專利名稱：難降解有機廢水的電生物處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理裝置，特別涉及一種難降解有機廢水的電生物處理裝置。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展，越來越多的精細(xì)化工產(chǎn)品不斷問世。在這些產(chǎn)品中，許多物質(zhì)不但會嚴(yán)重污染環(huán)境，而且很難被生物降解，如氯酚、氯苯、硝基苯、染料等等。目前國內(nèi)對這類物質(zhì)常用的降解方法有生物降解法、電解降解法、混凝降解法、高溫氧化降解法等等。由于這類物質(zhì)的可生化性(BOD/COD低)，所以傳統(tǒng)的生化降解法處理裝置的處理效率非常低；混凝法降解處理裝置對一些污染物的去除還是比較有效的，但它存在的最大缺點是產(chǎn)生混凝劑與污染物形成的二次污染沉淀；高溫氧化降解法處理裝置處理高濃度廢水比較經(jīng)濟(jì)，但對低濃度的廢水就不太適合，而且對反應(yīng)器材質(zhì)的要求也比較高。
電解降解法處理裝置處理這類廢水的原理是利用電解過程所產(chǎn)生的氧化劑(如O2、O3、·OH、ClO-等)或還原劑(如H2、H等)與廢水中的有機物進(jìn)行氧化(或還原)反應(yīng)，使有機物轉(zhuǎn)變成低分子無機物、低分子有機物或難溶性大分子有機物等，進(jìn)而與水分離或變成生物可降解的有機分子。專利CN1295033A和CN1285316A分別采用電解降解法處理難降解有機廢水，不但使廢水的COD大大降低，而且大大提高處理后水的可生化性(BOD/COD增大)。然而使用中發(fā)現(xiàn)，上述裝置處理廢水時，電解的電流效率相對較低(高電流密度)，而且電極材料的腐蝕也比較嚴(yán)重。此外，為了保證廢水能達(dá)標(biāo)排放，電解處理過的廢水還需要進(jìn)行生物處理。
中國專利申請?zhí)枮?0123839.6的專利申請公開了一種污水處理裝置，設(shè)在地下，用于處理污水，其特點是“包含收容污水的污水處理部和向上述污水處理部供給鐵離子或鋁離子的離子供給部，離子供給部備有安裝在入孔蓋上的電極，還備有檢測上述電極是否浸入污水中的檢測機構(gòu)，電極通過預(yù)定電源向上述電極供給電力，使其電解，……還備有導(dǎo)入污水、存在著厭氧性微生物的厭氧槽、導(dǎo)入污水；存在著好氣性微生物的好氣槽；導(dǎo)入污水、使污泥沉淀的沉淀槽；上述電極浸入上述厭氧槽、好氣槽或沉淀槽”；該處理裝置最大特點是能夠同時進(jìn)行電解反應(yīng)和生化反應(yīng)，然而，卻存在著下述缺陷由于該裝置的微生物懸浮在水中，在處理廢水時，即使電解的電流密度較低，游離于水中的微生物代謝活性也受到較強的抑制作用；更重要的是當(dāng)處理一些難降解有機廢水時，為了讓有機分子進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，過低的電流密度幾乎不可能使反應(yīng)正常進(jìn)行，也就使說，該裝置不適宜處理難降解有機廢水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明發(fā)明目的在于，克服上述裝置存在的不足，而提供一種將電催化反應(yīng)和微生物代謝耦合為一體的運行穩(wěn)定、處理效率高、能耗低、低處理成本，且不會產(chǎn)生二次污染的難降解有機廢水的電生物處理裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了特定結(jié)構(gòu)的電生物處理裝置，以保證電生物反應(yīng)器內(nèi)的電解催化和生物降解同時高效進(jìn)行；電生物反應(yīng)器是難降解有機廢水處理的核心部分，正負(fù)電極交錯分布于該電生物反應(yīng)器內(nèi)，而載有微生物的固定載體則分布于正負(fù)電極之間，電生物反應(yīng)器的底部設(shè)進(jìn)水管和氣體分布器，上部設(shè)有出水管和排氣管，并設(shè)有報警裝置，以防止代謝廢氣中的H2或CH4與O2混合爆炸。該裝置采用電催化反應(yīng)/微生物代謝耦合技術(shù)強化廢水的處理過程，可在常溫下處理難降解有機廢水，具有運行穩(wěn)定、處理效率高、能耗低、低處理成本優(yōu)點，而且不會產(chǎn)生二次污染。
