一种基于光电芬顿反应器的废水处理装置的制作方法

本公开属于工业废水处理领域，具体涉及一种基于光电芬顿反应器的废水处理装置。

背景技术：

皮革废水主要来源于制革工序中的鞣前工段、鞣制工段和整饰工段。其中，鞣前工段的污水排放量和污染负荷约占整个工艺的60％和 70％；鞣制工段和整饰工段的污水排放量分别占废水总量的5％和30％左右。皮革废水具有以下特点：1)皮革在生产加工按工段间歇排放废水，因此废水流量及水质在各个时间段内有较大的波动；2)由于有机原料、鞣制剂和助剂的使用，皮革废水的浓度和色度很高；3) 皮革废水的生化降解速度较慢，生化时间大于20h后，才有近75％的去除率；4)悬浮物浓度高，易腐败，污泥量大；5)毒性强，废水中含有总铬等无机化合物；6)高色度、高悬浮物和高有机物浓度。皮革废水如不经处理直接排放，会对周围环境造成严重危害。我国有大中小型皮革制造厂20000余家，年废水排放量可达2×10⁸t以上。制革废水水质水量波动大、成分复杂、污染负荷重、产泥量大，含有不易生物降解的有机物、无机盐类以及Cr³⁺和S^2-等有毒化合物，是一种较难治理的工业废水。因此，高效处理皮革废水，优化生态环境，在环境保护方面具有重大意义。

目前各企业对皮革废水的处理基本上都采用物化和生化处理相结合的装置，然而，经实验表明，采用先物化后生化相结合的方式处理皮革废水，出水中仍有较多难生物降解的有机污染物，且色度不达标，因此，有必要寻求一种更为有效的能够深度处理皮革废水的装置。

技术实现要素：

针对以上不足，本公开的目的在于提供一种基于光电芬顿反应器的废水处理装置，对于难生物降解或难化学氧化的有机污染物具有良好的去除效果。

为了实现以上目的，本公开的技术方案描述如下：

一种基于光电芬顿反应器的废水处理装置，包括：格栅、气浮池、水解酸化池、生物接触氧化池、第一沉淀池、第一pH调节池、光电芬顿反应器、第二pH调节池和第二沉淀池；其中，

所述格栅置于所述气浮池的入口；

所述气浮池的出口与所述水解酸化池的入口相连；

所述水解酸化池的出口与所述生物接触氧化池的入口相连；

所述生物接触氧化池的出口与所述第一沉淀池的入口相连；

所述第一沉淀池的出口与所述第一pH调节池的入口相连；

所述第一pH调节池的出口与所述光电芬顿反应器的入口相连；

所述光电芬顿反应器的出口与所述第二pH调节池的入口相连；

所述第二pH调节池的出口与所述第二沉淀池的入口相连。

优选的，所述第一pH调节池内设置有强酸投加装置，用于投加强酸调节废水的pH值至酸性。

优选的，所述第二pH调节池内设置有强碱投加装置，用于投加强碱调节废水的pH值至中性。

优选的，所述第一沉淀池与所述生物接触氧化池之间设有第一污泥回流管道，所述第一沉淀池与所述水解酸化池之间设有第二污泥回流管道。

优选的，所述光电芬顿反应器的电极阳极采用钛基DSA电极，电极阴极采用碳素电极。

优选的，所述光电芬顿反应器的电极阳极以电极阴极为圆心均匀分布，所述电极阳极的弧间距为10°-180°，所述电极阳极与所述电极阴极的间距为光电芬顿反应器的半径的0.4-0.6倍。

优选的，所述碳素电极包括如下任一：天然石墨电极、人造石墨电极、碳电极以及特种碳素电极。

优选的，所述光电芬顿反应器为圆柱体。

优选的，所述光电芬顿反应器内还设置有紫外线灯管，所述紫外线灯管以所述电极阴极为圆心均匀布置。

优选的，所述紫外线灯管的弧间距为10°-180°，所述紫外线灯管与所述光电芬顿反应器的阴极的间距为所述光电芬顿反应器半径的0.7-0.9倍。

与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：

1、本公开稳定可靠，管理简便，操作灵活；

2、系统中各单元既有联系又相互独立，能够提高废水处理的运转可靠性；

3、本公开适用范围广，效果显著。

附图说明

图1为本公开的一种基于光电芬顿反应器的废水处理装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1和实施例对本公开的技术方案进行详细描述。

一种基于光电芬顿反应器的废水处理装置，包括：格栅、气浮池、水解酸化池、生物接触氧化池、第一沉淀池、第一pH调节池、光电芬顿反应器、第二pH调节池和第二沉淀池；其中，所述格栅置于所述气浮池的入口；所述气浮池的出口与所述水解酸化池的入口相连；所述水解酸化池的出口与所述生物接触氧化池的入口相连；所述生物接触氧化池的出口与所述第一沉淀池的入口相连；所述第一沉淀池的出口与所述第一pH调节池的入口相连；所述第一pH调节池的出口与所述光电芬顿反应器的输入端相连；所述光电芬顿反应器的输出端与所述第二pH调节池的入口相连；所述第二pH调节池的出口与所述第二沉淀池的入口相连。

