地面积小，利用太阳 能作为光催化反应的光源，充分利用自然优势，且厌氧池中反硝化过程无需 外加碳源，充分利用酚类降解提供的有机酸及CO2作为碳源，省去了传统工 艺中的主要耗能环节及药剂投加量，大大降低了基建和运行成本，真正达到 了环保，节能，节地，高效的石油化工废水处理效果。