[實用新型]一種低溫等離子體協(xié)同類芬頓生物膜反應(yīng)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320543245.X
• 申請日: 2013-09-01
• 公開（公告）號: CN203440161U
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈擁軍;江國慶;朱鵬;施佳鳴;丁建東;曹宇鋒;張彥
• 申請（專利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張曉霞

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種難降解廢水處理設(shè)備，具體涉及生物膜沉積鐵與回收過氧化氫溶液的芬頓處理結(jié)合等離子體、微生物作用的反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

化工、紡織等行業(yè)廢水含有大量難降解有機物，單獨的等離子體、芬頓技術(shù)處理能力有限，且對于普通均相芬頓體系而言，反應(yīng)結(jié)束后還會產(chǎn)生大量的含鐵污泥，后處理復(fù)雜。造成二次污染。缺少一種能夠?qū)㈣F離子負載與載體上，使之不產(chǎn)生二次污染的技術(shù)。另外，接觸輝光放電等離子技術(shù)降解苯酚、苯甲酸類廢水產(chǎn)生過氧化氫未得到有效利用。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是制造一種以生物膜為載體吸附鐵離子，在過氧化氫溶液環(huán)境中，非均相芬頓技術(shù)結(jié)合低溫等離子體技術(shù)處理難降解廢水的裝置，以及該裝置的實施方法。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型低溫等離子體協(xié)同芬頓生物膜反應(yīng)裝置的技術(shù)解決方案為：（1）采用接觸輝光放電等離子技術(shù)對難降解廢水進行預(yù)處理；（2）將降解過程產(chǎn)生的大量過氧化氫控制在最佳濃度；（3）取樣口不斷測定沉積鐵生物膜反應(yīng)池中過氧化氫含量；（4）采用接觸輝光放電等離子體技術(shù)產(chǎn)生等離子體（Ar)；(5)用低溫等離子體處理載體后投加于Fe(OH)₃膠體懸浮液中形成沉積鐵；(6）沉積鐵生物膜反應(yīng)池中的難降解廢水在低溫等離子體、非均相芬頓技術(shù)同時作用下降解。

具體技術(shù)方案如下：一種低溫等離子體協(xié)同類芬頓生物膜反應(yīng)裝置，所述裝置包括接觸輝光多電極等離子體反應(yīng)器、過氧化氫含量控制系統(tǒng)、沉積鐵生物膜反應(yīng)池；其特征在于：

所述接觸輝光多電極等離子體反應(yīng)器，由高壓直流電源和多電極反應(yīng)器組成；其中多電極反應(yīng)器包括陰極（5）、多電極陽極（6）、支管（11）、磁子（14）、測溫口（15）、取樣口（16）；所述陰極（5）置于支管（11）中；陰極（5）、多電極陽極（6）置于生物膜裝置（12）中；磁子（14）安裝于生物膜裝置（12）底部下方，為磁力加熱攪拌器部件，對反應(yīng)池內(nèi)廢水進行加熱、攪拌；測溫口（15）、取樣口（16）開設(shè)于多電極反應(yīng)器的多電極陽極（6）與陰極（5）之間圓孔處；

所述過氧化氫含量控制系統(tǒng)，連接取樣口（16），由取樣口（16）取出水樣，定時監(jiān)測裝置中過氧化氫含量，并反饋給高壓直流電源，控制電壓來控制過氧化氫產(chǎn)量，同時通過增減陽極數(shù)目來控制過氧化氫產(chǎn)量，以達到適合的過氧化氫濃度范圍；

所述沉積鐵生物膜反應(yīng)池，包括液位控制器（1）、水泵（2）、進水管（3）、出水管（4）、導(dǎo)管（7）、流量計（8）、空氣壓縮機（9）、冷卻水管（10）、生物膜裝置（12）、曝氣器（13）、矩形粗孔過濾材料（17）和扇形粗孔過濾材料（18）；難降解廢水通過水泵（2）由進水管（3）進入裝置內(nèi)，通過液位控制器（1）控制裝置內(nèi)的水位，并反饋給水泵（2），控制進水；所述反應(yīng)池呈圓柱形，冷卻水管（10）包圍該圓柱形池體，冷卻水由池底管口進入由池頂管口流出，用于降低接觸輝光放電時的反應(yīng)池內(nèi)溫度；生物膜裝置（12）內(nèi)分布有呈環(huán)形均勻排列的十六塊矩形生物膜載體及六塊扇形生物膜載體，生物膜載體采用粗孔過濾組件，矩形粗孔過濾組件（17）的上部設(shè)有總出水管（4）；各組件出水口均與總出水管（4）相連；在裝置底部設(shè)有曝氣器（13），通過空氣壓縮機（9）供氣，并由轉(zhuǎn)子流量計（8）控制供氣量。

進一步的，所述矩形生物膜載體為十六塊，扇形生物膜載體為六塊。

進一步的，所述相鄰矩形粗孔過濾組件（17）間隔5cm，相鄰扇形粗孔過濾組件（18）間隔5cm。

以上所述一種低溫等離子體協(xié)同類芬頓生物膜反應(yīng)裝置的實施方法，分為三個階段，第一階段為生物膜形成階段；第二階段為產(chǎn)過氧化氫階段（初步處理階段）；第三階段為協(xié)同降解污染物階段，所述方法步驟如下：

第一階段：首先細菌與載體表面相接觸，然后用低溫等離子體Ar處理載體后置于Fe(OH)₃膠體懸浮液中形成沉積鐵，調(diào)節(jié)放電電流，保持60W的功率，使微生物胞外多糖類物質(zhì)在相對穩(wěn)定的條件下附著于載體表面，隨其生長繁殖形成生物膜；

第二階段：將難降解廢水通過水泵（2）由進水管（3）進入低溫等離子體協(xié)同類芬頓生物膜反應(yīng)裝置中央，首先進入生物膜裝置，從附著生物膜的半包圍的粗孔過濾材料（17）、（18）中向外溢滿全池；調(diào)整輝光電壓為620V，在pH=4時，采用接觸輝光放電等離子體技術(shù)降解廢水，作為初步處理階段；伴隨著廢水的降解，陽極和電解質(zhì)溶液界面之間產(chǎn)生大量活性物質(zhì)過氧化氫，過氧化氫濃度逐漸增加；