CN213596101U - 一种耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，包括电催化处理单元和微藻处理单元；所述电催化处理单元包括电催化反应器，所述电催化反应器内设有阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板分别与电催化电源的正极和负极连接；所述微藻处理单元包括设置在所述电催化反应器下游且透明的光生物反应器，所述光生物反应器内种植有微藻并通过管道与所述电催化反应器的排液口连通。该处理系统可以弥补电催化氧化处理污水过程中对于营养元素处理不稳定性的问题。

Description

一种耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，尤其涉及一种耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统。

背景技术

随着社会与经济的发展，人类的生产活动也日益频繁，与此同时产生的生活废水与工业废水也随之增多。如果排放过量污水或处理不当直接排入河流，则会使周边环境与河流下游居民区的水资源受到严重的污染。如果人、牲畜和其他动物摄入过多的受到污染的水，则会造成严重的疾病，甚至死亡。

工业废水的种类繁多。例如，电解盐工业废水中的汞元素浓度很高；重金属冶炼工业废水具有很高浓度的铅、镉离子；电镀工业废水中含氰化物与铬离子浓度较高；石油炼制工业废水中含有的高浓度的酚。由于工业废水种类繁多，其组分十分复杂并含有多种有毒物质，影响人类健康。因此，工业污水需要综合处理与利用方可排放。

电催化氧化技术是通过在反应过程中产生羟基自由基对有机污染物进行不断地进攻，使其降解为二氧化碳、水和其他小分子有机物。但是电催化氧化技术在处理氮磷方面上并不稳定，大部分电催化氧化体系无法同时兼备氮磷的高去除效果。

综上，现有电催化氧化技术在处理污水的过程中存在营养元素处理不稳定性的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，该处理系统可以弥补电催化氧化处理污水过程中对于营养元素处理不稳定性的问题。

为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

一种耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，包括电催化处理单元和微藻处理单元；

所述电催化处理单元包括电催化反应器，所述电催化反应器内设有阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板分别与电催化电源的正极和负极连接；

所述微藻处理单元包括设置在所述电催化反应器下游且透明的光生物反应器，所述光生物反应器内种植有微藻并通过管道与所述电催化反应器的排液口连通。

具体的，还包括曝气系统，所述曝气系统包括设置于所述光生物反应器内的第一曝气器以及设置于所述光生物反应器外并通过曝气管与所述第一曝气器连接的气泵。

具体的，所述曝气系统还包括设置于所述电催化反应器内的第二曝气器，所述第二曝气器通过所述曝气管与所述气泵连接。

具体的，所述曝气管上设有流量计和调节阀。

具体的，所述光生物反应器内设有吸附阳极和吸附阴极，所述吸附阳极和吸附阴极分别与吸附电源的正极和负极连接。

具体的，所述阳极板和阴极板在所述电催化反应器内竖直交替设置多组。

具体的，所述吸附阳极板和吸附阴极板在所述光生物反应器内竖直交替设置多组，形成类似于气升式反应器。

具体的，所述电催化反应器的顶部敞开设置，所述排液口设置在所述电催化反应器的底部，所述管道上设有二级进液阀。

具体的，所述电催化反应器的顶端侧部设有一级进液阀。

具体的，所述光生物反应器的顶部敞开设置，底部设有排液阀门。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果在于：

该处理系统包括电催化和微藻处理两个处理单元，污水首先在电催化反应器内进行电催化处理，可沉淀大部分的重金属离子与磷元素，与此同时也氧化分解了大部分的有机污染物，电催化处理后的污水直接进入光生物反应器内，光生物反应器内种植的微藻在污水中发生生化反应，吸收大量的氮磷等营养元素和部分金属元素，从而使得出水的富营养化风险大幅度降低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统的结构示意图；

其中：1-电催化反应器；2-电催化反应器；3-阴极板；4-电催化电源；5-光生物反应器；6-管道；7-第一曝气器；8-第二曝气器；9-曝气管；10-气泵；11-流量计；12-调节阀；13-吸附阳极；14-吸附阴极；15-吸附电源；16-排液阀门；17-二级进液阀；18-一级进液阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，一种耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，包括电催化处理单元、微藻处理单元和曝气系统；其中，

电催化处理单元包括电催化反应器1，电催化反应器1内设有阳极板2和阴极板3，阳极板2和阴极板3分别与电催化电源4的正极和负极连接，微藻处理单元包括透明的光生物反应器5，光生物反应器5内种植有微藻并通过管道6与电催化反应器1的排液口连通，光生物反应器5设置在电催化反应器1下游，经过电催化反应器1处理后的废水可以自动流动至光生物反应器5内。曝气系统包括设置于光生物反应器5内的第一曝气器7、设置于电催化反应器1内的第二曝气器8以及设置于污水处理系统外并通过曝气管9与第一曝气器7和第二曝气器8连接的气泵10，在曝气管9上设有流量计11和调节阀12。其中，第一曝气器7和第二曝气器8可以采用陶瓷曝气器。

利用本申请实施例处理系统处理污水时，污水首先进入电催化反应器1内，电催化反应器1底部装有第一曝气器7，通过控制流量计11、调节阀12与气泵10，为电催化反应器1内部提供合理的曝气环境，使电催化反应器1能充分电解污水，可沉淀大部分的重金属离子与磷元素，与此同时也氧化分解了大部分的有机污染物，这使得处理过后的工业废水可进一步地进行微藻生化处理，电催化处理后的污水直接进入光生物反应器5内，光生物反应器5处于曝气环境，并暴露在阳光下，光生物反应器5内的微藻可在污水中进行生化反应，吸收大量的氮磷元素等营养元素和部分金属元素，从而使得出水的富营养化风险大幅度降低。

