[发明专利]高浊度废水预处理与同步产电一体化处理池

权利要求书

1.一种高浊度废水预处理与同步产电一体化处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、进水：高浊度废水经进水管，从处理池本体的进水口进入位于最上游的第一个小矩形池中；

步骤2、第一次搅拌、废水处理和产电：进入第一个小矩形池的高浊度废水，向着第二个小矩形池流动；在第一个小矩形池中，高浊度废水经过的每个废水处理与产电模块将随水流自驱动旋转，进而同时实现第一次搅拌、产电和废水处理，具体表现如下：

步骤21、第一次搅拌：依靠水流的动能带动废水处理与产电模块中的转轴转动，进而对经过第一个小矩形池的废水进行搅拌，增强混凝效果，并增加氧气传质效率；

步骤22、第一次废水处理：随着水流经过废水处理与产电模块，高浊度废水将作为电解质溶液，使得通过导线连接的阳极铁网、空心阴极块和可调节电阻之间形成导通的原电池回路；在阳极铁网侧自发产生包含铁离子、亚铁离子和铁的氢氧化物的混凝剂，混凝剂能将高浊度废水中的悬浮物、大分子有机物通过网捕作用进行混凝沉降；在空心阴极块侧，氧气从空气腔进入，穿过导电碳粉后，在不锈钢铁网处发生还原反应；

步骤23、第一次产电：在第一次废水处理的同时，原电池回路自发同步产电，向可调节电阻进行供电；在产电的过程中，先根据高浊度废水的浊度和流量，确定需产生的混凝剂量；再通过调节可调节电阻的阻值，进而调控混凝剂产量；

其中，调节可调节电阻的阻值的具体调节公式为：

R= (U×t×0.5×M)/[(0.024×Q +8.133) ×F]

其中，R为可调节电阻的阻值，单位：Ω；U为可调节电阻两端的电压，单位：V；t为废水在池体中的水力停留时间，单位：s；M为铁的摩尔质量，单位：56 g/mol；Q为污染物总量，为浊度与流量的乘积，单位：NTU×m³；F为法拉第常数，单位：96485 C/mol；

因此，根据进水的浊度和流量来确定需要处理的污染物总量，调控过程使用变电阻法，监控电阻两端的电压，确定最终的外电阻阻值；

步骤3、第一次斜管沉淀：经过第一次废水处理后的废水，进入第一个斜管沉淀池中进行斜管沉淀；

步骤4、第二次搅拌、废水处理和产电：第一次斜管沉淀完成后的上部清水，进入第二个小矩形池，在第二个小矩形池中，高浊度废水经过的每个废水处理与产电模块将随水流自驱动旋转，进而同时实现第二次搅拌、产电和废水处理；

步骤5、第n次搅拌、废水处理和产电：重复步骤2至步骤4，直至处理后的废水进入第n个小矩形池，并在第n个小矩形池中，实现第n次搅拌、废水处理和产电。

2.根据权利要求1所述的高浊度废水预处理与同步产电一体化处理方法，其特征在于：每个小矩形池中废水处理与产电模块的数量，根据高浊度废水处理需求与实际产电量需求进行调整。

3.根据权利要求1所述的高浊度废水预处理与同步产电一体化处理方法，其特征在于：步骤1中，进水管中安装有废水浊度检测仪和进水流量检测仪，分别用于检测进水管中高浊度废水的浊度和进水流量。

4.根据权利要求1所述的高浊度废水预处理与同步产电一体化处理方法，其特征在于：在每个斜管沉淀池的出水口处均设置有废水浊度检测仪和进水流量检测仪，分别用于检测对应斜管沉淀池出水口中高浊度废水的浊度和进水流量；然后根据检测的高浊度废水的浊度和进水流量，调节斜管沉淀池出水口对应的小矩形池内每个原电池回路的可调节电阻的阻值。