本發(fā)明的實施方案如下本發(fā)明提供的難降解有機廢水的電生物處理裝置，包括一電生物反應(yīng)器3，其特征在于，該電生物反應(yīng)器3頂部安裝有出氣管6，其內(nèi)底部安裝一氣體分布器2，電生物反應(yīng)器3之內(nèi)氣體分布器2上方垂向交錯放置正、負(fù)電極52、51，正、負(fù)電極52、51間安裝載有微生物的固定載體4，電生物反應(yīng)器3下端安裝有用以向電生物反應(yīng)器3內(nèi)通入空氣的進(jìn)氣管1和電生物反應(yīng)器3內(nèi)液體流出的出液管12，出液管12與沉淀池9相連通，電生物反應(yīng)器3器壁上安裝有對來水進(jìn)行分配的進(jìn)液分配管8；所述的載有微生物的固定載體4為有機高分子填料載體、無機填料載體或海藻酸鈉、PVA等惰性包埋劑載體；所述的載有微生物的固定載體4在電生物反應(yīng)器3內(nèi)的填充率為20％-95％；所述的電生物反應(yīng)器3頂部設(shè)有防爆報警裝置7；所述的正、負(fù)電極52、51為碳、鐵、不銹鋼、多孔鎳、鈀、鉑或銠制成的具有催化活性的電極；所述的正、負(fù)電極52、51的電流密度為10-40A/m2；所述的正、負(fù)電極52、51之間的距離為20-250mm。
本發(fā)明提供的難降解有機廢水的電生物處理裝置，其最大優(yōu)點是可以在較高的電流密度下完成電解/生物消化的耦合反應(yīng)，使廢水經(jīng)過處理后達(dá)到排放甚至回用標(biāo)準(zhǔn)；與電解法相比，本發(fā)明可大大減少污泥的產(chǎn)量，而且處理成本低；具有運行穩(wěn)定、處理效率高、能耗低、低處理成本優(yōu)點，而且不會產(chǎn)生二次污染。


附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；其中電生物反應(yīng)器3出氣管6 氣體分布器2正電極5-2負(fù)電極5-1固定載體4進(jìn)氣管1 出液管12 沉淀池9防爆報警裝置7進(jìn)液分配器8 進(jìn)液管10下面結(jié)合附圖及實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知，本發(fā)明提供的難降解有機廢水的電生物處理裝置，包括一電生物反應(yīng)器3，其特征在于，該電生物反應(yīng)器3頂部安裝有出氣管6，其內(nèi)底部安裝一氣體分布器2，電生物反應(yīng)器3之內(nèi)氣體分布器2上方垂向交錯放置正、負(fù)電極52、51，正、負(fù)電極52、51間安裝載有微生物的固定載體4，電生物反應(yīng)器3下端安裝有用以向電生物反應(yīng)器3內(nèi)通入空氣的進(jìn)氣管1和電生物反應(yīng)器3內(nèi)液體流出的出液管12，出液管12與沉淀池9相連通，電生物反應(yīng)器3器壁上安裝有對來水進(jìn)行分配的進(jìn)液分配管8；所述的載有微生物的固定載體4為有機高分子填料載體、無機填料載體或海藻酸鈉、PVA等惰性包埋劑載體；所述的載有微生物的固定載體4在電生物反應(yīng)器3內(nèi)的填充率為20％-95％；所述的電生物反應(yīng)器3頂部設(shè)有防爆報警裝置7；所述的正、負(fù)電極52、51為碳、鐵、不銹鋼、多孔鎳、鈀、鉑或銠制成的具有催化活性的電極；所述的正、負(fù)電極52、51的電流密度為10-40A/m2所述的正、負(fù)電極52、51之間的距離為20-250mm。
用本實施例提供的難降解有機廢水的電生物處理裝置處理某染料廠酸性染料生產(chǎn)廢水該類廢水有機物含量高(COD＞600mg/l)、色度深、難降解(BOD/COD＜0.15)；本實施例處理廢水的處理效果與單獨電解處理裝置、單獨生物處理裝置的處理效果比較如下表1；表1

實施例2本實施例提供的難降解有機廢水的電生物處理裝置，其電生物反應(yīng)器3水平放置，碳制成的正電極52和多孔鎳制成的負(fù)電極51垂向交錯放置于電生物反應(yīng)器3內(nèi)，所述的正、負(fù)電極52、51之間的距離為20mm，電流密度為10A/m2；正負(fù)電極52和51之間安裝載有微生物的固定載體4，載有微生物的固定載體4在電生物反應(yīng)器3內(nèi)的填充率為95％，電生物反應(yīng)器3頂部設(shè)有防爆報警裝置7，空氣從電生物反應(yīng)器3底部進(jìn)氣管1經(jīng)過氣體分布器2流入電生物反應(yīng)器3內(nèi)；待處理的難降解有機廢水通過進(jìn)液管10和沉淀池9中部分回流水由電生物反應(yīng)器3的上部進(jìn)液分配管8流入電生物反應(yīng)器3內(nèi)，廢水在電生物反應(yīng)器3中停留6小時，處理過的水由電生物反應(yīng)器3底部出液管12流出進(jìn)入沉淀池9，部分回流，部分排出；即完成其難降解有機廢水的處理。
用本實施例提供的難降解有機廢水的電生物處理裝置處理以2，6-二氯苯酚為模擬污染物的廢水，并與單獨電解法、單獨生物法處理該類廢水進(jìn)行比較，所處理的模擬廢水中所含2，6-二氯苯酚濃度為40mg/l，所含葡萄糖濃度為200mg/l，該廢水在電生物反應(yīng)器3中的停留時間為12h，三種方法的處理效果如表2；
