[发明专利]一种光伏驱动电化学处理系统及其处理方法和应用

说明书

本发明公开了一种光伏驱动电化学处理系统及其处理方法和应用。该光伏驱动电化学处理系统包括顺次连接的：电化学处理单元I；过滤单元；电化学处理单元II；所述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，能在短时间内改善水质，较好地克服了传统物理化学法和生物生态法的不足，非常适合微污染景观水体的治理。

技术领域

本发明属于地表水微污染水体处理技术领域，更具体地，涉及一种光伏驱动电化学处理系统及其处理方法和应用。

背景技术

景观水体由于风景优美、景色迷人而成为城镇居民休闲和娱乐的重要场所，常包括天然湖泊、河道以及人为建造的湖泊、喷泉、瀑布、水库、观赏水池或池塘、景观河道或护城河等，它们大多为封闭或半封闭的静止或缓慢流动的水体，其具有水域面积小、水位低、水量少、水环境容量小、易污染、水体自净能力差等特点。由于该水体常接纳地表降水和城镇生活污水，此外又不能与其它水体循环，使得污染物不断累积，特别是营养元素氮、磷的累积，极易造成水体富营养化，甚至导致藻类滋生，水体恶臭，水生生物减少，严重影响周边城镇居民的生活质量与环境质量。因此，必须严格控制景观水体中污染物质的含量，特别是营养元素氮、磷的含量，以改善景观水体质量，共建我们美好家园。

当前，对于景观水体的治理思路主要是去除水体中的氮、磷，进而控制藻类滋生。目前，主要采用物理化学法和生物生态法来控制景观水中的氮、磷含量。常见的物理化学方法有补水换水法、曝气充氧法、底泥疏浚法、絮凝气浮法、混凝沉淀法、除藻灭藻法、电化学法和吸附法等；常见的生物生态法有生物接触氧化、膜生物反应器、微生物净化技术、曝气生物滤池、植物浮床、人工湿地等。其中，生物生态法去除效果好，运行费用低、无二次污染等优点，是目前治理景观水体中最为有效的方法之一，然而效率低，受气候影响较大；物理化学法则效率高、运行稳定，能在短期时间改善水质，然而运行成本限制了该法的广泛使用。混凝沉淀法，通过一次性或分批投加混凝剂来实现对氮、磷的去除，然而该法排放污泥量大，药剂利用率低，使用成本高。电化学工艺中的电絮凝法，虽然能实现药剂的连续投加，产生的污泥量小，药剂利用率高，但在同时治理氮、磷时脱氮效果略差，而电化学氧化或还原法则脱氮效果较好，可对磷的治理又显不足，此外，由于能耗较高而导致运行成本过高，因而限制了两工艺的广泛使用。为此探索适合微污染景观水体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常见的物理化学法和生物生态法在治理景观水体时的不足而提出的高效、成本低的处理方法。本方法通过两处理单元和一过滤单元，实现对藻类、氮、磷高效去除，也不对水体产生二次污染；运行时既不需额外物质添加，也不使用化石能源，运行成本极低，非常适合景观水体的治理。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种光伏驱动电化学处理系统，该光伏驱动电化学处理系统包括顺次连接的：

电化学处理单元I；

过滤单元；

电化学处理单元II；

所述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，所述电化学处理单元I设置有多个阳极板I、多个阴极板I及多级过滤网框架，第一个阳极板I紧靠电化学反应器I进水口端，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。

作为本发明优选的实施方式，所述阴极板I采用石墨或钛板电极；所述阳极板I采用铝板、铁板或铸铁板金属电极。

作为本发明优选的实施方式，所述多级过滤框架，通常采用粗、细两种过滤网加工而成的倾斜插入型框架。实际操作过程中，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。过滤网框架均可快速更换，冲洗后可循环使用，使用时其间距为60～100mm。