[發明專利]一種生物/光電/太陽能耦合污水處理一體化裝置

在審

• 申請號: 202110620160.6
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113402111A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 朱麗楠;古瑾寧;萬小坤;程昊;白志宇;劉桂芳;官滌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;H02J7/35
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 王芳

1.一種生物/光電/太陽能耦合污水處理一體化裝置，其特征在于，該裝置包括生物處理單元1、沉淀處理單元2和光電催化單元3；所述的生物處理單元1位于沉淀處理單元2一側；光電催化單元3位于沉淀處理單元2的另一側，且光電催化單元3傾斜放置，傾斜角度為25°～40°，光電催化單元3與沉淀處理單元2之間圍成的空隙為裝置收納單元；

所述的光電催化單元3包括反應水箱11和太陽能電池板12，反應水箱11為高硼硅玻璃材質，太陽能電池板12緊貼反應水箱的一側面，且保證太陽光透過反應水箱11照射到太陽能電池板12上，反應水箱11內設置至少一對光電催化電極對，電極對的陰極和陽極交錯放置；

污水首先進入生物處理單元1，經過處理后的污水進入沉淀處理單元2內分離為污泥和澄清液，澄清液進入光電反應單元3進行光電催化氧化處理，處理后的水經光電單元出水口排出，同時陽光透過光電催化反應水箱照射在太陽能電池板上產生電能，為整個裝置運行提供電能。

2.根據權利要求1所述的一種生物/光電/太陽能耦合污水處理一體化裝置，其特征在于，所述的生物處理單元1為立體A²O處理單元，由下至上依次為厭氧池4、缺氧池5和好氧池6，所述的厭氧池4、缺氧池5和好氧池6的下方均開有污水流入口，厭氧池4、缺氧池5和好氧池6的上方均開有污水流出口，厭氧池4的污水流出口與缺氧池5的污水流入口通過導管連通，缺氧池5的污水流出口與好氧池6的污水流入口通過導管連通，污水從厭氧池4下方的污水流入口進入生物處理單元1，流經缺氧池5后從好氧池6上方的污水流出口流入沉淀處理單元2。

3.根據權利要求2所述的一種生物/光電/太陽能耦合污水處理一體化裝置，其特征在于，所述的厭氧池4與缺氧池5內部設有攪拌機，所述的好氧池6底部設有曝氣管。

4.根據權利要求1所述的一種生物/光電/太陽能耦合污水處理一體化裝置，其特征在于，所述的沉淀處理單元2包括池體7和其內部放置的倒四棱錐8，倒四棱錐8位于池體7的下方，倒四棱錐8的最低端與污泥回流管9一端連通，污泥回流管9的另一端與厭氧池4的污泥進入口10連通；在池體7的上方開有污水流出口，并且在池體7上位于倒四棱錐8的上方還開有污水進入口，經過生物處理單元1處理后的污水通過污水進入口流入沉淀處理單元2的池體7內，經過倒四棱錐8沉積的下層污泥通過污泥回流管9回流至厭氧池4內，上層的澄清液通過污水流出口流入光電催化單元3。

5.根據權利要求1所述的一種生物/光電/太陽能耦合污水處理一體化裝置，其特征在于，所述的反應水箱11的下方開有澄清液流入口，反應水箱11的上方開有出水口。

6.根據權利要求1所述的一種生物/光電/太陽能耦合污水處理一體化裝置，其特征在于，所述的電極對的陰極為石墨電極板，所述的陽極為Ag/TiO₂、Mn/TiO₂、Fe/TiO₂、CdS/PbS/TiO₂或N/F/TiO₂極板。

7.根據權利要求6所述的一種生物/光電/太陽能耦合污水處理一體化裝置，其特征在于，所述的電極對的陰極板和陽極板的一端均通過亞克力材質底座與反應水箱11相連，陽極板通過底座與反應水箱11底部相連，陰極板通過底座與反應水箱11頂部相連，陰極板和陽極板未固定的另一端均與反應水箱11保持10～20cm空間，相鄰的陰極板和陽極板間的距離為2～7cm。

8.根據權利要求6所述的一種生物/光電/太陽能耦合污水處理一體化裝置，其特征在于，所述的陰極板和陽極板施加1～5mA/cm²的恒定電流。

9.根據權利要求7所述的一種生物/光電/太陽能耦合污水處理一體化裝置，其特征在于，所述的澄清液在陰極板和陽極板板之間蛇形流動，水力停留時間為2～3h。

10.根據權利要求1所述的一種生物/光電/太陽能耦合污水處理一體化裝置，其特征在于，所述的太陽能電池板12為單晶硅太陽能電池板，發電效率為100～200W/㎡，太陽能電池板12的下方設有保溫隔熱層，太陽能電池板12與蓄電池連接，蓄電池位于裝置收納單元內，蓄電池為整個裝置的運行提供電能。