本發(fā)明涉及一種光伏面板洗滌廢水的原位處理裝置及處理方法，屬于光伏面板清洗技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近幾年來，我國的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，光伏電站光伏面板一般采用晶硅材料，光電轉(zhuǎn)化效率低，灰塵和積垢會使發(fā)電效率更低。由于現(xiàn)在國內(nèi)外對提高太陽能電池材料光電轉(zhuǎn)化效率還處于研究階段，目前提高光伏電站的發(fā)電效率的有效方法就是定期對太陽能面板進行有效清潔。

目前，國內(nèi)外對光伏面板的典型的清潔方式有人工配高壓水槍清洗、片上機器人清潔、太陽能板自清潔、電簾除塵以及車載移動式清洗機。其中以車載移動式清洗機使用最為廣泛，該清洗方式具有車載通行方便，節(jié)約用水以及有效清洗浮塵和積垢等優(yōu)點。而該種清洗方式的弊端是會產(chǎn)生大量的含有清洗液的洗滌廢水，按照太陽能面板的清洗頻率來說：南方較濕潤地區(qū)的清洗頻率一般為3-5月清洗一次，西北等較干燥地區(qū)清洗頻率一般每月清洗一次。按照沖洗面板的用水定額2.0-3.0L/m²·次，則每次清洗太陽能面板將產(chǎn)生大量的洗滌廢水。該洗滌廢水若不經(jīng)處理，直接全部排入環(huán)境中，勢必對該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重惡劣的影響。

光伏面板洗滌劑廢水中主要含有陰離子表面活性劑、泥沙，BOD/COD低，可生化性較差。目前洗滌劑廢水的處理方法主要有泡沫分離法、吸附法、混凝法、膜分離法、催化氧化法，生物法等。這些處理方法普遍需要相應(yīng)的處理設(shè)備，占地面積大，運行管理費用高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種光伏面板洗滌廢水的原位處理裝置及處理方法，裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用方便。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種光伏面板洗滌廢水的原位處理裝置，包括廢水收集系統(tǒng)、多級沉砂系統(tǒng)、電催化氧化處理系統(tǒng)、人工濕地處理系統(tǒng)及廢水回用系統(tǒng)，所述多級沉砂系統(tǒng)設(shè)置在廢水收集系統(tǒng)上，所述廢水收集系統(tǒng)、電催化氧化處理系統(tǒng)、人工濕地處理系統(tǒng)和廢水回用系統(tǒng)依次連接；

所述廢水收集系統(tǒng)包括設(shè)置在太陽能面板一側(cè)的若干廢水收集邊溝、與多個廢水收集邊溝連接的廢水收集主溝；

所述多級沉砂系統(tǒng)包括分別設(shè)置在廢水收集邊溝、廢水收集主溝上的若干沉砂池；

所述電催化氧化處理系統(tǒng)包括反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有多組串聯(lián)的電催化氧化反應(yīng)器，每組電催化氧化反應(yīng)器設(shè)置多組電極，各電極分別通過電流控制器與太陽能面板電連接；

所述廢水回用系統(tǒng)包括回用水池，回用水池內(nèi)設(shè)有吸水管，吸水管上設(shè)有紫外消毒器，所述吸水管的上端為清洗車的吸水口，所述紫外消毒器通過電流控制器與太陽能面板電連接。

作為改進，在廢水收集邊溝、廢水收集主溝上，每間隔100-300m設(shè)置一座沉砂池，沉砂池采用線上型或線外型，沉砂池的長×寬×高=(0.3-2.0)m×(0.3-2.0)m×(0.3-2.0)m。

作為改進，所述廢水收集邊溝的尺寸采用B×H=(0.3-0.8) m×(0.5-1.0) m。

作為改進，反應(yīng)池由2-3組電催化氧化反應(yīng)器串聯(lián)而成，每組反應(yīng)器設(shè)置多組電極，電極間距為1.5-2.5 cm，電流密度為1-10 mA/cm²，反應(yīng)時間為20-60 min。

