CN108585366A - 一种厌氧-光伏驱动电化学处理系统及处理方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种厌氧‑光伏驱动电化学处理系统及处理方法和应用。该厌氧‑光伏驱动电化学处理系统包括顺次连接的：厌氧处理单元，所述厌氧处理单元包括填料型折流板厌氧反应器；絮凝沉淀单元；电化学处理单元；电化学消毒单元；过滤单元；所述厌氧‑光伏驱动电化学处理系统还包括光伏电源驱动单元。由于采用的是可再生光伏能源提供电力，又无需额外投加化学试剂，因而处理成本大大降低；效率高、运行稳定，能较好地克服传统工艺的不足，尤其适合农村分散式小规模养殖场所排放的养殖废水的治理。

Description

一种厌氧-光伏驱动电化学处理系统及处理方法和应用
技术领域
本发明属于地表水污染水体处理技术领域，更具体地，涉及一种厌氧-光伏驱动电化学处理系统及处理方法和应用。
背景技术
随着国民经济的高速发展，人们生活水平的快速提高，对畜禽产品种类、质量和数量的需求也日益提高，为满足人们的需求，各种各类规模的畜禽养殖场纷纷涌现，使得畜禽养殖业由传统的家庭养殖转向集约化规模化养殖发展。然而，规模化的畜禽养殖业给企业带来经济效益的同时，一些企业由于环保设施相对滞后，已给养殖场周边的地表水、地下水、土壤和空气带来严重污染，并严重影响到养殖场周边人们的正常生产生活。而在广大农村，传统的种地经济效益低下，畜禽养殖由于能给农户带来可观的经济收入，现已成为一些农民的主要职业。然而，以农户为单元的分散式养殖是农村主要养殖模式，其规模较小，分布点多，资金投入少，几乎无污染防治设施，因此，畜禽养殖在一些农村已成当地主要的污染源之一，并给当地农村生态环境造成极大的破坏，严重影响新农村建设，也极大阻碍了乡村振兴战略的顺利实施，迫切需要与之相适应的治理方法。
畜禽养殖废水主要由畜禽尿液、冲洗水以及少量生产生活用水组成，其CODCr、BOD5、磷、氮以及SS高，是典型的高浓度有机废水。当前，畜禽养殖废水的处理方法主要有还田利用法、物化处理法、生物处理法、自然生态处理法等。还田利用法是传统的处理方法，直接作为农家肥来使用，然而过量使用会导致地表水、地下水和土壤污染,该法虽投资少、能耗低，但必需严格控制用量。常见的物化处理技术有吸附法、絮凝沉淀法、电化学氧化法、Fenton法等，该法可较快地去除氮、磷、重金属以及有机物，然而运行和维护成本较高，大大阻碍了该法在农村分散式小规模养殖场的使用。生物处理方法主要分为好氧生物处理、厌氧生物处理及其组合处理工艺，虽效果较好，然而受气候影响较大，处理速度慢，维护管理费用高。自然生态处理法是利用天然水体、土壤及其生物作用来净化污水，主要有氧化塘、土地处理系统以及人工湿地等自然处理系统。该法运行与管理费用低、二次污染小等优点，但受气候影响较大，处理速度较慢。此外，单纯采用上述方法都很难达到排放要求，为降低成本，一般将上述工艺进行组合来对养殖场废水进行治理。其中，厌氧生物处理能耗少、成本低，具有较高的有机物负荷能力，也能降解好氧微生物不能降解的有机物，因而在畜禽废水处理中是常用的一个处理单元；絮凝沉淀法能高效快速地去除一些大分子有机物、磷、重金属，也是常见的物化处理单元之一；电化学方法通过使用特殊电极，使水体中的氮在电极表面发生而得以去除，此外还能产生一些强氧化性基团，能氧化一些难降解有机物，在高级水处理中也是常见工艺之一；然而运行成本限制了这些处理单元在农村分散式小规模养殖场的使用。为此探索适合以农户为单元的农村分散式养殖排放污水处理方法也一直是环保工作者关注的焦点。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的以上问题，提出一种能在农村分散式小规模养殖场使用的高效、低成本的处理方法。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种厌氧-光伏驱动电化学处理系统，该厌氧-光伏驱动电化学处理系统包括顺次连接的：
