本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，且特別涉及一種光電催化氧化-電吸附協(xié)同處理高鹽廢水的設(shè)備。

背景技術(shù)：

作為一種適應(yīng)性強、維護簡單、操作方便同時又具有良好的處理效果的脫鹽技術(shù)，電吸附技術(shù)(Electrosorption Technology，EST)，由于具有良好的環(huán)保與節(jié)能特性，近年來逐漸成為水處理技術(shù)領(lǐng)域的一大研究熱點。實際的工程應(yīng)用表明，現(xiàn)有電吸附除鹽系統(tǒng)在高含鹽水處理領(lǐng)域很難發(fā)揮其優(yōu)勢，這也在一定程度上限制了電吸附技術(shù)的推廣好應(yīng)用。電吸附工藝在再生時通常采用原水，消耗大量水資源，以及再生后，電吸附作用不佳。光電催化氧化技術(shù)作為一種高級氧化處理技術(shù)，它通過極板表面光催化作用，使系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生大量強氧化基團，如羥基自由基，從而使廢水中污染物分解為二氧化碳和水，實現(xiàn)污染物的快速有效去除，將光電催化氧化技術(shù)用于工業(yè)廢水深度處理具有氧化性強、對污染物無選擇性、反應(yīng)時間短等特點，但同時也存在一些技術(shù)問題，主要表現(xiàn)為：系統(tǒng)污染物去除能力較低，無法有效調(diào)節(jié)廣電催化反應(yīng)速率，極板抗污染性較差，極板表面易結(jié)垢，長時間運行后，造成涂層脫落，極板使用壽命降低，并影響出水水質(zhì)和系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種光電催化氧化-電吸附協(xié)同處理高鹽廢水的設(shè)備，可有效節(jié)省水資源，促進光電催化氧化效率以及電吸附效率，有效節(jié)省廢水處理成本。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種光電催化氧化-電吸附協(xié)同處理高鹽廢水的設(shè)備，其包括電源、以及與電源電連接的光電催化氧化裝置、電吸附裝置以及控制系統(tǒng)，電吸附裝置包括第一電吸附模塊，第一電吸附模塊與控制系統(tǒng)電連接，第一電吸附模塊連通有第一進水管、進酸管、出酸管、第一出液管，第一進水管與光電催化氧化裝置連通，第一出液管分別連通有產(chǎn)水池、排水池、儲水箱，產(chǎn)水池與第一出液管連通，進酸管連通有酸液存儲箱，出酸管連通有酸液回收裝置，酸液回收裝置與酸液存儲箱連通。

本發(fā)明實施例提供的一種光電催化氧化-電吸附協(xié)同處理高鹽廢水的設(shè)備的有益效果是：通過光電催化氧化裝置、第一電吸附模塊的協(xié)同配合，有效降解高鹽廢水中的有機物以及去除鹽分，通過控制系統(tǒng)控制第一電吸附模塊停止通電，使離子以及帶電粒子便于用水沖刷，以及用酸液除垢后，有效提高第一電吸附模塊的再生效果，并且通過控制第一進水管、進酸管、出酸管與第一出液管對第一電吸附模塊進行再生時，利用光電催化氧化裝置處理后的高鹽廢水、存儲箱內(nèi)的水、電吸附產(chǎn)水以及酸液依次沖洗第一電吸附模塊，并利用存水箱回收沖洗后的電吸附產(chǎn)水，利用存水箱儲酸箱回收沖洗后的酸液，有效節(jié)約水資源以及酸。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的光電催化氧化-電吸附協(xié)同處理高鹽廢水的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的電吸附裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的光電催化氧化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的第一滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的第一安裝孔的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：100-光電催化氧化-電吸附協(xié)同處理高鹽廢水的設(shè)備；101-電吸附裝置；110-第一電吸附模塊；111-第一電吸附模塊本體；112-第一進水管；113-第一電磁閥；114-第一出液管；115-第二電磁閥；116-產(chǎn)水池；117-第一循環(huán)泵；118-第三電磁閥；119-第四電磁閥；120-儲水箱；121-進酸管；123-第五電磁閥；125-酸液存儲箱；126-出酸管；127-第六電磁閥；128-酸液回收裝置；129-第二循環(huán)泵；130-第二電吸附模塊；200-光電催化氧化裝置；210-電解槽；211-第二進水管；220-蓋體；221-蓋體本體；222-開口；223-滑槽；224-第一滑塊；225-第一推桿；226-第一滑塊本體；227-第二滑塊；228-第二推桿；229-第二滑塊本體；230-保護殼；231-第一安裝孔；232-密封圈；233-第二出水管；240-陽極電極板；241-導(dǎo)線；250-陰極電極板；260-電源；270-光電催化劑；280-紫外燈；290-抽氣泵；291-尾氣處理設(shè)備；292-曝氣裝置；293-固液分離設(shè)備；294-出液口。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