表2

實施例3本實施例提供的難降解有機廢水的電生物處理裝置，其電生物反應(yīng)器3水平放置，碳制成的正電極52和鈀制成的負(fù)電極51垂向交錯放置于電生物反應(yīng)器3內(nèi)，所述的正、負(fù)電極52、51之間的距離為100mm，電流密度為30A/m2；正負(fù)電極52和51之間安裝載有微生物的固定載體4，載有微生物的固定載體4在電生物反應(yīng)器3內(nèi)的填充率為20％，電生物反應(yīng)器3頂部設(shè)有防爆報警裝置7，空氣從電生物反應(yīng)器3底部進(jìn)氣管1經(jīng)過氣體分布器2流入電生物反應(yīng)器3內(nèi)；待處理的難降解有機廢水通過進(jìn)液管10和沉淀池9中部分回流水由電生物反應(yīng)器3的上部進(jìn)液分配管8流入電生物反應(yīng)器3內(nèi)，廢水在電生物反應(yīng)器3中停留6小時，處理過的水由電生物反應(yīng)器3底部出液管12流出進(jìn)入沉淀池9，部分回流，部分排出；即完成其難降解有機廢水的處理。
用本實施例提供的難降解有機廢水的電生物處理裝置處理以硝基苯為模擬污染物的廢水，并與單獨電解法、單獨生物法處理該類廢水進(jìn)行比較，所處理的模擬廢水中所含硝基苯濃度為60mg/l，所含葡萄糖濃度為200mg/l，該廢水在電生物反應(yīng)器3中的停留時間為20h，三種方法的處理效果如表3表3

權(quán)利要求
1.一種難降解有機廢水的電生物處理裝置，包括一電生物反應(yīng)器(3)，其特征在于，該電生物反應(yīng)器(3)頂部安裝有出氣管(6)，其內(nèi)底部安裝一氣體分布器(2)，電生物反應(yīng)器(3)之內(nèi)氣體分布器(2)上方垂向交錯放置正、負(fù)電極(52)、(51)，正、負(fù)電極(52)、(51)間安裝載有微生物的固定載體(4)，電生物反應(yīng)器(3)下端安裝有用以向電生物反應(yīng)器(3)內(nèi)通入空氣的進(jìn)氣管(1)和電生物反應(yīng)器(3)內(nèi)液體流出的出液管(12)，出液管(12)與沉淀池(9)相連通，電生物反應(yīng)器(3)器壁上安裝有對來水進(jìn)行分配的進(jìn)液分配管(8)，
2.按權(quán)利要求1所述的難降解有機廢水的電生物處理裝置，其特征在于，所述的載有微生物的固定載體(4)為有機高分子填料載體、無機填料載體或海藻酸鈉、PVA惰性包埋劑載體。
3.按權(quán)利要求1所述的難降解有機廢水的電生物處理裝置，其特征在于，所述的載有微生物的固定載體(4)在電生物反應(yīng)器(3)內(nèi)的填充率為20％-95％。
4.按權(quán)利要求1所述的難降解有機廢水的電生物處理裝置，其特征在于，電生物反應(yīng)器(3)頂部設(shè)有防爆報警裝置。
5.按權(quán)利要求1所述的難降解有機廢水的電生物處理裝置，其特征在于，所述的正、負(fù)電極(52)、(51)為多鐵、不銹鋼、碳、多孔鎳、鈀、鉑或銠制成的具有催化活性的電極。
6.按權(quán)利要求5所述的難降解有機廢水的電生物處理裝置，其特征在于，所述的正、負(fù)電極(52)、(51)的電流密度為10-40A/m2。
7.按權(quán)利要求1所述的難降解有機廢水的電生物處理裝置，其特征在于，所述的正、負(fù)電極(52)、(51)之間的距離為20-250mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及難降解有機廢水的電生物處理裝置，包括一電生物反應(yīng)器，其頂部安裝有出氣管，內(nèi)底部安裝一氣體分布器，電生物反應(yīng)器之內(nèi)氣體分布器上方垂向交錯放置正、負(fù)電極，正、負(fù)電極間安裝載有微生物的固定載體，電生物反應(yīng)器下端安裝有用以向電生物反應(yīng)器內(nèi)通入空氣的進(jìn)氣管和電生物反應(yīng)器內(nèi)液體流出的出液管，出液管與沉淀池相連通，電生物反應(yīng)器器壁上安裝有對來水進(jìn)行分配的進(jìn)液分配管；電生物反應(yīng)器頂部設(shè)有防爆報警裝置；該裝置采用電催化反應(yīng)/微生物代謝耦合技術(shù)強化廢水的處理過程，可在常溫下處理難降解有機廢水，具有運行穩(wěn)定、處理效率高、能耗低、低處理成本優(yōu)點，而且不會產(chǎn)生二次污染。
文檔編號C02F1/463GK1435379SQ02100450
公開日2003年8月13日 申請日期2002年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月30日
發(fā)明者曹宏斌, 張懿 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所