申请日2016.03.14
公开(公告)日2016.06.08
IPC分类号C02F3/28; G01N27/416
摘要
本发明公开了一种上流式厌氧污泥床电化学传感器及运行方法，涉及一种厌氧废水处理装置，特别是涉及一种升流式厌氧污泥床反应器装置。本发明利用微生物燃料电池(MFC)的生物传感功能，针对UASB控制及运行相对较复杂的缺点，通过MFC电化学信号实时反馈UASB装置内部的运行状态，来达到UASB控制运行简单化的目的。此外，本发明克服现有的技术不足解决了一体式UASB-MFC生物传感耦合系统因一体式设计缺点导致的反应时间慢、运行维护不方便等问题，在实际工程运行中使UASB的启动和调试变得更加简单，为UASB启动和运行工作提供了极大地便利。
权利要求书
1.一种上流式厌氧污泥床电化学传感器，生物传感器进水阀门(1)设置于生物传感器侧壁下面，通过进水管(14)与UASB出水阀门(8)连在一起，进水管(14)上有生物传感器进水蠕动泵(18)，生物传感器出水阀门(2)设置于传感器顶部，通过出水管(15)与UASB进水阀门(9)连接在一起，生物传感器上有法兰1(11)，法兰1外侧中间部分贴着质子交换膜(4)，质子交换膜外侧是铜网(3)，法兰2(12)内侧中间有组成生物传感器阴极的碳纸(5)贴着铜网，MFC阳极(6)在生物传感器内部，生物传感器上方设置有导线孔(16)，穿过导线孔设置的导线(17)的一端与阳极连在一起，另一端依次与外电阻(7)、铜网和阴极连接，从内到外依次把质子交换膜、铜网、碳纸夹在法兰1和法兰2中间，利用螺丝(13)把法兰1和法兰2密封固定在一起。
说明书
一种上流式厌氧污泥床电化学传感器
技术领域
本发明涉及一种厌氧废水处理装置，特别是涉及一种升流式厌氧污泥床反应器装置。
技术背景
UASB反应器是升流式厌氧污泥床反应器(upflowanaerobicsludgeblanketreactor)的简称。该反应器是由荷兰教授Lettinga等人研制开发的一项厌氧生物处理技术，是新一代高效厌氧反应器的典型代表。近些年来已经应用在各类有机污水的处理中，已被广泛地用于处理较高COD浓度的工业废水的处理，表现出了良好的处理效果。但是由于其仍以厌氧微生物为核心进行处理，因此UASB有对环境条件又要求苛刻，所以培养驯化较为困难，启动调试周期较长，对水质和负荷变化较为敏感，控制及运行相对较复杂，缺少量化控制参数等缺点。
微生物燃料电池(Microbialfuelcell，MFC)是将废水中的有机物通过微生物对其的代谢作用，使废水中的化学能转变成电能。此方法不但可以获得较为清洁的电能，还可以使废水净化，减少环境污染，在近年的MFC研究中我们发现，MFC尽管显示出极大的研究和应用价值，但是要实现MFC的实际应用关键问题是提高和保持其产电效能。目前MFC产生的电能仍相对较小，很难将其直接利用，这一问题极大限制了MFC应用领域范围。由于MFC产生的电流可以进行在线监测，因此MFC可作为一种利用电信号作为反馈的生物传感器，并且无需转换信号的中间媒介。关注其在不同环境条件下的产电响应性的问题成为MFC技术研究的一个新的热点，也出现了不少基于MFC技术的电化学传感器。
目前一些研究人员发明了一体式UASB-MFC生物传感耦合系统。但是，一体式UASB-MFC生物传感耦合系统有设计本身缺陷带来的一系列缺点。比如，由于一体式设计带来的较长HRT导致传感速度不灵敏、传感器出现问题需要维护时不得不停止运行UASB反应器，产电微生物易受到反应器中外部水力作用影响等问题，在应用中需要进一步改进。因此本发明基于以往技术提出一种基于MFC的上流式厌氧污泥床电化学传感器。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种独立于UASB反应器外的分体式电化学传感器。本发明的技术方案概述如下：
一种上流式厌氧污泥床电化学传感器，生物传感器进水阀门(1)设置于生物传感器侧壁下面，通过进水管(14)与UASB出水阀门(8)连在一起，进水管(14)上有生物传感器进水蠕动泵(18)，生物传感器出水阀门(2)设置于传感器顶部，通过出水管(15)与UASB进水阀门(9)连接在一起，生物传感器上有法兰1(11)，法兰1外侧中间部分贴着质子交换膜(4)，质子交换膜外侧是铜网(3)，法兰2(12)内侧中间有组成生物传感器阴极的碳纸(5)贴着铜网，MFC阳极(6)在生物传感器内部，生物传感器上方设置有导线孔(16)，穿过导线孔设置的导线(17)的一端与阳极连在一起，另一端依次与外电阻(7)、铜网和阴极连接，从内到外依次把质子交换膜、铜网、碳纸夹在法兰1和法兰2中间，利用螺丝(13)把法兰1和法兰2密封固定在一起。生物传感器出现问题时只需关闭传感器进水阀门(1)、出水阀门(2)和UASB出水阀门(8)、进水阀门(9)单独对传感器进行维护，不影响UASB正常运行。
本发明使生物化学和电化学有机结合，除了具有占地面积小、操作方便、能够在不同运行工况下产生对应的传感信号等特点，还具有传感灵敏度高、运行维护方便等优点。
因此本发明控制和运行UASB并使其保持良好的运行状态有着极其重要的意义。