請一并參閱圖1及圖3，本實施例提供一種光電催化氧化-電吸附協(xié)同處理高鹽廢水的設(shè)備100，包括電源260、電吸附裝置101、光電催化氧化裝置200以及控制系統(tǒng)(圖未示)，控制系統(tǒng)與電源260電連接。

請參閱圖2，電吸附裝置101包括第一電吸附模塊110、酸液存儲箱125、儲水箱120以及第二電吸附模塊130。

請繼續(xù)參閱圖2，第一電吸附模塊110包括第一電吸附模塊本體111、以及與第一電吸附模塊本體111連通的第一進水管112、進酸管121、出酸管126以及第一出液管114。

具體地，第一電吸附模塊本體111與控制系統(tǒng)電連接，由于電吸附為利用電場力的作用將陰、陽離子分別吸附到不同的電極表面形成雙電層，也即是使水中溶解鹽類及其它帶電物質(zhì)在電極的表面富集濃縮而實現(xiàn)水的凈化，因此，通過控制系統(tǒng)控制第一電吸附模塊110停止通電，可以使富集于電極表面的鹽類及其它帶電物質(zhì)從電極表面離開。具體地，此處所述的電源260為低壓直流電源，從而使離子定向運動，其電流大小可根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié)。

第一電吸附模塊本體111具有通道式結(jié)構(gòu)(圖未示)，優(yōu)選地，通道的寬度為2-5mm，便于吸附廢水中離子及帶電粒子，更優(yōu)選地，第一電吸附模塊本體111的工作電壓為1.4-1.8V，第一電吸附模塊本體111的雙電層厚度為1-100nm，電場強度為105-108V/m，電吸附效果佳。

第一進水管112通過第一電磁閥113與光電催化氧化裝置200連通，將經(jīng)光電催化氧化裝置200處理的廢水進入第一電吸附模塊本體111進行電吸附。

第一出液管114通過第二電磁閥115連通有產(chǎn)水池116，即經(jīng)第一電吸附模塊本體111處理后的水進入產(chǎn)水池116，優(yōu)選地，第一出液管114還通過第一循環(huán)泵117與產(chǎn)水池116連通，用于抽取產(chǎn)水池116中的電吸附產(chǎn)水對第一電吸附模塊本體111進行沖洗，使其再生。

第一出液管114通過第三電磁閥118連通有排水池(圖未示)，即在第一電吸附模塊本體111進行再生處理時，將經(jīng)光電催化氧化裝置200處理的高鹽廢水對第一電吸附模塊本體111進行沖洗后，輸出至排水池，進行后續(xù)操作。

第一出液管114通過第四電磁閥119連通有儲水箱120，即在第一電吸附模塊本體111進行再生處理時，將對第一電吸附模塊本體111進行沖洗后的電吸附產(chǎn)水，回收至儲水箱120，優(yōu)選地，儲水箱120與第一出液管114通過水泵(圖未示)連通，可用于再生處理時對第一電吸附模塊本體111或第二電吸附模塊進行沖洗，節(jié)省水資源。