厌氧处理单元，所述厌氧处理单元包括填料型折流板厌氧反应器；
絮凝沉淀单元；
电化学处理单元；
电化学消毒单元；
过滤单元；
所述厌氧-光伏驱动电化学处理系统还包括光伏电源驱动单元。
作为本发明优选的实施方式，所述填料型折流板厌氧反应器通过依次设置的上下挡板分隔为多个工作区间，更优选为5-7个工作区间，每个区间内形成一个向下导流室和一个向上流反应室；
所述向下导流室和向上流反应室沿长度方向的距离比为1:5-7；所述长度方向指的是所述填料型折流板厌氧反应器沿水流水平流向；
填料设置于上流反应室内距池底1/4～1/3反应室高度处，且填料的高度为1/2-1/3反应室高度；所述填料为弹性立体填料或半软性塑料纤维；
上挡板的底部设置有导流板，上挡板与导流板之间的夹角优选为130-140°。
作为本发明优选的实施方式，填料型折流板厌氧反应器的出水口设置一沉淀池，池的外部还设置有内循环流量计和内循环搅拌泵，产生的沼气通过池顶管道集中排出。
填料型折流板厌氧反应器可以看作是多个填料型升流式厌氧污泥床(UASB)的串联，畜禽养殖废水在上下挡板的引导下，上下折流前进，在依次穿过各填料型污泥床层时与微生物充分接触，使水体中的有机物、磷、氮以及SS得以大幅去除，由于混合效果良好，生物量高，其运行稳定、处理效率高、耐冲击负荷能力强。经厌氧处理后的畜禽养殖废水通过光伏水泵，经流量计调节流量后，流入絮凝沉淀单元，以待进一步进行治理。
作为本发明优选的实施方式，所述絮凝沉淀单元包括设置有多个阳极板I、多个阴极板I及多级过滤网框架的絮凝沉淀池，第一个阳极板I紧靠絮凝沉淀池进水口端设置，所述阳极板I和阴极板I交替排列，靠近出水口端方向设置有多级过滤网框架；
根据本发明，实际运行过程中，通常采用两级过滤网框架，主要采用粗、细两种过滤网加工而成的插入型框架。粗过滤网框架通常采用三层250目的尼龙滤网布加工而成；细过滤网框架通常采用三层400目的尼龙滤网布加工而成，使用时其倾斜间距为80～110mm，此外所有过滤网框架均可快速更换，清洗后可循环使用。
通过调节电流，阳极板I原位释放出的金属离子经水解、聚合作用形成多种羟基络合物、多核羟基络合物以及氢氧化物，并以此凝聚、吸附水体中的有机物、氮、磷、SS；同时，电极板产生的气体进一步将凝聚、吸附的污染物絮体气浮到水面，再通过两级过滤框架过滤，从而水体中有机物、磷、氮、SS得以高效去除；此外阳极释放的金属离子也可直接与磷酸盐反应，进一步提高磷的去除效率，经絮凝沉淀单元处理后其所含的磷、SS可达标排放，而有机物和氮仍有超标的可能。
所述电化学处理单元包括设置有多个阳极板II和多个阴极板II的电化学反应池，其中一个阳极板II紧靠电化学反应池进水口端设置，所述阳极板II和阴极板II交替排列；
经絮凝沉淀单元处理后的废水流经电化学反应单元后，依次流过阳极板II、阴极板II，使水体中残留氮在阳极表面发生生成氮气而得以去除，残留有机物也可在电极表面发生反应并进一步去除。
所述电化学消毒单元包括多个阳极板III和多个阴极板III，其中第一个阳极板紧靠电化学反应单元的后部，所述阳极板III和阴极板III交替排列。
经电化学反应单元治理后的污水流进电化学消毒单元后，电化学反应产生的强氧化剂(如O3、H2O2)对污水进行消毒处理，同时所含的少量有机物也可被强氧化剂氧化，使有机物含量进一步降低。
