[發明專利]一種光伏三維微電-磁場驅動強化的復合厭氧廢水處理系統及工藝

有效

• 申請號: 201710187037.3
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106977044B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 陳英文;孫靖云;范夢婕;沈樹寶;祝社民
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 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任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

本發明涉及一種光伏三維微電?磁場驅動強化的復合厭氧廢水處理系統及工藝，所述復合厭氧廢水處理系統自下而上由低氧化還原電位區(2)、厭氧反應處理區(5)、高氧化還原電位區(8)和氣室(10)四部分組成。所述的低氧化還原電位區(2)由微生物燃料電池組成，高氧化還原電位區(8)由電化學工作系統組成，兩者通過回流管道(14)及導線相連。該系統可以有效解決不同有機物降解時間不同步的問題，使持久性有機污染物與易降解有機污染物同步降解，減小了厭氧出水對下級好氧系統的負荷沖擊。本發明是集太陽能光伏驅動、厭氧生物降解、電化學高效降解于一體的復合系統，顯著提高了厭氧廢水處理系統的處理效率和應用能力，是一種新型的厭氧反應處理模式。

技術領域

本發明涉及一種光伏三維微電-磁場驅動強化的復合厭氧廢水處理系統及工藝，將厭氧生物水處理技術、太陽能光伏系統以及電磁場相耦合，屬于污水處理領域。

背景技術

隨著經濟發展和社會進步，全球性的能源危機和環境污染等問題日趨嚴重。目前大多數廢水，采用微生物厭氧降解處理。而對于普通微生物厭氧降解，一般存在反應周期慢，代謝不完全，降解效率低下等問題。同時由于厭氧本身的生物學特征，使得微生物厭氧降解受到各種因素影響，例如不同的電子傳遞受體，導致污染物的降解速率不同。而污染物也因其化學性質不同，降解難易程度不同，使得不同污染物降解速率不同步等問題，尤其對于一些難降解的持久性有機污染物，嚴重影響了厭氧降解效率。因此探索新技術和方法來提高微生物厭氧降解迫在眉睫。

電化學工作系統是利用電極直接電化學反應或是通過電極表面產生的強氧化性活性物質使廢水中的有機物以及部分無機物發生氧化還原轉變，將污染物轉化為無害物質。而利用太陽能光伏系統驅動電化學工作系統可以首先利用熱太陽能熱來活化反應物分子，通過電太陽能將活化的分子分解成無毒，無害和小分子。電太陽能和熱太陽能兩者驅動能量傳遞的電荷轉移路徑，這使得能夠有效地去除難降解有機物，同時可以極大節省廢水處理成本(文獻Chemosphere，2016，154：604-612)。

微生物燃料電池是一種集凈水與產能為一體的生物膜技術，微生物在陽極中通過代謝，氧化底物中的有機物生成電子和質子，電子通過外電路到達陰極，與通過溶質到達陰極的質子及存在于陰極的最終電子受體相結合，以此來實現凈水及產電的目的(文獻Physical Chemistry Chemical Physics Pccp，2007，9(21)：2619-29)。而低電流可以刺激微生物代謝的關鍵酶系，提高難降解有機污染物的降解效率(文獻ElectrochimicaActa，2014，135(22)：439-446)。

因此，綜合電化學工作系統、厭氧處理技術以及微生物燃料電池三種厭氧生物水處理技術的降解優點，構建一套新的復合厭氧廢水處理系統和方法，對全面提高對有機物的降解效率，全面解決環境問題具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是為了改進現有技術的不足而提供一種光伏三維微電-磁場驅動強化的復合厭氧廢水處理系統。本發明的另一目的是提供利用上述復合厭氧廢水處理系統處理廢水的工藝，該系統將厭氧生物水處理技術、太陽能光伏系統以及電磁場相互耦合，與傳統厭氧生物降解相比，該系統可以有效解決不同有機物降解時間不同步的問題，提高對持有性有機污染物的降解效率，減小厭氧出水對下級好氧系統的負荷沖擊，大大降低處理成本，解決了現有技術中存在的問題。