[發(fā)明專利]一種電化學(xué)強(qiáng)化生物耦合體系處理廢水的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010154638.2
• 申請(qǐng)日: 2010-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101851045A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃理輝;謝曉琳;孫國(guó)鵬;張博;陳皓;李超娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/14
• 分類號(hào): C02F9/14;C02F3/00;C02F1/46
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37221
• 代理人: 李健康

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采用外電場(chǎng)強(qiáng)化零價(jià)鐵-生物耦合體系處理廢水的方法，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。

二、背景技術(shù)

由于廢水成分的日益復(fù)雜化，傳統(tǒng)生物處理技術(shù)的效能受到限制。針對(duì)難生物降解廢水的處理，目前零價(jià)鐵與生物組合工藝應(yīng)用較多。一般情況下，該工藝采用兩段式反應(yīng)器，即生物區(qū)和鐵填料反應(yīng)區(qū)兩個(gè)區(qū)域分開(kāi)，兩者之間設(shè)中間沉淀池，采用混合液回流實(shí)現(xiàn)生物和鐵填料二者耦合，其原理主要利用零價(jià)鐵對(duì)危害生物的有機(jī)物、重金屬等物質(zhì)進(jìn)行氧化還原作用，促進(jìn)大分子物質(zhì)的降解，為生物處理創(chuàng)造比較好的條件，實(shí)現(xiàn)與生物的協(xié)同作用，進(jìn)而提高了生物處理效能。但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于零價(jià)鐵化學(xué)與生物反應(yīng)對(duì)水質(zhì)要求存在差異，因此在保證生物處理?xiàng)l件前提下，零價(jià)鐵反應(yīng)動(dòng)力低，而且零價(jià)鐵易于被生物體覆蓋，表面失去活性，電化學(xué)反應(yīng)受到抑制，二者的協(xié)同作用并未充分發(fā)揮。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有難生物降解廢水的零價(jià)鐵與生物組合處理工藝存在的不足，提供一種外加電場(chǎng)強(qiáng)化的零價(jià)鐵--生物耦合處理廢水的方法。

本發(fā)明的零價(jià)鐵--生物耦合方法，采用圓柱形反應(yīng)器，該圓柱形反應(yīng)器依次包括生物反應(yīng)區(qū)、沉淀池和鐵填料反應(yīng)區(qū)，在鐵填料反應(yīng)區(qū)外設(shè)置0--12V交流電源，鐵填料上下端相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電極棒分別與交流電源連接。

本發(fā)明的技術(shù)方案：在鐵填料反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)置鐵填料，鐵填料的上下端分別設(shè)置數(shù)目對(duì)應(yīng)的電極棒，，電極棒采用石墨，電極棒的總數(shù)目N根據(jù)公式確定，其中R為圓柱形反應(yīng)器的半徑，H為圓柱形反應(yīng)器鐵填料反應(yīng)區(qū)的高度，α選取0.1--0.8；鐵填料每一端的相鄰電極棒的間距選取0.3m--0.5m；電極棒插入填料區(qū)的長(zhǎng)度L依據(jù)公式L＝0.45H設(shè)計(jì)。

本發(fā)明通過(guò)外加電場(chǎng)來(lái)強(qiáng)化組合工藝中零價(jià)鐵的反應(yīng)速率，強(qiáng)化了零價(jià)鐵的氧化還原作用，促使有害物質(zhì)，特別是大分子難降解物質(zhì)加速降解，從而為生物處理提供更加有利條件，較大幅度地提高了零價(jià)鐵與生物耦合體系的處理效能。

四、附圖

附圖1給出了圓柱形反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1為生物反應(yīng)區(qū)，2為沉淀池，3為鐵填料反應(yīng)區(qū)，4為交流電源，5為控制器。

附圖2給出了電極棒與交流電源連接示意圖；其中，6為電極棒，7為電極棒插入填料區(qū)的長(zhǎng)度L。

附圖3為圖2中的電極棒布置俯視示意圖。

五、具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例的零價(jià)鐵-生物耦合體系采用豎式布置的圓柱形反應(yīng)器，自下至上依次為生物反應(yīng)區(qū)1、沉淀池2和鐵填料反應(yīng)區(qū)3，生物反應(yīng)區(qū)1和鐵填料反應(yīng)區(qū)3兩個(gè)區(qū)域分開(kāi)，廢水由生物反應(yīng)區(qū)1進(jìn)入反應(yīng)器，處理后的水由鐵填料反應(yīng)區(qū)3排出。

在鐵填料反應(yīng)區(qū)3內(nèi)設(shè)置鐵填料，鐵填料的上下端分別設(shè)置數(shù)目對(duì)應(yīng)的電極棒6，如圖2和圖3所示，以石墨為電極棒，合理布置電極棒的位置及間隔距離，鐵填料每一端的相鄰電極棒的間距根據(jù)廢水性質(zhì)合理選取0.3m--0.5m。電極棒6的總數(shù)目N根據(jù)公式確定，其中R為圓柱形反應(yīng)器的半徑，H為圓柱形反應(yīng)器中鐵填料反應(yīng)區(qū)的高度，α根據(jù)廢水中難降解物質(zhì)含量的高低適當(dāng)選取0.1--0.8，難降解物質(zhì)含量越高取值越小。電極棒6插入填料區(qū)的長(zhǎng)度L依據(jù)公式L＝0.45H設(shè)計(jì)。在鐵填料反應(yīng)區(qū)外設(shè)置0--12V直流電源，鐵填料上下端相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電極棒6分別與交流電源4連接。

同時(shí)在電路上安裝控制器5，根據(jù)電流強(qiáng)度變化，適時(shí)調(diào)整電壓的輸出，進(jìn)而控制零價(jià)鐵的反應(yīng)，強(qiáng)化零價(jià)鐵的氧化還原作用，減少污泥在零價(jià)鐵上的沉積，加速大分子難降解物質(zhì)降解為小分子的物質(zhì)，從而為生物處理提供更加有利條件，較大幅度地提高了零價(jià)鐵與生物耦合體系的處理效能。