[發明專利]一種三維電化學偶聯三維電生物污水處理裝置

有效

• 申請號: 201710846688.9
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107500399B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 李秀艷;徐娟
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/34;C02F101/30
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

本發明公開了一種三維電化學偶聯三維電生物污水處理裝置，該裝置包括：本體、外置電源及空壓機，本體由至少一個三維電化學反應器和至少一個三維電生物反應器串聯組成。每個三維電化學或三維電生物反應器包括至少兩個反應室和一個布氣排渣室，反應室之間被中間隔板分隔，反應室內設有垂直平行排列的電極板，并聯連接到外置電源上。三維電化學反應器的電極板之間填充負載催化劑的粒子電極，三維電生物反應器電極板之間填充掛載微生物的填料。本體前端設置進水口，末端設置出水口，各反應室之間通過下端的布氣排渣室實現水相的連通，各反應器之間通過相互之間的溢流口進行水相的聯通。本發明結構簡單、操作簡便，污水處理效率高、產泥量少。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，涉及一種三維電化學偶聯三維電生物污水處理裝置,旨在利用該裝置高效處理高濃度難降解有機廢水。

背景技術

目前國內大量的高濃度和難降解工業廢水的治理問題成為環境領域亟待解決的重大問題，這些高濃度難降解的工業廢水有機物濃度高，可生化性差，成分復雜，含有生物致毒物質，常規的物化和生化處理方法具有比較大的局限性。

電化學水處理技術是一種高級氧化技術，在電化學反應裝置內，利用外加電場的場能，降解污染物質，處理效果好，廢渣少，水力停留時間短，具有廣譜適應性和廣闊的應用前景，成為目前國內外污染控制領域的研究熱點之一。三維電化學技術是在傳統的二維電化學反應器中填充粒子電極構成，其作用機理包括直接作用和間接作用。直接作用是在電極表面進行的電化學氧化和還原反應，包括正負主電極表面和所有粒子電極表面。間接作用是指體系在電場作用下引發的自由基的氧化作用，包括，HO₂^-·，O·,H·,O₂^-·, O₃^-·，等。這些自由基與廢水中有機物反應，生成不穩定的有機物自由基R·等,從而引發大量的自由基鏈式反應，將有機污染物逐步徹底氧化分解為CO₂和H₂O。眾多的粒子電極在極大增強直接作用和間接作用的同時，縮短了傳質距離，改善了傳質效果，從而提高了電流效率和污染物降解效果。

目前傳統的生物反應器將有機物生物降解、硝化、反硝化作用分別安排在不同的反應器中，因而造成反應器系統復雜，能耗較大且運行管理不便，且傳統生物反應器的微生物濃度和活性不足，污染物降解效率相對較低。三維電生物反應器是在同一反應器內同時實現微生物降解、硝化和反硝化作用。在物理吸附和電場吸附的共同作用下，負載于載體表面的微生物數量極大增多，同時具有多孔微觀結構的活性炭等載體填料在為微生物提供碳源的同時，為微生物的生長和降解作用提供豐富的微生態環境，有利于好氧細菌、兼性細菌和厭氧細菌在同一反應器中的不同微環境中生存和發揮不同的污染降解作用。具有高濃度和高活性微生物的三維電生物反應器具有強大的污染降解能力, 同時能避免污泥膨脹現象的產生。微電場條件在加速微生物生化反應的電子傳遞速率的同時能在電極表面同時產生原子態氫和氧，實現同步硝化和反硝化作用。

但是，目前三維電化學電生物技術的實際工程應用還很少，設備投資高，運行費用高，沒有成熟的設備和工藝，要大規模運用三維電技術還需要在反應裝置結構、粒子電極材料性質、催化劑種類性質、運行工藝條件等方面開展大量的基礎研究工作和工程實踐。

發明內容

本發明針對高濃度難降解有機廢水的治理問題，克服現有技術的不足，提供一種處理效率高、結構簡約、操作簡單、易于維護和自動化控制的三維電化學偶聯三維電生物反應的污水處理裝置。

為解決上述問題，本發明采用以下技術方案：

一種三維電化學偶聯三維電生物污水處理裝置，特點在于該裝置包括：本體、外置電源及空壓機，所述本體由至少一個三維電化學反應器和至少一個三維電生物反應器串聯而成，本體前端設置進水口，末端設置出水口，所述串聯的三維電化學反應器和三維電生物反應器彼此通過自身的溢流口實現之間水相的聯通，其中：