作為改進，所述人工濕地處理系統(tǒng)包括狹長型人工濕地，人工濕地采用水平潛流型人工濕地或垂直潛流型人工濕地，人工濕地的級數(shù)為2-10級。

作為改進，人工濕地包括進水區(qū)、處理區(qū)和出水區(qū)，所述進水區(qū)和出水區(qū)采用粒徑為20-60mm 的礫石，處理區(qū)采用粒徑為10-30mm的碎石。

作為改進，還包括設(shè)置在廢水收集主溝末端的雨水系統(tǒng)，所述雨水系統(tǒng)與廢水收集主溝連接且連接處設(shè)有液位控制系統(tǒng)，所述廢水收集主溝上設(shè)有電動閥門二，雨水系統(tǒng)與廢水收集主溝間設(shè)有電動閥門一。

另外，本發(fā)明還提供了一種上述任一項所述光伏面板洗滌廢水的處理方法，具體包括以下步驟：

1）太陽能面板清洗及廢水收集：太陽能面板清洗時產(chǎn)生的洗滌劑廢水通過重力流經(jīng)廢水收集邊溝，再沿廢水收集邊溝流入廢水收集主溝；

2）電催化氧化反應(yīng)：洗滌劑廢水進入電催化氧化池內(nèi)進行處理，電流密度為1-10 mA/cm²，反應(yīng)時間為15-60 min，電極間距為1.5-2.5 cm，電源采用光伏區(qū)太陽能面板產(chǎn)生的直流電，通過電流控制器控制電流大小，進而對洗滌廢水進行預(yù)氧化處理；

3）人工濕地處理：經(jīng)電催化氧化反應(yīng)預(yù)處理后的廢水再流入人工濕地處理系統(tǒng)進行土壤-植物-微生物的處理；

4）廢水回用：經(jīng)人工濕地處理后的廢水，水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)后，流入回用水池內(nèi)進行回用。

作為改進，所述步驟1）中的洗滌劑廢水中：洗滌劑含量1-1000 mg/L，含砂量0-1%，pH為6-8，水溫2-20℃。

作為改進，所述步驟3）中，人工濕地上種植的植物采用蘆葦、香蒲、水蔥、燈芯草中的一種或者多種混合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

（1）通過廢水收集系統(tǒng)末端的液位控制系統(tǒng)，可有效將廢水收集系統(tǒng)與光伏發(fā)電站內(nèi)的雨水系統(tǒng)共存，降雨時關(guān)閉廢水處理（電催化氧化處理）系統(tǒng)進水管上的閥門，打開雨水系統(tǒng)中排出管上的閥門，排放雨水；清洗面板時關(guān)閉雨水系統(tǒng)中排出管上的閥門，打開廢水處理系統(tǒng)進水管的閥門，用于收集洗滌劑廢水。此發(fā)明可有效減少工程造價，且可有效避免降雨時對廢水處理系統(tǒng)的水量沖擊。

（2）通過在廢水收集邊溝和廢水收集主溝中設(shè)置多個沉砂池，可有效去除洗滌劑廢水中的泥沙，為后續(xù)的廢水處理系統(tǒng)的正常運行提供有效幫助。

（3）以太陽能光伏面板產(chǎn)生的直流電用于電解催化氧化處理裝置和紫外消毒器的電源，降低處理成本，節(jié)省投資費用。

（4）人工濕地充分利用太陽能面板下的區(qū)域，無需另外占地，既能處理洗滌劑廢水，又能恢復(fù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)。

