[發明專利]一種水解酸化耦合微生物電解裝置及其處理方法

在審

• 申請號: 201711476054.5
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108147524A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 孫宇明;李明陽;宋振輝;張源;劉艷;劉濤;安鵬;宇秉勇;于姍姍;孫蘭梅;朱婧涵;劉長睿
• 申請（專利權）人: 沈陽化工研究院有限公司;沈陽化工研究院設計工程有限公司
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 汪海;何薇

本發明涉及廢水處理技術領域，具體地說是一種水解酸化耦合微生物電解裝置，包括水解酸化區、電化學區和排水室，其中水解酸化區包括污泥沉降室和氣水分離室，且污泥沉降室下端設有進水口，氣水分離室內設有用于排出水解酸化產生氣體的下集氣室，電化學區包括陰極室和陽極室，兩極之間設置合理間距，且陰極室內設有使廢水中有機物被還原的陰極，陽極室內設有使廢水中有機物被氧化的陽極，排水室上設有排氣管和出水口，裝置工作時廢水由進水口進入后依次經過污泥沉降室、氣水分離室、陰極室、陽極室和排水室。本發明用水解酸化將大分子有機物轉化為乙酸等小分子有機物，為后續BES的陽極產電微生物提供營養成分，降低了進水中乙酸的投加量，節約成本。

技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，具體地說是一種水解酸化耦合微生物電解裝置及其處理方法。

背景技術

隨著化工行業的快速發展，人工合成的有機物種類與數量與日俱增，隨之而來的是大量難降解有機廢水的產生。這些廢水中含有大量的鹵代芳烴、多環芳烴、硝基化合物、偶氮化合物等難降解有機污染物，這些污染物一般不能被微生物降解，或需要較長的時間才能被降解，一旦進入到環境中，會給人類健康和生態環境帶來嚴重危害，因此迫切需要采取有效的手段對這類工業廢水進行處理，以此控制廢水中難降解有機污染物的排放。

對于主要含有硝基苯類化合物的廢水來說，其處理方法主要有生物法、物理法和化學氧化法等，其中以生化處理工藝研究最為廣泛且應用最為普遍。一般情況下，硝基苯類污染物不能作為營養物質被微生物利用，微生物對這些污染物的降解需要通過共代謝作用實現。然而，硝基苯類廢水中所含有的易降解有機物非常少，其B/C往往非常低，很難直接采用生化處理工藝直接進行處理，需要引入新的方法和技術對其進行改進。

微生物電化學系統是近年來能源和環境領域中興起的研究熱點，是在電化學、微生物學、過程工藝學等學科交叉與綜合的基礎上構建的體系。在BES(即微生物電化學系統)中，電化學活性細菌具有其獨特的生理特性，可以以電極作為細胞代謝過程中的電子供體或電子受體，因此可利用這一特點，構建用于處理硝基苯類廢水的生物陰極，以電極作為電子供體，驅動其對硝基苯類污染物的還原降解。目前，關于運用BES的生物陰極還原一些污染物比如硝基苯、氯酚、氯乙烯、鉻酸鹽、高氯酸鹽、溫室氣體N₂O、偶氮染料和硝酸鹽等都取得了很好的處理效果。

BES應用于廢水處理過程中受到制約的主要因素包括污染物的結構及廢水組成。傳統的微生物電化學系統主要是利用生物陰極去還原一些具有氧化性或是帶有吸電子基團的有機物，如硝基、偶氮鍵等。然而，BES對于廢水成分復雜、其中不具有被還原性質的有機物卻不能有效的降解。因此，研發一種提高難降解硝基苯類廢水的降解活性的技術是加速微生物電化學推廣應用的關鍵。

發明內容

本發明的目的在于提供一種水解酸化耦合微生物電解裝置及其處理方法，利用水解酸化作用能夠有效將大分子有機物轉化為乙酸等小分子有機物，為后續BES的陽極產電微生物提供營養成分，大大降低了進水中乙酸的投加量，節約成本，同時本發明也解決了水解酸化過程中因產生的氣體造成微生物電解裝置的陰極底部廢水的接觸面積減小而導致污染物去除率降低的技術難題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種水解酸化耦合微生物電解裝置，包括水解酸化區、電化學區和排水室，其中所述水解酸化區包括污泥沉降室和氣水分離室，且所述污泥沉降室下端設有進水口，所述氣水分離室內設有用于排出水解酸化產生氣體的下集氣室，所述電化學區包括陰極室、過渡室和陽極室，且所述陰極室內設有使廢水中有機物被還原的陰極，所述陽極室內設有使廢水中有機物被氧化的陽極，所述排水室上設有排氣管和出水口，裝置工作時廢水由所述進水口進入后依次經過所述污泥沉降室、氣水分離室、陰極室、陽極室和排水室，且處理后的廢水由所述出水口排出，廢氣由所述排氣管排出。

所述污泥沉降室下端呈錐狀且錐端設有止水閥，所述污泥沉降室上端設有第一法蘭，所述氣水分離室下端設有第二法蘭與所述第一法蘭固連。