参见图1，在实际设计中，在光生物反应器5内设有吸附阳极13和吸附阴极14，吸附阳极13和吸附阴极14分别与吸附电源15的正极和负极连接。

在本申请实施例中，当微藻生长到一定程度时，将一部分含有微藻的废水进行储存，剩余的废水通过光生物反应器5内部的几组阴阳极板，通入直流电进行阳极吸附与气浮收集；完成气浮与阳极吸附的步骤后，可打开光生物反应器5的排液阀门16，将深度处理过的废水直接排出；深度处理过的废水排出后，关上光生物反应器5的排液阀门16，将吸附在阳极的微藻进行回收，并将储存的带有微藻的废水重新倒入光生物反应器5用作下一轮处理。

参见图1，具体的，为提高处理效率，阳极板2和阴极板3在电催化反应器1内竖直交替设置多组，吸附阳极13和吸附阴极14在光生物反应器5内竖直交替设置多组。

参见图1，在实际应用中，电催化反应器1的顶部直接敞开设置，光生物反应器5的顶部也直接敞开设置，排液口直接设置在电催化反应器1的底部，在连接电催化反应器1和光生物反应器5的管道6上设有二级进液阀17，通过二级进液阀17可以调节进入光生物反应器5内的废水的流量，电催化反应器1的顶端侧部设有一级进液阀18，通过一级进液阀18可以调节进入电催化反应器1内废水的流量，排液阀门16则直接设置在光生物反应器5的底部，经过二级处理后的废水可以通过排液阀门16排出。

利用本申请实施例污水处理系统处理污水的过程如下：

打开一级进液阀18和调节阀12，并关闭二级进液阀17和排液阀门16，使工业废水和藻液分别进入电催化反应器1和光生物反应器5，且两者通过装在设备底部的曝气器进行曝气。

然后，关闭一级进液阀18，电催化电源4为电催化处理单元提供电解环境使工业污水进行降解。

随后，打开二级进液阀17，使经过电催化的污水自然流进光生物反应器5中并与藻液混合，打开一级进液阀18，并关闭二级进液阀17，使下一批工业污水进入电催化处理单元。

在自然光与曝气的环境下，经过一段时间的微藻生化处理，打开排液阀门16，将一部分含有微藻的废水进行收集。

关闭排液阀门16，吸附电源15为光生物反应器5提供电场，将剩余污水中的微藻进行阳极吸附以及气浮收获，其中，吸附电源15与电催化电源4均为直流电源。

打开排液阀门16，将生化处理完毕的废水直接排出，并将吸附在阳极的微藻进行回收，再将收集的含藻废水重新倒入光生物反应器5。

关闭排液阀门16，打开二级进液阀17，将已经完成电催化处理的污水进入下一批微藻生化处理，如此循环操作。

与现有技术相比，本申请实施例具有以下优势：1)该体系可弥补电催化氧化技术对于营养元素处理的不稳定性；2)由于该体系拥有电催化以及微藻生化处理的两级处理步骤，因此最终的出水的污染物浓度水平是十分低的；3)在微藻生化过程中所收集的微藻具有一定的经济效应，例如可以用于重金属回收与脂质回收；4)该体系可连续操作，使其处理效率一直处于高水平。

上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，其特征在于：包括电催化处理单元和微藻处理单元；

所述电催化处理单元包括电催化反应器，所述电催化反应器内设有阳极板和阴极板，所述阳极板和阴极板分别与电催化电源的正极和负极连接；

所述微藻处理单元包括设置在所述电催化反应器下游且透明的光生物反应器，所述光生物反应器内种植有微藻并通过管道与所述电催化反应器的排液口连通。

2.根据权利要求1所述的耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，其特征在于：还包括曝气系统，所述曝气系统包括设置于所述光生物反应器内的第一曝气器以及设置于所述光生物反应器外并通过曝气管与所述第一曝气器连接的气泵。

3.根据权利要求2所述的耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，其特征在于：所述曝气系统还包括设置于所述电催化反应器内的第二曝气器，所述第二曝气器通过所述曝气管与所述气泵连接。

4.根据权利要求3所述的耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，其特征在于：所述曝气管上设有流量计和调节阀。

5.根据权利要求1-4任一项所述的耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，其特征在于：所述光生物反应器内设有吸附阳极和吸附阴极，所述吸附阳极和吸附阴极分别与吸附电源的正极和负极连接。

6.根据权利要求5所述的耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，其特征在于：所述阳极板和阴极板在所述电催化反应器内竖直交替设置多组。

7.根据权利要求5所述的耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，其特征在于：所述吸附阳极和吸附阴极在所述光生物反应器内竖直交替设置多组。

8.根据权利要求5所述的耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，其特征在于：所述电催化反应器的顶部敞开设置，所述排液口设置在所述电催化反应器的底部，所述管道上设有二级进液阀。

9.根据权利要求8所述的耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，其特征在于：所述电催化反应器的顶端侧部设有一级进液阀。

10.根据权利要求5所述的耦合微藻净化和电催化氧化的污水处理系统，其特征在于：所述光生物反应器的顶部敞开设置，底部设有排液阀门。

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