進酸管121通過第五電磁閥123連通有酸液存儲箱125，用于在第一電吸附模塊本體111進行再生處理時，對其進行除垢，增強再生后電吸附效果。第五電磁閥123與控制系統(tǒng)電連接。

出酸管126通過第六電磁閥127連通有酸液回收裝置128，第六電磁閥127與控制系統(tǒng)電連接，優(yōu)選地，酸液回收裝置128與酸液存儲箱125通過第二循環(huán)泵129連通，即酸液回收裝置128將處理后的酸液繼續(xù)輸出至酸液存儲箱125，第二循環(huán)泵129與控制系統(tǒng)電連接，控制添加酸液，提高處理效率。

優(yōu)選地，酸液為質(zhì)量比為2-5：1的工業(yè)鹽酸與磷酸，除垢效果佳。

第二電吸附模塊130與第一電吸附模塊110結(jié)構(gòu)相同，二者可獨立運行，在此不作贅述。具體地，第二電吸附模塊130與第一電吸附模塊110對稱設(shè)置且通過酸液存儲箱125連通，第二電吸附模塊130與控制系統(tǒng)電連接。

優(yōu)選地，第二電吸附模塊130與第一電吸附模塊110通過控制系統(tǒng)控制，可同時進行工作，還可以進行交替工作，優(yōu)選地，第二電吸附模塊130與第一電吸附模塊110交替進行對高鹽廢水的電吸附處理和再生處理，例如，第二電吸附模塊130進行電吸附處理廢水時，第一電吸附模塊110進行再生處理，而當(dāng)?shù)谝浑娢侥K110完成再生處理后，進行再生處理時，第二電吸附模塊130則進行再生處理，從而保證電吸附裝置101工作的穩(wěn)定性。

因此，電吸附產(chǎn)水為當(dāng)?shù)谝浑娢侥K本體111進行再生處理時，第二電吸附模塊130進行電吸附處理后得到的水，或當(dāng)?shù)诙娢侥K130進行再生處理時，第一電吸附模塊本體111進行電吸附處理后得到的水。

光電催化氧化裝置200開設(shè)有電解槽210，以及與電解槽210連通的進氣口(圖未示)、第二進水管211以及第二出水管233，其中第二進水管211以及第二出水管233均連通有閥門(圖未示)進行控制水流量。

請參閱圖3，光電催化氧化裝置200包括蓋體220、陽極電極板240、陰極電極板250、紫外燈280、電源260、光電催化劑270以及抽氣泵290。

具體地，蓋體220包括蓋體本體221、第一滑塊224、第二滑塊227以及保護殼230。

其中，蓋體本體221與電解槽210可拆卸配合，從而便于清洗電解槽210內(nèi)部以及更換電解槽210內(nèi)零部件。蓋體本體221開設(shè)有貫穿蓋體本體221的開口222，該開口222優(yōu)選為狹長形開口222。

本實施例中，蓋體本體221沿開口222的長度方向的兩側(cè)沿開口222設(shè)置有滑槽223，其中，第一滑塊224與第二滑塊227分別滑動嵌設(shè)于滑槽223內(nèi)。

具體地，請參閱圖4，第一滑塊224包括相互連接的第一推桿225和第一滑塊本體226，通過外力推動第一推桿225帶動第一滑塊本體226沿開口222的長度方向滑動。優(yōu)選地，第一推桿225沿開口222的寬度方向的長度小于開口222的寬度方向，即第一推桿225與開口222留有間隙，便于降解產(chǎn)生的廢氣從電解槽210中溢出。

其中，第二滑塊227與第一滑塊224對稱設(shè)置，且第二滑塊227的結(jié)構(gòu)與第一滑塊224的結(jié)構(gòu)相同，即第二滑塊227包括相互連接的第二推桿228、第二滑塊本體229，在此不做贅述。