作为本发明优选的实施方式，所述阳极板I采用铝板、铁板或铸铁板金属电极；
所述阳极板II采用Ti/RuO2-IrO2或Ti/RuO2-IrO2-SnO2涂层电极；
所述阳极板III采用Ti/β-PbO2或Ti/SnO2-Sb2O5电极；
所述阴极板I、阴极板II、阴极板III采用石墨电极或钛板电极。
根据本发明，实际运行过程中，在絮凝沉淀单元中，阳极板I紧靠絮凝沉淀池进水口端，插入后再交替插入阴极板I和阳极板I，并保持其平行间距为20～50mm，通过调节滑动变阻器I使阴极板I和阳极板I两电极间的电流密度为20.8～55.5mA/cm2；在电化学反应单元中，阳极板II紧靠电化学反应池进水口端，再以一定间距交替插入阴极板II和阳极板II，并维持其平行间距为15～30mm，通过调节滑动变阻器II使阴极板II和阳极板II两电极间的电流密度为27.7～69.4mA/cm2；在电化学消毒单元中，阳极板III紧靠电化学反应单元的后部，安装后以一定间距交替插入阴极板III和阳极板III，并维持其平行间距为20～40mm，通过调节滑动变阻器III使阴极板III和阳极板III两电极间的电流密度为22.2～57.7mA/cm2。
作为本发明优选的实施方式，所述过滤单元包括过滤池，所述过滤池中设置有由不同粒径范围的滤料分别构成的多个滤料单元，沿水流方向滤料的粒径由大至小设置。
作为本发明优选的实施方式，所述多个滤料单元包括粗滤料单元、中等滤料单元、细滤料单元；
所述粗滤料单元包括粒径为2.5-5mm的石灰石颗粒，能适度调节水体pH值，厚度为250-350mm，空隙率为45-55％；
所述中等滤料单元包括粒径为1.5-3mm的生物碳，厚度为300-400mm，空隙率为52-58％；
所述细滤料单元包括粒径为0.8-1.6mm的生物碳，厚度为250-350mm，空隙率为47-55％。
通过生物碳能进一步吸附、拦截各污染物，也可对电极溶解残留在水中的金属离子进行控制。为便于更换，所有石灰石、生物碳分别放置在滤料盒后再使用。
经上述处理后的污水自流到过滤单元的底部，水体中残留的絮体、SS在流经粗滤料单元、中等滤料单元、细滤料单元时，被上述各层滤料吸附、拦截而进一步得以清除。此外，水体中电极溶解残留的金属离子在流经上述滤料层时因吸附拦截作用而避免了水体中的金属含量超标问题，同时经上述处理后的养殖废水可满足《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)要求。
作为本发明优选的实施方式，所述光伏电源驱动单元包括光伏板组件、光伏控制器、DC-DC模块、蓄电池组、光控开关、滑动变阻器和电流表。
光伏板组件输出直流电压电流受光照条件而波动，为此经DC-DC模块稳压或稳流后向各处理单元供电。为保障夜间和弱光线下该系统能正常工作，采用光伏控制器和蓄电池组将剩余的电能储存起来，并通过光控开关实现蓄电池组在夜间和弱光线下向各处理单元提供电能。
根据本发明，实际运行过程中，所述光伏板组件每组优选由12～20块250W光伏板并联而成，其参数为：工作电压34.9V、工作电流6.0～7.8A；分两路与光伏控制器、DC-DC模块相连。所述光伏控制器主要是保障蓄电池组正常的充放电功能，具有防止蓄电池组过充、过放、开路、过载、防反充，输出短路保护功能；防止太阳能板接反、蓄电池组接反保护功能；均衡充电，温度补偿等功能，其参数为：太阳能板电压≤50V，额定工作电压12/24V，额定工作电流50～60A。所述DC-DC模块主要是将光伏板输出的随光变化的直流电压或电流变成稳定的直流电压或电流，其参数为：输入电压7～36V，输出电压2～30V，输出电流0～8A。所述蓄电池组由6～10只容量为12V、200～250AH的免维护铅酸电池串并联构成，主要是将剩余电能储存起来，实现夜间和弱光线下向处理单元供电。所述光控开关具有：在强光时，自动切断蓄电池组向处理单元供电；而夜间和弱光线(低于80～130W/m2)下，光伏板不能通过DC-DC模块向处理单元提供能量时自动恢复蓄电池组提供电能；其参数为：工作电压24V，额定电流10～20A。
