[發(fā)明專利]一種厭氧生物電化學-好氧移動床生物膜一體式廢水處理裝置及其處理廢水的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011075260.7
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112142267A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔凡英;任宏宇;任南琪
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F3/10;C02F3/12;C02F3/28;C02F3/00;C02F1/461;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

本發(fā)明公開了一種厭氧生物電化學?好氧移動床生物膜一體式廢水處理裝置及其處理廢水的方法，屬于廢水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將厭氧生物電化學系統(tǒng)(BES)和好氧移動床生物膜反應器(MBBR)進行一體化堆疊組裝作為難降解廢水的預處理和后續(xù)處理工藝，以實現(xiàn)難降解有機污染物的降解及礦化。本發(fā)明具有設(shè)計簡單，操作方便，更具有實用性等特點，且更有利于反應器的放大化，對不同進水水質(zhì)可調(diào)可控，廢水先經(jīng)過生物電化學模塊的陰極區(qū)，發(fā)生生物催化還原反應與毒性解除，中間代謝產(chǎn)物為無毒或低毒性有機物，可在后續(xù)移動床生物膜模塊階段實現(xiàn)徹底分解和利用，從而實現(xiàn)難降解有毒有機廢水的深度強化處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種厭氧生物電化學-好氧移動床生物膜一體式廢水處理裝置及其處理廢水的方法，屬于廢水生物處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

廢水生物處理技術(shù)具有低成本、效率高的優(yōu)點，對于難降解廢水的生物處理，采用合適的預處理技術(shù)，提高廢水的可生化性，然后進入常規(guī)的生化處理工藝進一步處理，最終實現(xiàn)廢水達標排放，是一種有效的技術(shù)模式。其中，厭氧-好氧聯(lián)合生物工藝已廣泛應用于難降解廢水的處理。但在厭氧-好氧組合工藝中，要實現(xiàn)難降解有機廢水及其芳香代謝物的高效快速生物降解和礦化，仍有一些問題和挑戰(zhàn)還需進一步改進和優(yōu)化，如(1)在厭氧過程中降解不徹底，預處理效能較低；(2)在好氧過程中存在中間代謝產(chǎn)物殘留，難以進一步礦化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題，將生物電化學技術(shù)與現(xiàn)有廢水生物處理技術(shù)耦合，將厭氧生物電化學系統(tǒng)(BES)和好氧移動床生物膜反應器(MBBR)進行一體化堆疊組裝作為難降解廢水的預處理和后續(xù)處理工藝，以實現(xiàn)難降解有機污染物的降解及礦化。

一種厭氧生物電化學-好氧移動床生物膜一體式廢水處理裝置，該裝置由下至上依次由布水器1、第一模塊2、第二模塊3和第三模塊4堆疊組成，所述的第一模塊2和第二模塊3為生物電化學模塊，第三模塊4為移動床生物膜模塊；第一模塊2、第二模塊3和第三模塊4之間通過法蘭相連，法蘭之間放置膠墊保證各模塊的密閉性；所述的布水器1與第一模塊2連通，所述的第一模塊2、第二模塊3和第三模塊4的底部均設(shè)有進水孔，第一模塊2、第二模塊3和第三模塊4的頂部均設(shè)有出水口，相鄰模塊的進水孔和出水孔通過導管連通，且第一模塊2、第二模塊3和第三模塊4均設(shè)有取樣口；

所述的生物電化學模塊為環(huán)繞電極排布的套筒結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)筒和外筒，內(nèi)筒的內(nèi)部為陽極室，放置陽極材料；內(nèi)筒與外筒之間形成的腔室為陰極室，放置陰極材料；所述的陽極室和陰極室由陽離子交換膜分隔，陽離子交換膜位于內(nèi)筒外壁上，內(nèi)筒的筒壁上分布有孔；所述的陽極材料和陰極材料通過導線與電源和外電阻連成閉合回路；

所述的移動床生物膜模塊的筒體內(nèi)填充多孔塑料懸浮生物載體，筒體底部設(shè)有微孔曝氣管5，筒體內(nèi)部插有溶解氧探針，監(jiān)測移動床生物膜模塊內(nèi)溶解氧濃度。

進一步限定，所述的生物電化學模塊的陰極材料和陽極材料均為環(huán)繞式排布的碳刷。

更進一步限定，所述的陽極材料為碳纖維、碳顆粒、石墨顆粒、碳氈、碳布、不銹鋼網(wǎng)、泡沫鎳及其改性材料。

更進一步限定，所述的陰極材料為碳纖維、碳顆粒、石墨顆粒、碳氈、碳布、不銹鋼網(wǎng)、泡沫鎳及其改性材料。

進一步限定，所述的生物電化學模塊的陰極室和陽極室位置可以調(diào)換。

進一步限定，所述的多孔塑料懸浮生物載體為聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯及其改性材料。

進一步限定，所述的多孔塑料懸浮生物載體為環(huán)狀、柱狀、內(nèi)置式、多孔旋轉(zhuǎn)球型或多面空心球。

上述厭氧生物電化學-好氧移動床生物膜一體式廢水處理裝置的處理廢水的方法，該方法的具體步驟如下：

在外加電壓的條件下，將廢水通過布水器布水依次流經(jīng)第一模塊2、第二模塊3和第三模塊4，然后經(jīng)第三模塊4的出水口流出。