保護殼230罩覆于開口222的上端，用于防止氣體直接溢出至大氣污染環(huán)境。優(yōu)選地，保護殼230開設(shè)有通孔(圖未示)以及與第一推桿225配合的第一安裝孔231、與第二推桿228配合的第二安裝孔(圖未示)。

請一并參閱圖4以及圖5，第一安裝孔231沿其軸向的兩端設(shè)置有臺階，臺階處設(shè)置有密封圈232，用于防止廢氣從第一安裝孔231與第一推桿225的間隙處溢出，污染環(huán)境。第二安裝孔結(jié)構(gòu)與第一安裝孔231的結(jié)構(gòu)相同，也安裝有密封圈232，在此不做贅述。

陽極電極板240設(shè)置于電解槽210內(nèi)且與第一滑動塊本體的中心連接，從而第一滑塊224滑動時帶動陽極電極板240滑動，本實施例中，即陽極電極板240沿垂直于陽極電極板240的延伸方向運動。

陽極電極板240為鈦基材表面固載錫銥系氧化物以及貴金屬制備而成的網(wǎng)狀貴金屬陽極板，貴金屬物質(zhì)為鉑、釕、銣和鋯中的至少一種，本實施例中，優(yōu)選為陽極電極板240為鈦基材表面固載錫銥系氧化物以及貴金屬鋯制備而成的網(wǎng)狀貴金屬陽極板，其光催化活性高，效果佳。

陰極電極板250設(shè)置于電解槽210內(nèi)且與第二滑動塊本體的中心連接，從而第二滑塊227滑動時帶動陰極電極板250滑動，且當(dāng)?shù)谝换瑒訅K本體與第二滑動塊本體互相抵觸時，陰極電極板250與陽極電極板240之間留有間隙，防止陰極電極板250與陽極電極板240之間距離過近導(dǎo)致的二者之間的電容過高，擊穿陰極電極板250與陽極電極板240，導(dǎo)致的維修成本增加；并且，陰極電極板250與陽極電極板240之間的距離過近時，還會導(dǎo)致二者之間不易分布光電催化劑270。

陰極電極板250的材質(zhì)可以為鈦、不銹鋼、活性炭纖維、多孔石墨等，本實施例中優(yōu)選為鈦，其在催化電解產(chǎn)生時，會在表面產(chǎn)生氣液兩相流，增大了表面湍流程度，減緩其表面結(jié)垢的趨勢，延長使用時間。本實施例中，陰極電極板250沿垂直于陰極電極板250的延伸方向運動。

優(yōu)選地，陽極電極板240遠離電解槽210的一端與陰極電極板250遠離電解槽210的一端均通過穿設(shè)于通孔內(nèi)的導(dǎo)線241與電源260電連接。

反應(yīng)進行過程中，由于污染物不斷降解，濃度變低不能及時擴散，會造成光電催化氧化效率顯著下降，因此優(yōu)選地，每隔5-10min使陰極電極板與陽極電極板相互靠近或遠離，通過移動陽極電極板240與陰極電極板250之間的位置，帶動水流波動，既使污染物擴散，消除或降低“濃差極化”現(xiàn)象，也使光電催化劑270擴散，以及增大溶氧量，提高光電催化氧化效率。還可以針對不同類型的高鹽廢水，根據(jù)實際情況在反應(yīng)開始前調(diào)整陽極電極板240與陰極電極板250之間的距離，在最優(yōu)化的槽電壓范圍內(nèi)進行高鹽廢水的處理，提升光電催化氧化效率。

光電催化劑270以多孔三氧化二鋁或多孔二氧化硅為載體，表面負載有二氧化鈦、二氧化鋯中的至少一種活性物質(zhì)，光電催化效果佳，優(yōu)選地，光電催化劑270的粒徑為1-9cm，催化效率較佳的基礎(chǔ)上便于分離。