作为本发明优选的实施方式，为操作方便，所述光伏电源驱动单元包括光伏电源驱动系统Ⅰ和光伏电源驱动系统Ⅱ，分别向絮凝沉淀单元、电化学处理单元供电。
本发明的第二方面提供所述的厌氧-光伏驱动电化学处理系统的处理方法，该处理方法包括：
在填料型折流板厌氧反应器内接种污泥后，将废水依次通过厌氧处理单元、絮凝沉淀单元、电化学处理单元、电化学消毒单元、过滤单元，水力停留时间为5～8d，容积负荷为9～12kg CODCr/(m3·d)。
本方法通过厌氧处理单元、絮凝沉淀单元、电化学处理单元、电化学消毒单元和过滤单元，实现对废水中尤其是畜禽养殖废水中的有机物、磷、氮以及SS高效去除；运行时既不需额外添加化学物质，也较少使用化石能源，运行成本极低。
本发明的第三方面提供所述的厌氧-光伏驱动电化学处理系统在处理畜禽养殖废水中的应用，尤其适合农村分散式小规模养殖场畜禽养殖废水的治理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)由于采用的是可再生光伏能源提供电力，又无需额外投加化学试剂，因而处理成本大大降低；效率高、运行稳定，能较好地克服传统工艺的不足，尤其适合农村分散式小规模养殖场所排放的养殖废水的治理；
2)填料型折流板厌氧反应器的使用，由于混合效果良好，生物量高，使水体中的有机物、氮、磷以及SS得以大幅去除，且运行稳定、处理效率高、耐冲击负荷能力强，能耗更低；在絮凝沉淀单元中，电极溶解形成的金属离子原位产生且能源源不断地向污水中释放，金属离子利用效率高，产生的污泥少；在电化学反应单元中，进一步将氮转化为氮气，残余有机物也可在电极表面发生反应而进一步去除，且无污泥产生；在电化学消毒单元中，除对污水进行消毒处理外，残余的少量有机物也可被强氧化剂氧化，使有机物含量进一步降低；
3)蓄电池组白天充电与夜间或弱光线时对外供电均自动进行；电极材料和过滤框架采用插入式安装，可快速装卸；过滤框架冲洗后可循环使用；过滤材料采用模块化装卸，使得操作运行维护非常方便；
4)石灰石、生物碳滤料的使用，较好避免有机物、氮、磷、SS去除后水体中的金属离子含量超标和水体pH值显著变化。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的厌氧-光伏驱动电化学方法处理系统示意图。
附图标记说明：1-沼气导出口，2-污水进水口，3-填料型折流板厌氧反应器，4-填料型折流板厌氧反应器出水口，5-光伏水泵，6-流量计，7-蓄电池组I，8-光伏控制器I，9-光伏板组件I，10-光控开关I，11-DC-DC模块I，12-滑动变阻器I，13-电流表I，14-粗过滤网框架，15-细过滤网框架，16-絮凝沉淀池出水口，17-滑动变阻器II，18-电流表II，19-DC-DC模块II，20-光伏板组件II，21-光伏控制器II，22-蓄电池组II，23-光控开关II，24-滑动电阻器III，25-电流表III，26-电化学反应池出水口，27-过滤池，28-过滤池出水口，29-细滤料单元，30-中等滤料单元，31-粗滤料单元，32-过滤池清洗排水口，33-过滤池进水口，34-电化学反应池清洗排水口，35-阴极板III，36-阳极板III，37-阳极板II，38-电化学反应池，39-阴极板II，40-电化学反应池进水口，41-絮凝沉淀池清洗排水口，42-阳极板I，43-絮凝沉淀池，44-阴极板I，45-絮凝沉淀池进水口，46-浮动式进水口，47-内循环搅拌泵，48-内循环流量计，49-填料。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1：
