申请日2017.03.27
公开(公告)日2017.07.25
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30
摘要
本发明涉及一种光伏三维微电‑磁场驱动强化的复合厌氧废水处理系统及工艺，所述复合厌氧废水处理系统自下而上由低氧化还原电位区(2)、厌氧反应处理区(5)、高氧化还原电位区(8)和气室(10)四部分组成。所述的低氧化还原电位区(2)由微生物燃料电池组成，高氧化还原电位区(8)由电化学工作系统组成，两者通过回流管道(14)及导线相连。该系统可以有效解决不同有机物降解时间不同步的问题，使持久性有机污染物与易降解有机污染物同步降解，减小了厌氧出水对下级好氧系统的负荷冲击。本发明是集太阳能光伏驱动、厌氧生物降解、电化学高效降解于一体的复合系统，显著提高了厌氧废水处理系统的处理效率和应用能力，是一种新型的厌氧反应处理模式。
权利要求书
1.一种光伏三维微电-磁场驱动强化的复合厌氧废水处理系统，其特征在于：该系统自下而上由4部分组成，分别为低氧化还原电位区(2)、厌氧反应处理区(5)、高氧化还原电位区(8)和气室(10);所述的各个区域之间依次由第一有多孔挡板(3)、第二有多孔挡板(6)和第三有多孔挡板(9)隔开;所述的低氧化还原电位区(2)由微生物燃料电池系统组成，在所述的低氧化还原电位区(2)下部设有布水区(1);所述的厌氧反应处理区(5)内填充填料(4);所述的高氧化还原电位区域(8)由电化学工作系统组成，其中填充导电粒子(7)作为三维电极;所述气室(10)的一侧设置有出水区(11)，另一侧设有回流管道(14)与高氧化还原电位区(8)相连，上侧设置有排气口(12);所述的低氧化还原电位区(2)微生物燃料电池的阴阳极与高氧化还原电位区(8)电化学工作系统的阴阳极之间通过第一导线(15)和第二导线(16)对应连接。
2.如权利要求1所述的复合厌氧废水处理系统，其特征在于微生物燃料电池系统中的阴阳极均选用碳基材料作为电极材料。
3.如权利要求1所述的复合厌氧废水处理系统，其特征在于厌氧反应处理区(5)中填充材料为聚乙烯、聚丙烯或其改性类填料中的一种或多种混合组成，改性填料填充的体积比例占厌氧反应处理区总体积的30%-80%。
4.如权利要求1所述的复合厌氧废水处理系统，其特征在于所述的高氧化还原电位区(8)电化学工作系统通过导线与太阳能光伏系统(13)连接。
5.高氧化还原电位区(8)电化学工作系统阴极材料为钛基材料，阳极材料为负载稀土金属的钛基材料;电压范围为1-5V。
6.如权利要求1所述的复合厌氧废水处理系统，其特征在于：高氧化还原电位区(8)内填充的粒子电极(7)为磁性导电性颗粒，填充量占高氧化还原电位区(8)总体积的30%-80%。
7.一种利用如权利要求1所述的复合厌氧废水处理系统处理废水的工艺，其具体步骤如下：
(1)反应器中泵与布水区相连，废水经布水区直接到达低氧化还原电位区(2)中，并在低氧化还原电位区(2)微生物燃料电池的阳极处发生氧化反应，代谢有机物，产生电能;
(2)废水在泵的压力下经过第一多孔挡板(3)过滤后进入到厌氧反应处理区(5)内，在反应区域内发生厌氧氧化;
(3)接着通过第二多孔挡板(6)进入到高氧化还原电位区(8)，高氧化还原电位区(8)所需的电能由低氧化还原电位区(2)微生物燃料电池以及太阳能光伏系统(13)共同提供，废水在阳极发生强氧化作用，使难降解的大分子有机污染物分解为小分子有机污染物;
(4)含有小分子有机污染物的废水经由回流管道(14)设计回到反应器内部，直接与低氧化还原电位区(2)微生物燃料电池阴极接触，废水中的小分子有机物部分作为电子受体参与低氧化还原电位区(2)微生物燃料电池阴极的还原反应，部分在阳极发生进一步的厌氧降解;
(5)经上述的步骤循环过后，最终从出水区(11)处收集水样。
8.如权利要求7所述的工艺，其特征在于泵的压力设置为1-10bar。
9.如权利要求7所述的工艺，其特征在于循环次数为1-3次。
说明书
一种光伏三维微电-磁场驱动强化的复合厌氧废水处理系统及工艺
技术领域
本发明涉及