（5）光伏面板洗滌廢水處理后回用，為光伏發(fā)電站節(jié)約大量的沖洗水，節(jié)約發(fā)電站的運行成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的處理工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明中廢水收集邊溝的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中廢水收集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4 為本發(fā)明中雨水系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5 為本發(fā)明中電催化氧化反應(yīng)池結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6 為本發(fā)明中回用水池的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、太陽能面板，2、廢水收集邊溝，3、廢水收集主溝，4、沉砂池，5、電動閥門二，6、電動閥門一，7、雨水系統(tǒng)，8、液位控制系統(tǒng)，9、電流控制器，10、陽極，11、反應(yīng)池，12、陰極，13、紫外消毒器，14、吸水管，15、回用水池。

具體實施方式

下述實施例是對于本發(fā)明內(nèi)容的進一步說明以作為對本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容的闡釋，但本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容并不僅限于下述實施例所述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以且應(yīng)當(dāng)知曉任何基于本發(fā)明實質(zhì)精神的簡單變化或替換均應(yīng)屬于本發(fā)明所要求的保護范圍。

一種光伏面板洗滌廢水的原位處理裝置，包括廢水收集系統(tǒng)、多級沉砂系統(tǒng)、電催化氧化處理系統(tǒng)、人工濕地處理系統(tǒng)及廢水回用系統(tǒng)，所述多級沉砂系統(tǒng)設(shè)置在廢水收集系統(tǒng)上，所述廢水收集系統(tǒng)、電催化氧化處理系統(tǒng)、人工濕地處理系統(tǒng)和廢水回用系統(tǒng)依次連接；

所述廢水收集系統(tǒng)包括設(shè)置在太陽能面板1一側(cè)的若干廢水收集邊溝2、與多個廢水收集邊溝2連接的廢水收集主溝3；

所述多級沉砂系統(tǒng)包括分別設(shè)置在廢水收集邊溝2、廢水收集主溝3上的若干沉砂池4；

所述電催化氧化處理系統(tǒng)包括反應(yīng)池11，反應(yīng)池11內(nèi)設(shè)有多組串聯(lián)的電催化氧化反應(yīng)器，每組電催化氧化反應(yīng)器設(shè)置多組電極，各電極分別通過電流控制器9與太陽能面板1電連接；

所述廢水回用系統(tǒng)包括回用水池15，回用水池15內(nèi)設(shè)有吸水管14，吸水管14上設(shè)有紫外消毒器13，所述吸水管14的上端為清洗車的吸水口，所述紫外消毒器13通過電流控制器9與太陽能面板1電連接。

作為實施例的改進，如圖2、圖3所示，在廢水收集邊溝2、廢水收集主溝3上，每間隔100-300m設(shè)置一座沉砂池4，沉砂池4采用線上型或線外型，沉砂池4的長×寬×高=(0.3-2.0)m×(0.3-2.0)m×(0.3-2.0)m；太陽能面板1的清洗廢水通過重力流進廢水收集邊溝2，廢水收集邊溝2的尺寸可采用B×H=(300mm-800mm)×（500mm-1000mm），邊溝的坡度可采用0.001-0.003。廢水收集主溝3的溝底坡度可采用0.001-0.005或同地形坡度。

作為實施例的改進，如圖5所示，反應(yīng)池11由2-3組電催化氧化反應(yīng)器串聯(lián)而成，每組反應(yīng)器設(shè)置多組電極，電極間距為1.5-2.5 cm，電流密度為1-10 mA/cm²，反應(yīng)時間為20-60 min，該反應(yīng)池11內(nèi)陽極10和陰極12均采用常規(guī)的電極材料，電源采用光伏區(qū)太陽能面板產(chǎn)生的直流電，通過電流控制器9控制電流大小，進而對洗滌廢水進行預(yù)氧化處理。

作為實施例的改進，所述人工濕地處理系統(tǒng)包括狹長型人工濕地，人工濕地采用水平潛流型人工濕地或垂直潛流型人工濕地，人工濕地的級數(shù)為2-10級。

進一步的，人工濕地包括進水區(qū)、處理區(qū)和出水區(qū)，所述進水區(qū)和出水區(qū)采用粒徑為20-60mm 的礫石，處理區(qū)采用粒徑為10-30mm的碎石。