本实施例提供一种基于厌氧-光伏驱动电化学处理系统处理新农村畜禽养殖废水处理方法，首先在实验室构建一套基于厌氧-光伏驱动电化学方法处理新农村畜禽养殖废水处理设施。
如图1所示，该厌氧-光伏驱动电化学处理系统主要包括厌氧处理单元、絮凝沉淀单元、电化学反应单元、电化学消毒单元、过滤单元以及光伏电源驱动单元等。其中，厌氧处理单元采用填料型折流板厌氧反应器3，其后带一沉淀池；絮凝沉淀单元主要由絮凝沉淀池43内的阴极板I 44、阳极板I 42和两级过滤框架(粗过滤网框架14和细过滤网框架15)组成；电化学反应单元主要由电化学反应池38内的阴极板II 39、阳极板II 37组成；电化学消毒单元主要由电化学反应池38内的阴极板III 35、阳极板III 36组成；过滤单元主要由过滤池27内自下而上放置的粗滤料单元31、中等滤料单元30和细滤料单元29构成；光伏电源驱动单元由光伏板组件I 9(或光伏板组件II20)、光伏控制器I 8(或光伏控制器II 21)、DC-DC模块I 11(或DC-DC模块II 19)、蓄电池组I 7(或蓄电池组II 22)、光控开关I 10(或光控开关II 23)、滑动变阻器I 12(或滑动变阻器II 17和滑动变阻器III 24)和电流表I13(或电流表II 18和电流表III 25)构成，共有两套电源使用。具体操作步骤如下：
(1)填料型折流板厌氧反应器启动与运行：填料型折流板厌氧反应器3通过上下挡板分隔成5～7个工作区间，并在每个区间内形成一向下导流室和一向上流反应室，且两室沿长度方向的距离比为1:5～1:7，同时在上流反应室内距池底1/4～1/3水深处填充半软性塑料纤维或弹性立体填料49，且填料高为1/2～1/3水深，此外，上挡板的底部设置与上挡板呈135°的导流板，污水还可通过内循环流量计48和内循环搅拌泵47适度搅拌。通过污泥接种并逐步调试，使其在水力停留时间HRT为5～8d，容积负荷9～12kg CODCr/(m3·d)时，其COD和BOD的去除率在75～80％以上，此后转入正式运行阶段。通过调节污水进水口2流量，将养殖场产生的废水注入到填料型折流板厌氧反应器3中，且使上流反应室的水流速度为0.3mm/s～0.7mm/s。废气从沼气导出口1排出，污水经填料型折流板厌氧反应器3处理后，使水体中的有机物、氮、磷以及SS得以大幅去除，并流入其后的沉淀池中，待进一步处理。
(2)絮凝沉淀单元的预备：在絮凝沉淀池43内，紧靠絮凝沉淀池进水口45一侧插入阳极板I 42，再交替平行插入阴极板I 44和阳极板I 42，使相邻极板的水平间距为20～50mm；在最后1块阴极板I 44的下游依次倾斜插入粗过滤网框架14和细过滤网框架15，并保证其倾斜间距为80～110mm。其中，阴极板I 44采用石墨电极，阳极板I 42采用铝板电极；粗过滤网框架采用三层250目的尼龙滤网布加工而成；细过滤网框架采用三层400目的尼龙滤网布加工而成。在完成上述各工作后，调整好絮凝沉淀池出水口16和絮凝沉淀池进水口45，并通过软管依次将絮凝沉淀池进水口45、流量计6、光伏水泵5、填料型折流板厌氧反应器出水口4以及浮动式进水口46相连，絮凝沉淀单元靠近电化学反应单元的一侧还设置有絮凝沉淀池清洗排水口41。