紫外燈280設(shè)置于電解槽210位于陽極電極板240遠離陰極電極板250的一側(cè)，用于與光電催化劑270、陽極電極板240、陰極電極板250配合，形成光催化系統(tǒng)，有效降解高鹽廢水內(nèi)的有機物。紫外燈280與電源260電連接。

抽氣泵290與出氣口連通，用于抽離電解槽210產(chǎn)生的廢氣，優(yōu)選地，抽氣泵290遠離出氣口的一端連通有尾氣處理設(shè)備291。

進氣口連通有曝氣裝置292，優(yōu)選地，曝氣裝置292采用氧氣、空氣或臭氧作為曝氣介質(zhì)，提高廢水中氧氣含量，提高光電催化氧化效率，有效降解有機物。

第二出水管233連通有固液分離設(shè)備293，固液分離設(shè)備293具有出液口294，出液口294與第一進水管112連通。

本發(fā)明還提供的一種利用上述光電催化氧化-電吸附協(xié)同處理高鹽廢水的設(shè)備100處理廢水的方法，具體地，將高鹽廢水通過第二進水管211進入電解槽210內(nèi)，將陰極電極板和陽極電極板與高鹽廢水接觸，通電后進行光電催化氧化，曝氣裝置292不斷進行壓縮空氣并輸入至電解槽210內(nèi)，反應(yīng)期間每隔5-10min使陰極電極板與陽極電極板相互靠近或遠離，防止反應(yīng)物濃度下降造成的分散不均，還能調(diào)整陰極電極板250、陽極電極板240以及紫外燈280三者之間的距離，促進光電催化反應(yīng)效率，反應(yīng)期間產(chǎn)生的廢氣經(jīng)由抽氣泵290抽出輸入至尾氣處理設(shè)備291中，進行處理，反應(yīng)完成后，將經(jīng)光電催化氧化處理后的高鹽廢水經(jīng)固液分離設(shè)備293的出液口294排入至電吸附裝置內(nèi)。

優(yōu)選地，將經(jīng)光電催化氧化處理后的廢水經(jīng)固液分離設(shè)備293的出液口294排入至第二電吸附模塊130進行電吸附，將經(jīng)第二電吸附模塊130電吸附完成后的高鹽廢水，即電吸附產(chǎn)水排入產(chǎn)水池116。

同時通過控制系統(tǒng)關(guān)閉第一電吸附模塊本體111的電源260，靜置30-60min，例如靜置30、35、50或60min使第一電吸附模塊本體111的電極表面富集的帶電粒子便于脫落，接著依次用光電催化氧化后的高鹽廢水、電吸附產(chǎn)水以及酸液對第一電吸附模塊本體111進行沖洗，同時利用排水池、儲水箱120、以及酸液回收裝置128對上述沖洗第一電吸附模塊本體后的光電催化氧化后的高鹽廢水、電吸附產(chǎn)水以及酸液依次進行回收。

優(yōu)選地，還可以將儲水箱120內(nèi)的水用于再生處理時，在用光電催化氧化后的高鹽廢水沖洗之后，與電吸附產(chǎn)水沖洗之前，對第一電吸附模塊110或第二電吸附模塊130進行沖洗，并將此次沖洗后的水排至排水池，進行后續(xù)處理。

第一電吸附模塊110完成再生處理后，進行通電，開始進行電吸附處理，同時第二電吸附模塊130斷電，進行再生處理，二者交替進行對高鹽廢水的電吸附處理和再生處理，維持對高鹽廢水處理的穩(wěn)定性。

綜上所述，本發(fā)明較佳的實施例提供的一種光電催化氧化-電吸附協(xié)同處理高鹽廢水的設(shè)備，操作方便，有效節(jié)水，能夠有效促進光電催化氧化效率以及電吸附再生效果。

以上所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。。