[發(fā)明專利]一種光伏三維微電-磁場驅(qū)動強(qiáng)化的復(fù)合厭氧廢水處理系統(tǒng)及工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710187037.3
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106977044B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳英文;孫靖云;范夢婕;沈樹寶;祝社民
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F101/30
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

1.一種光伏三維微電-磁場驅(qū)動強(qiáng)化的復(fù)合厭氧廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)自下而上由4部分組成，分別為低氧化還原電位區(qū)(2)、厭氧反應(yīng)處理區(qū)(5)、高氧化還原電位區(qū)(8)和氣室(10)；所述的各個區(qū)域之間依次由第一多孔擋板(3)、第二多孔擋板(6)和第三多孔擋板(9)隔開；所述的低氧化還原電位區(qū)(2)由微生物燃料電池系統(tǒng)組成，在所述的低氧化還原電位區(qū)(2)下部設(shè)有布水區(qū)(1)；所述的厭氧反應(yīng)處理區(qū)(5)內(nèi)填充填料(4)；所述的高氧化還原電位區(qū)(8)由電化學(xué)工作系統(tǒng)組成，其中填充導(dǎo)電粒子(7)作為三維電極；所述氣室(10)的一側(cè)設(shè)置有出水區(qū)(11)，另一側(cè)設(shè)有回流管道(14)與低氧化還原電位區(qū)(2)相連，上側(cè)設(shè)置有排氣口(12)；所述的低氧化還原電位區(qū)(2)微生物燃料電池的陰陽極與高氧化還原電位區(qū)(8)電化學(xué)工作系統(tǒng)的陰陽極之間通過第一導(dǎo)線(15)和第二導(dǎo)線(16)對應(yīng)連接；其中所述的高氧化還原電位區(qū)(8)電化學(xué)工作系統(tǒng)通過導(dǎo)線與太陽能光伏系統(tǒng)(13)連接；高氧化還原電位區(qū)(8)電化學(xué)工作系統(tǒng)陰極材料為鈦基材料，陽極材料為負(fù)載稀土金屬的鈦基材料；電壓范圍為1-5V；高氧化還原電位區(qū)(8)內(nèi)填充的導(dǎo)電粒子(7)為磁性導(dǎo)電性顆粒，填充量占高氧化還原電位區(qū)(8)總體積的30％-80％。

2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合厭氧廢水處理系統(tǒng)，其特征在于微生物燃料電池系統(tǒng)中的陰陽極均選用碳基材料作為電極材料。

3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合厭氧廢水處理系統(tǒng)，其特征在于厭氧反應(yīng)處理區(qū)(5)中填充材料為聚乙烯、聚丙烯或其改性類填料中的一種或多種混合組成，改性填料填充的體積比例占厭氧反應(yīng)處理區(qū)總體積的30％-80％。

4.一種利用如權(quán)利要求1所述的復(fù)合厭氧廢水處理系統(tǒng)處理廢水的工藝，其具體步驟如下：

(1)反應(yīng)器中泵與布水區(qū)相連，廢水經(jīng)布水區(qū)直接到達(dá)低氧化還原電位區(qū)(2)中，并在低氧化還原電位區(qū)(2)微生物燃料電池的陽極處發(fā)生氧化反應(yīng)，代謝有機(jī)物，產(chǎn)生電能；

(2)廢水在泵的壓力下經(jīng)過第一多孔擋板(3)過濾后進(jìn)入到厭氧反應(yīng)處理區(qū)(5)內(nèi)，在反應(yīng)區(qū)域內(nèi)發(fā)生厭氧氧化；

(3)接著通過第二多孔擋板(6)進(jìn)入到高氧化還原電位區(qū)(8)，高氧化還原電位區(qū)(8)所需的電能由低氧化還原電位區(qū)(2)微生物燃料電池以及太陽能光伏系統(tǒng)(13)共同提供，廢水在陽極發(fā)生強(qiáng)氧化作用，使難降解的大分子有機(jī)污染物分解為小分子有機(jī)污染物；

(4)含有小分子有機(jī)污染物的廢水經(jīng)由回流管道(14)設(shè)計回到反應(yīng)器內(nèi)部，直接與低氧化還原電位區(qū)(2)微生物燃料電池陰極接觸，廢水中的小分子有機(jī)物部分作為電子受體參與低氧化還原電位區(qū)(2)微生物燃料電池陰極的還原反應(yīng)，部分在陽極發(fā)生進(jìn)一步的厭氧降解；

(5)經(jīng)上述的步驟循環(huán)過后，最終從出水區(qū)(11)處收集水樣。

5.如權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于泵的壓力設(shè)置為1-10bar。

6.如權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于循環(huán)次數(shù)為1-3次。