(3)电化学反应单元的预备：在电化学反应池38内，靠近电化学反应池进水口40的一侧插入阳极板II 37，再交替平行插入阴极板II 39和阳极板II 37，使相邻极板的水平间距为15～30mm。其中，阴极板II 39采用石墨电极，阳极板II 37采用Ti/RuO2-IrO2-SnO2涂层电极。
(4)电化学消毒单元的预备：在电化学反应池38内，靠近最后一块阴极板II 39的一侧插入阳极板III 36，再交替平行插入阴极板III 35和阳极板III 36，使相邻极板的水平间距为20～40mm。其中，阴极板III 35采用石墨电极，阳极板III 36采用Ti/β-PbO2电极。在完成(3)、(4)中各工作后，调整好电化学反应池出水口26和电化学反应池清洗排水口34，并通过软管将絮凝沉淀池出水口16和电化学反应池进水口40相连。
(5)过滤单元的预备：在过滤池27的底部自下而上依次放置的粗滤料单元31、中等滤料单元30和细滤料单元29。其中，粗滤料单元31中装有粒径为2.5～5mm的石灰石颗粒，厚度为250～350mm，空隙率为45～55％；中等滤料单元30中装有粒径为1.5～3mm的生物碳颗粒，厚度为300～400mm，空隙率为52～58％；细滤料单元29中则装有粒径为0.8～1.6mm的生物碳颗粒，厚度为250～350mm，其空隙率为47～55％。在上述滤料放置完毕后，调整好过滤池出水口28和过滤池清洗排水口32，并通过软管将电化学反应池出水口26和过滤池进水口33相连。
(6)絮凝沉淀池中光伏电源驱动单元的预连线：12～20块250W光伏板并联而成的光伏板组件I 9向絮凝沉淀池43提供能量，光伏板组件I 9并联后，如如图1所示，分两路连线，一路先将DC-DC模块I 11的输入端正、负极与光伏板组件I 9并联后的正、负极相连，然后将DC-DC模块I 11的输出端负极依次与滑动变阻器I 12、电流表I 13串联后再与阴极板I44相连，而输出端正极暂时与阳极板I 42断开；另一路则先将光伏控制器I 8的输入端与光伏板组件I 9并联后的正、负极相连，再将容量为12V、200～250AH的免维护铅酸电池正、负极端两两串联后再并联，并将并联后的蓄电池组I 7正、负极分别与光伏控制器I 8输出端和光控开关I 10输入端的正、负极相连，其后光控开关I 10输出端的负极经滑动变阻器I12、电流表I 13串联后也与阴极板I 44相连，而光控开关I 10输出端正极则暂时与阳极板I42断开。
(7)电化学反应池中光伏电源驱动单元的预连线：12～20块250W光伏板并联而成的光伏板组件II 20向电化学反应池38提供能量，光伏板组件并联后，如如图1所示，分两路连线，一路先将DC-DC模块II 19的输入端正、负极与光伏板组件II 20并联后的正、负极相连，然后将DC-DC模块II 19的输出端负极依次与滑动变阻器II 17、电流表II 18串联后再与阴极板II 39相连，而输出端正极暂时与阳极板II 37断开；此外，DC-DC模块II 19的输出端负极还同时与滑动变阻器III 24、电流表III 25串联后再与阴极板III 35相连，而输出端正极也暂时与阳极板III 36断开；另一路则先将光伏控制器II 21的输入端与光伏板组件II 20并联后的正、负极相连，再将容量为12V、200～250AH的免维护铅酸电池正、负极端两两串联后再并联，并将并联后的蓄电池组II 22正、负极分别与光伏控制器II 21输出端和光控开关II 23输入端的正、负极相连，其后光控开关II 23输出端的负极一方面经滑动变阻器II 17、电流表II 18串联后再与阴极板II 39相连，另一方面经滑动变阻器III 24、电流表III 25串联后也与阴极板III 35相连，而光控开关II 23输出端的正极暂时与阳极板II 37、阳极板III 36断开。