上述实施例完整的公开了本实用新型的技术方案，适用于对皮革加工废水、造纸废水、焦化废水、石化废水、制药废水、炼化废水、油气田废水及页岩气开发废水等各类废水的处理，具体实施过程如下：

废水先经格栅去除大块飘浮物，再进入气浮池去除废水中的悬浮物和油脂类，然后废水进入水解酸化池，均衡水质水量，将废水中诸多难生物降解的大分子、杂环类有机物分解成小分子物质，破坏有机物分子基团，提高废水的可生化性。之后进入生物接触氧化池，利用好氧菌的同化、异化作用降解厌氧菌所分解的产物，从而达到降解有机物的目的。随后出水通入第一沉淀池进行沉淀，再通入第一pH调节池将废水pH调节至2-6，通入光电芬顿反应器进行高级氧化处理，随后出水连接到第二pH调节池将pH调节至7-8，然后废水流入第二沉淀池。

在另一个实施例中，所述第一pH调节池内设置有强酸投加装置，用于投加强酸调节废水的pH值至酸性。

本实施例中，所述强酸可选用硫酸亚铁或硫酸。光电芬顿反应器利用溶解氧分子在阴极表面发生还原反应连续生成的过氧化氢与Fe²⁺发生芬顿反应，生成的Fe³⁺在阴极又被还原成Fe²⁺，整个反应需要在酸性条件下发生。

在另一个实施例中，所述第二pH调节池内设置有强碱投加装置，用于投加强碱调节废水的pH值至中性。

本实施例中，所述强碱优选氢氧化钠，通过在第二pH调节池内投加氢氧化钠，调节废水的pH值至中性，使出水满足后续污水处理工艺指标中pH指标的范围要求。

在另一个实施例中，所述第一沉淀池与所述生物接触氧化池之间设有第一污泥回流管道，所述第一沉淀池与所述水解酸化池之间设有第二污泥回流管道。

本实施例中，第一沉淀池污泥混合液按照50％-200％的回流比，回流至生物接触氧化池进行反硝化脱氮，第一沉淀池与水解酸化池的污泥是为定期回流，视水解酸化池内污泥量减少情况回流污泥。

在另一个实施例中，所述光电芬顿反应器的电极的阳极采用钛基 DSA电极，所述光电芬顿反应器的电极的阴极采用碳素电极。

本实施例中，钛基DSA电极为钛基活性氧化物涂层电极，具有催化活性高、钛基涂层种类繁多、所需工作电压降低、价格低廉、性能稳定、耐腐蚀性强、寿命长等特性，并且基体可重复使用，涂层修复简单，是电化学处理废水应用中的理想阳极材料。

在另一个实施例中，所述光电芬顿反应器的电极阳极以电极阴极为圆心均匀分布，所述电极阳极的弧间距为10°-180°，所述电极阳极与所述电极阴极的间距为光电芬顿反应器的半径的0.4-0.6倍。

在另一个实施例中，所述碳素电极包括如下任一：天然石墨电极、人造石墨电极、碳电极以及特种碳素电极。

本实施例中，人造石墨电极是由原料(石油焦、沥青焦、无烟煤、炭黑等)与胶粘剂(煤焦油、煤焦油沥青、合成树脂)及添加剂混合成型后，先在1000-1400℃下碳化，然后在2000-2500℃下经石墨化处理而得，可用于各种碱金属、碱土金属等电解用电极。碳电极是由沥青焦、石油焦与胶粘剂混合成型经碳化制得，石墨化程度不高，导电性不如人造石墨，可用于铝及镁等电解用电极、于电池电极等。特种碳素电极是指由特种碳素材料制成的电极，主要有以碳纤维为基体的多孔碳电极，可用于燃料电池等；由热固性树脂经碳化制得的玻璃碳电极，具有很高的纯度和耐化学腐蚀性，用于分析。碳素电极广泛用于冶金、化工、电化学等工业。碳电极具有电位窗口宽、容易得到、使用方便等特点。其中玻碳电极具有导电性高、对化学药品的稳定性好、气体无法通过电极、纯度高、价格便宜、氢过电位和氧过电位小以及表面容易再生等特点，应用广泛。

在另一个实施例中，所述光电芬顿反应器为圆柱体。

本实施例中，电芬顿反应器的形式设计为圆柱体，设计简洁，没有尖角，安装方便，同时利于废水在通过反应器内是混合均匀，反应完全。

在另一个实施例中，所述光电芬顿反应器内还设置有紫外线灯管，所述紫外线灯管以所述电极阴极为圆心均匀布置。

本实施例中，在紫外光的作用下电芬顿反应由于铁离子的光还原与过氧化氢光辐射分解的协同作用而使有机物高效降解。与电芬顿相比，光电芬顿的突出优点是紫外光的引入可诱导产生大量的OH，提高了电流利用效率，因此处理效果优于单纯的电芬顿氧化法。

在另一个实施例中，所述紫外线灯管的弧间距为10°-180°，所述紫外线灯管与与所述阴极的距离为光电芬顿反应器的半径的 0.7-0.9倍。

以上仅是本公开的较佳实施例，并非对本公开作任何限制，凡是根据本公开技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本公开技术方案的保护范围内。