[實用新型]一種旋轉(zhuǎn)電極生物膜反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420632404.8
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN204185296U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘宇;李小明;楊麒;王冬波;安鴻雪;謝麗霞;謝婷;趙建偉;曾光明
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及污水處理領(lǐng)域，特別涉及一種旋轉(zhuǎn)電極生物膜反應(yīng)器。

背景技術(shù)

隨著工農(nóng)業(yè)和社會經(jīng)濟的發(fā)展，氧化性污染物對水體造成的污染逐漸加重，這些氧化性物質(zhì)主要包括硝酸鹽、溴酸鹽、高氯酸鹽及揮發(fā)性有機物質(zhì)如氯仿等。氧化性物質(zhì)中最具代表性的污染物為硝酸鹽，工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的含氮廢水；農(nóng)業(yè)上施用的氮肥隨雨水沖刷進入江河、湖泊；居民生活污水排入受納水體；由此而引起的地下水、飲用水等水體中硝酸鹽氮的污染己成為我們目前面臨的一個嚴(yán)重問題。

傳統(tǒng)生物脫氮過程是借助自然界存在的反硝化作用（在微生物作用下使NO₃^--N最終轉(zhuǎn)化為N₂O和N₂），利用水體中的有機物，或者通過投加有機物甲醇、乙醇等作為電子供體，將硝酸鹽氮最終轉(zhuǎn)化為無毒的氮氣。通過投加有機物，可以獲得較高的反硝化速率，但是碳源添加量難以控制，容易出現(xiàn)碳源不足或有機質(zhì)殘留的問題。當(dāng)外加碳源不足時，反硝化不完全；外加碳源過量時，則出水COD值增加，既影響了出水水質(zhì)又增加了運行費用。

隨著研究的深入，氫基質(zhì)膜生物膜反應(yīng)器（MBfR）逐漸成為一種脫氮的生物新技術(shù)。氫基質(zhì)MBfR利用外源氫氣作為電子供體，中空纖維膜作為生物膜載體，受污染的水在纖維膜層外部流動，氫氣以一定的壓力通入中空纖維膜內(nèi)，在壓力作用下從膜的內(nèi)層通過微孔擴散到外層，在通過纖維膜外生長的生物膜過程中被生物膜中的氫自養(yǎng)細(xì)菌作為電子供體而利用，同時自養(yǎng)菌將水中氧化性污染物質(zhì)還原或降解，如硝酸鹽被徹底還原為氮氣，溴酸鹽被還原成無毒的溴離子，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。該技術(shù)受外源氫氣供應(yīng)及膜表面沉積鈣鹽等污染物的影響，作為改進，目前部分學(xué)者提出了電極生物膜法的概念，即將外源供氫改為電解水產(chǎn)氫，以電解水產(chǎn)生的氫氣作為電子供體，氧化性污染物作為電子受體，利用覆在反應(yīng)器陰極表面的生物膜，直接將水體中的硝酸鹽、溴酸鹽等污染物還原或降解。該方法不產(chǎn)生影響水質(zhì)安全的副產(chǎn)物，是一種清潔的水體氧化性污染物去除技術(shù)。

目前，電極生物膜法都采用固定電極，需要外加攪拌裝置促進污染物與微生物的接觸與混勻，且反應(yīng)器的氣密性較差，無法提供有利于反硝化的缺氧環(huán)境，存在很大的缺陷。

實用新型內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種旋轉(zhuǎn)電極生物膜反應(yīng)器，具有能耗低、氫氣利用率高、密封效果好的特點。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種旋轉(zhuǎn)電極生物膜反應(yīng)器，包括反應(yīng)器池體，進水管依次經(jīng)泵一和閥一后同所述反應(yīng)器池體的底部連通；回流管的一端同泵一與閥一之間的進水管部分連通，另一端依次經(jīng)泵二和閥二后同所述反應(yīng)器池體的中部連通；出水管經(jīng)閥三后同所述反應(yīng)器池體的上部連通；所述反應(yīng)器池體頂端安裝有密封蓋板；位于密封蓋板上方的攪拌器的輸出軸下端穿過所述密封蓋板后同所述反應(yīng)器池體內(nèi)的片狀陰極連接；所述片狀陰極上黏附有活性炭纖維氈；位于所述反應(yīng)器池體內(nèi)的棒狀陽極的上端穿過所述密封蓋板后同直流穩(wěn)壓電源的正極電連接；所述直流穩(wěn)壓電源的負(fù)極和石墨電刷片電連接，所述石墨電刷片和所述攪拌器的輸出軸接觸。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

所述反應(yīng)器池體為容積為0.9～4.9L的圓柱形水箱。

所述攪拌器的輸出軸分為和攪拌器電機伸出的上軸和與所述片狀陰極連接的下軸，上軸和下軸之間通過絕緣接頭連接而使上軸和下軸之間絕緣。

所述密封蓋板下方設(shè)有環(huán)形密封墊；所述密封蓋板上設(shè)有帶膠圈的陽極孔和攪拌孔，保證密封性能。

所述片狀陰極為長8cm、寬8cm、厚0.5cm的金屬銅片，表面黏附的活性炭纖維氈厚度為0.3～0.5cm。

所述棒狀陽極為長10～15cm，直徑為0.5～1.0cm的石墨棒或惰性金屬棒。

所述攪拌器為安裝在鐵架臺的增力電動攪拌器，旋轉(zhuǎn)速度為5～20轉(zhuǎn)/分鐘。

所述直流穩(wěn)壓電源的電流強度為20～110mA。

本實用新型的工作步驟為：（1）將一定濃度的活性污泥置于反應(yīng)器池體接種，定期向反應(yīng)器內(nèi)加入含氧化性污染物的培養(yǎng)液進行培養(yǎng)；（2）馴化培養(yǎng)期間，維持一定的反應(yīng)器溫度和電流強度維持，進行微生物的微電流馴化掛膜；（3）馴化完成后，待處理廢水通過恒流泵經(jīng)進水管加入到反應(yīng)器中，同時控制電流強度和水力停留時間，以實現(xiàn)反應(yīng)器的連續(xù)運行和較好的處理效果。

本實用新型的具體工作過程詳見具體實施方式部分。

本實用新型具有如下優(yōu)點：