(8)农村分散式养猪废水的处理：在前面7个步骤完成后，将光伏板组件I 9和II20放置在室外一定光强的太阳光下，打开光伏水泵5开关，让经折流板厌氧反应器3处理过的养殖规模为100～150头的小型养猪户产生的废水依次流过絮凝沉淀池43、电化学反应池38、过滤池27，待过滤池出水口28出水十分钟后，将步骤(6)、(7)中已断开的DC-DC模块I 11和II 19的输出端正极、光控开关I 10和II 23输出端正极同时与阳极板I 42、阳极板II 37和阳极板III 36接上，调节流量为1.5～2.0L/min，并开始计时。此后调节滑动变阻器I 12，使阴极板I 44和阳极板I 42间的电流密度为20.8～55.5mA/cm2；调节滑动变阻器II 17，使阴极板II 39和阳极板II 37间的电流密度为27.7～69.4mA/cm2；调节滑动变阻器III 24，使阴极板III 35和阳极板III 36间的电流密度为22.2～57.7mA/cm2；在150min后，对处理后的污水进行采样，并用钠氏试剂比色法测定其NH3-N的含量，钼酸铵分光光度法测定总磷含量，重铬酸钾法测定CODCr浓度，稀释与接种法测定BOD5，重量法测量SS，粪大肠菌群数采用多管发酵法测量。其结果如表1。
表1处理前后水质参数变化情况
从实施例1的结果可以看出：养殖规模为100～150头的小型养猪户，其产生的粪便定期人工清除后再用水冲洗所产生的废水，150min后，经本方法处理后，处理效果明显，各项排放指标均达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)要求。
实施例2：
本实施例中的(1)～(7)步与实施例1中的(1)～(7)相同；不同之处在于：
(8)农村分散式养鸡废水的处理：在前面7个步骤完成后，将光伏板组件I 9和II20放置在室外一定光强的太阳光下，打开光伏水泵5开关，让经折流板厌氧反应器3处理过的养殖规模为2000～3000羽的养鸡户产生的废水依次流过絮凝沉淀池43、电化学反应池38、过滤池27，待过滤池出水口28出水十分钟后，将步骤(6)、(7)中已断开的DC-DC模块I 11和II 19的输出端正极、光控开关I 10和II 23输出端正极同时与阳极板I 42、阳极板II 37和阳极板III 36接上，调节流量为1.0～1.5L/min，并开始计时。此后调节滑动变阻器I 12，使阴极板I 44和阳极板I 42间的电流密度为20.8～55.5mA/cm2；调节滑动变阻器II 17，使阴极板II 39和阳极板II 37间的电流密度为27.7～69.4mA/cm2；调节滑动变阻器III 24，使阴极板III 35和阳极板III 36间的电流密度为22.2～57.7mA/cm2；在150min后，对处理后的污水进行采样，并用钠氏试剂比色法测定其NH3-N的含量，钼酸铵分光光度法测定总磷含量，重铬酸钾法测定CODCr浓度，稀释与接种法测定BOD5，重量法测量SS，粪大肠菌群数采用多管发酵法测量。其结果如表2。
表2处理前后水质参数变化情况
从实施例2的结果可以看出：对于养殖规模为2000～3000羽的养鸡户，采用水冲粪工艺所产生的废水，150min后，经本方法处理后，处理效果明显，各项排放指标均达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)要求。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种厌氧-光伏驱动电化学处理系统，其特征在于，该厌氧-光伏驱动电化学处理系统包括顺次连接的：