作為實施例的改進，如圖4所示，該裝置還包括設(shè)置在廢水收集主溝3末端的雨水系統(tǒng)7，所述雨水系統(tǒng)7與廢水收集主溝3連接且連接處設(shè)有液位控制系統(tǒng)8，所述廢水收集主溝3上設(shè)有電動閥門二5，雨水系統(tǒng)7與廢水收集主溝3間設(shè)有電動閥門一6。正常情況下，即當(dāng)太陽能面板1沖洗時，電動閥門一6常閉，電動閥門二5常開，洗滌劑廢水排入廢水處理系統(tǒng)進行處理；而當(dāng)降雨時，主溝內(nèi)的降雨深度超過液位控制系統(tǒng)8所設(shè)液位深度時，關(guān)閉電動閥門二5，打開電動閥門一6，將主溝內(nèi)的雨水排入雨水系統(tǒng)7中，以避免光伏區(qū)內(nèi)的雨水流入廢水處理系統(tǒng)中而影響處理效果，液位控制深度可設(shè)置為水深300mm-1000mm。

另外，如圖1所示，本發(fā)明還提供了一種上述任一項所述光伏面板洗滌廢水的處理方法，具體包括以下步驟：

1）太陽能面板清洗及廢水收集：太陽能面板1清洗時產(chǎn)生的洗滌劑廢水通過重力流經(jīng)廢水收集邊溝2，再沿廢水收集邊溝2流入廢水收集主溝3；

2）電催化氧化反應(yīng)：洗滌劑廢水進入電催化氧化池內(nèi)進行處理，電流密度為1-10 mA/cm²，反應(yīng)時間為15-60 min，電極間距為1.5-2.5 cm，電源采用光伏區(qū)太陽能面板產(chǎn)生的直流電，通過電流控制器9控制電流大小，進而對洗滌廢水進行預(yù)氧化處理；

3）人工濕地處理：經(jīng)電催化氧化反應(yīng)預(yù)處理后的廢水再流入人工濕地處理系統(tǒng)進行土壤-植物-微生物的處理；

4）廢水回用：經(jīng)人工濕地處理后的廢水，水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)后，流入回用水池15內(nèi)進行回用，水池采用地下全封閉式，水池頂設(shè)置清洗車的吸水口，在吸水管14上設(shè)置紫外消毒器13，電源采用光伏區(qū)光伏面板產(chǎn)生的直流電，并通過電流控制器9對所需電流進行控制；當(dāng)泵車抽水時，紫外消毒器13即刻工作，進而對回用水進行消毒處理，具體結(jié)構(gòu)如圖6所示。

作為實施例的改進，所述步驟1）中的洗滌劑廢水中：洗滌劑含量1-1000 mg/L，含砂量0-1%，pH為6-8，水溫2-20℃。

作為實施例的改進，所述步驟3）中，人工濕地上種植的植物采用蘆葦、香蒲、水蔥、燈芯草中的一種或者多種混合。

使用該裝置進行正常清洗時，太陽能面板1清洗時產(chǎn)生的洗滌劑廢水通過重力流經(jīng)廢水收集邊溝2，再流入廢水收集主溝3，最終流入廢水處理系統(tǒng)，即電催化氧化反應(yīng)池和人工濕地，待經(jīng)氧化催化反應(yīng)、濕地處理后達(dá)標(biāo)水儲存于回用水池15，用于太陽能面板清洗。降雨時，廢水收集邊溝2和廢水收集主溝3內(nèi)的雨水將會對廢水處理系統(tǒng)產(chǎn)出水量沖擊，不利于廢水處理，故在廢水收集主溝3內(nèi)設(shè)置一套液位控制系統(tǒng)8，當(dāng)液位超過指定高度時，打開電動閥門一6，同時關(guān)閉電動閥門二5，即可將雨水排入雨水系統(tǒng)7中，有效確保裝置的正常使用。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。