[发明专利]高盐含聚废水的光电催化/芬顿耦合处理系统及处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及高盐含聚废水处理技术领域，具体涉及一种高盐含聚废水的光电催化/芬顿耦合处理系统及其深度处理方法。

背景技术

聚合物驱采油技术作为原油增产的主要技术之一，已在国内油田得到应用，但其产生的含聚污水COD来源广、成分复杂，水中含苯酚、环烷烃、多环芳烃等不易被微生物降解的原油组分，且原油开采、油水分离，以及污水处理过程中添加的多种药剂(包括破乳剂、消泡剂、缓蚀剂、阻垢剂等等)会部分残留在污水中，处理难度极大。目前，国内外油田含聚污水处理普遍采用“物化+生化”组合工艺，而污水因含大量聚合物及盐类，油水分离困难且可生化性差，出水难以满足排放要求，因此需开发含聚污水专有处理技术及设备。

长期以来，光催化技术的处理效率始终难以达到实际应用的水平，主要原因就在于光生电子和空穴的复合率高，抑制了两者同溶液中被处理物质的反应。光电催化技术因解决了光催化技术光生电子和空穴的复合率高而催化效率低的难题，具有很好的应用和推广价值。目前，光电催化大致分为两类：一类是光催化电芬顿工艺(光电芬顿)；另一类是基于TiO₂非均相光催化基础上的电助光催化(光电催化)，后者研究较多。

电助光催化，是通过外加电场促进光生电子与空穴的分离：TiO₂+hv→h⁺+e^-，h⁺+OH^-→·OH，h⁺+H₂O→·OH+H⁺，从而提高光催化技术的处理效率。一类是基于TiO₂光阳极的光电催化作用，TiO₂负载电极作为阳极兼光催化剂，其缺陷是催化剂与污染物接触面积有限。另一类是基于负载型TiO₂颗粒催化剂的光电催化作用，催化剂的均匀投放并保证紫外光的有效照射是该类反应器高效运行的关键。

光催化电芬顿通过在电芬顿体系中引入紫外光，促进H₂O₂的光分解与Fe³⁺的光还原：O₂+2H⁺+2e^-→H₂O₂，Fe-2e→Fe²⁺，Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH^-+·OH，Fe(OH)²⁺+hv→Fe²⁺+·OH，Fe³⁺+e^-→Fe²⁺，H₂O₂+hv→2(·OH)，从而提高电芬顿体系处理效率。

电催化通过阳极直接氧化和间接氧化降解有机物，直接氧化通过电子转移，间接氧化通过电化学反应产生氧化还原剂来降解有机物：

MOx+H₂O→MOx(·OH)+H⁺+e^-，R+MOx(·OH)z→CO₂+zH⁺+ze^-+MO_x。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高盐含聚废水的处理系统及深度处理方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高盐含聚废水的光电催化/芬顿耦合处理系统，其中所述处理系统包括串联连接的电解装置和光电催化/芬顿反应装置；

所述电解装置的中部两侧壁与相邻阳极板之间均设置有进水管，上部的油泥流出管与污泥浓缩池或螺旋固液分离机系统相连，下部的出水管与所述光电催化/芬顿反应装置相连，从而在电场作用下将高盐含聚废水迅速破乳，破乳后得到油泥在气体副产物作用下与水分离；

所述光电催化/芬顿反应装置主要包括阴极板、阳极板、紫外光源、石英套管、光电催化剂、进水管、曝气装置、出水管和反应装置外壳，其中反应装置内交替设置有若干相互平行的阴极板、阳极板，所述阴极板、阳极板之间均设置有光电催化剂，所述光电催化剂由网状电催化剂和固定在所述网状电催化剂网内的光催化剂颗粒组成，优选呈长方体形；所述阴极板或阳极板与光电催化剂之间设置有若干紫外光源，每个紫外光源外均套有石英套管；反应装置底部设置有进水管，进水管上方密布出水小孔，水自下向上流入反应器；反应装置上部设置有出水管，所述出水管与清水池相连；