厌氧处理单元，所述厌氧处理单元包括填料型折流板厌氧反应器；
絮凝沉淀单元；
电化学处理单元；
电化学消毒单元；
过滤单元；
所述厌氧-光伏驱动电化学处理系统还包括光伏电源驱动单元。
2.根据权利要求1所述的厌氧-光伏驱动电化学处理系统，其中，所述填料型折流板厌氧反应器通过依次设置的上下挡板分隔为多个工作区间，每个区间内形成一个向下导流室和一个向上流反应室；
所述向下导流室和向上流反应室沿长度方向的距离比为1:5-7；
填料设置于上流反应室内距池底1/4～1/3反应室高度处，且填料的高度为1/2-1/3反应室高度；所述填料为弹性立体填料或半软性塑料纤维；
上挡板的底部设置有导流板。
3.根据权利要求1所述的厌氧-光伏驱动电化学处理系统，其中，所述絮凝沉淀单元包括设置有多个阳极板I、多个阴极板I及多级过滤网框架的絮凝沉淀池，第一个阳极板I紧靠絮凝沉淀池进水口端设置，所述阳极板I和阴极板I交替排列，靠近出水口端方向设置有多级过滤网框架；
所述电化学处理单元包括设置有多个阳极板II和多个阴极板II的电化学反应池，其中一个阳极板II紧靠电化学反应池进水口端设置，所述阳极板II和阴极板II交替排列；
所述电化学消毒单元包括多个阳极板III和多个阴极板III，其中第一个阳极板紧靠电化学反应单元的后部，所述阳极板III和阴极板III交替排列。
4.根据权利要求3所述的厌氧-光伏驱动电化学处理系统，其中，所述阳极板I采用铝板、铁板或铸铁板金属电极；
所述阳极板II采用Ti/RuO2-IrO2或Ti/RuO2-IrO2-SnO2涂层电极；
所述阳极板III采用Ti/β-PbO2或Ti/SnO2-Sb2O5电极；
所述阴极板I、阴极板II、阴极板III采用石墨电极或钛板电极。
5.根据权利要求1所述的厌氧-光伏驱动电化学处理系统，其中，所述过滤单元包括过滤池，所述过滤池中设置有由不同粒径范围的滤料分别构成的多个滤料单元，沿水流方向滤料的粒径由大至小设置。
6.根据权利要求5所述的厌氧-光伏驱动电化学处理系统，其中，所述多个滤料单元包括粗滤料单元、中等滤料单元、细滤料单元；
所述粗滤料单元包括粒径为2.5-5mm的石灰石颗粒，厚度为250-350mm，空隙率为45-55％；
所述中等滤料单元包括粒径为1.5-3mm的生物碳，厚度为300-400mm，空隙率为52-58％；
所述细滤料单元包括粒径为0.8-1.6mm的生物碳，厚度为250-350mm，空隙率为47-55％。
7.根据权利要求1所述的厌氧-光伏驱动电化学处理系统，其中，所述光伏电源驱动单元包括光伏板组件、光伏控制器、DC-DC模块、蓄电池组、光控开关、滑动变阻器和电流表。
8.根据权利要求7所述的厌氧-光伏驱动电化学处理系统，其中，所述光伏电源驱动单元包括光伏电源驱动系统Ⅰ和光伏电源驱动系统Ⅱ，分别向絮凝沉淀单元、电化学处理单元供电。
9.采用权利要求1-8中任意一项所述的厌氧-光伏驱动电化学处理系统的处理方法，其特征在于，该处理方法包括：
在填料型折流板厌氧反应器内接种污泥后，将废水依次通过厌氧处理单元、絮凝沉淀单元、电化学处理单元、电化学消毒单元、过滤单元，水力停留时间为5～8d，容积负荷为9～12kg CODCr/(m3·d)。
10.权利要求1-8中任意一项所述的厌氧-光伏驱动电化学处理系统在处理畜禽养殖废水中的应用。
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