申请日2018.04.02
公开(公告)日2018.11.02
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30; C02F101/16; C02F101/12
摘要
本发明公开了一种三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置，包括三维电化学反应器和与三维电化学反应器相接的折流式厌氧反应器，三维电化学反应器内设有电解槽，电解槽包括两端分别设置的阳极电板和阴极电板，阳极电板和阴极电板之间设有若干粒子电极，电解槽上设有搅拌器，搅拌器上的搅拌转子穿插于所述若干粒子电极之间;三维电化学反应器上设有进水口;折流式厌氧反应器上设有出水口，折流式厌氧反应器的出水端与三维电化学反应器之间设有循环管道，利用所述装置的污水处理方法，污水通过上述两种反应器，能有效处理高浓度有机污水、低C/N的畜禽养殖污水和高含盐、有毒的化工污水，出水水质稳定，节能降耗优势明显。
权利要求书
1.一种三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置，其特征在于，包括三维电化学反应器(1)和与三维电化学反应器(1)相接的折流式厌氧反应器(2)，所述三维电化学反应器(1)内设有电解槽(1.1)，所述电解槽(1.1)包括两端分别设置的阳极电板(1.1.1)和阴极电板(1.1.2)，所述阳极电板(1.1.1)和阴极电板(1.1.2)之间设有若干粒子电极(1.1.3)，所述电解槽(1.1)上设有搅拌器(1.1.4)，所述搅拌器(1.1.4)上的搅拌转子穿插于所述若干粒子电极(1.1.3)之间;所述三维电化学反应器(1)上设有进水口(3);所述折流式厌氧反应器(2)上设有出水口(4)，所述折流式厌氧反应器(2)的出水端与三维电化学反应器(1)之间设有循环管道(6)。
2.根据权利要求1所述的三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置，其特征在于，所述电解槽(1.1)位于三维电化学反应器(1)内上部，电解槽(1.1)底部设有绝缘带孔隔板(1.1.5);所述三维电化学反应器(1)内设有进水口通道(1.2)，所述进水口通道(1.2)沿电解槽(1.1)外壁延伸至三维电化学反应器(1)底部;所述进水口通道(1.2)与所述绝缘带孔隔板(1.1.5)相连。
3.根据权利要求2所述的三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置，其特征在于，所述三维电化学反应器(1)内底部两侧分别设有一个挡板(1.3)，所述挡板(1.3)板面朝向所述电解槽(1.1);所述电解槽(1.1)外壁底端向下延伸有折流板(1.4)，所述折流板(1.4)位于所述两个挡板(1.3)之间。
4.根据权利要求1所述的三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置，其特征在于，所述折流式厌氧反应器(2)包括单列排列依次相接的首端折流板厌氧反应单室(2.1)、若干个中间折流板厌氧反应单室(2.2)和末端折流板厌氧反应单室(2.3)，所述电解槽(1.1)上部的出水端与所述首端折流式厌氧反应器(2.1)上部的进水端相接。
5.根据权利要求4所述的三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置，其特征在于，所述末端折流板厌氧反应单室(2.3)内出水端设置有悬浮蜂窝填料(5);所述首端折流板厌氧反应单室(2.1)、若干个中间折流板厌氧反应单室(2.2)内上部均填充有纤维滤料(7)、下部设有厌氧活性污泥。
6.根据权利要求4所述的三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置，其特征在于，所述首端折流板厌氧反应单室(2.1)、若干个中间折流板厌氧反应单室(2.2)上均分别设有取样口(8)、取泥口(9)和出气管(10)。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置，其特征在于，所述粒子电极(1.1.3)为活性炭颗粒，所述活性炭颗粒上负载有若干金属元素。
8.根据权利要求7所述的三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置，其特征在于，所述若干金属元素为铁元素、碳元素、钛元素、锰元素、镍元素中的一种或多种。
9.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置，其特征在于，所述搅拌器(1.1.4)为变频搅拌器;所述搅拌转子为螺旋状搅拌转子。
10.一种根据权利要求1所述三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置的污水处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)将污水注入三维电化学反应器;
2)步骤1)中反应后的出水进入折流式厌氧反应器;
3)步骤2)中处理后的出水通过循环管道再次进入三维电化学反应器中;
4)重复步骤2)和3)若干次后，从折流式厌氧反应器的出水口出水。
说明书
一种三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置及其污水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体为一种三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置及其污水处理方法。
背景技术
现今，随着各种低C/N的畜禽养殖污水和各种高盐有毒的化工污水，单纯的厌氧反应工艺已经很难达到相应的处理要求，处理效率低下。三维电化学作为现在的一个研究热点，可以有效处理C/N的污水和高盐有毒的化工污水，同时也面临一些问题，出水难以达标排放，需要和其他的工艺相结合，粒子电极容易板结，出水温度过高，造成能量的浪费等等。在很大程度上限制了三维电化学的实际应用。目前，污水处理领域也没有将厌氧反应工艺与三维电化学处理直接结合的污水处理装置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置及其污水处理方法，所述装置将三维电化学反应器与折流式厌氧反应器相结合，污水按序通过上述两种反应器，能有效处理高浓度有机污水、低C/N的畜禽养殖污水和高含盐、有毒的化工污水，出水水质稳定，节能降耗优势明显。
本发明的技术方案为：
一种三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置，其特征在于，包括三维电化学反应器和与三维电化学反应器相接的折流式厌氧反应器，所述三维电化学反应器内设有电解槽，所述电解槽包括两端分别设置的阳极电板和阴极电板，所述阳极电板和阴极电板之间设有若干粒子电极，所述电解槽上设有搅拌器，所述搅拌器上的搅拌转子穿插于所述若干粒子电极之间;所述三维电化学反应器上设有进水口;所述折流式厌氧反应器上设有出水口，所述折流式厌氧反应器的出水端与三维电化学反应器之间设有循环管道。
所述电解槽位于三维电化学反应器内上部，电解槽底部设有绝缘带孔隔板;所述三维电化学反应器内设有进水口通道，所述进水口通道沿电解槽外壁延伸至三维电化学反应器底部;所述进水口通道与所述绝缘带孔隔板相连。
所述三维电化学反应器内底部两侧分别设有一个挡板，所述挡板板面朝向所述电解槽;所述电解槽外壁底端向下延伸有折流板，所述折流板位于所述两个挡板之间。
所述折流式厌氧反应器包括单列排列依次相接的首端折流板厌氧反应单室、若干个中间折流板厌氧反应单室和末端折流板厌氧反应单室，所述电解槽上部的出水端与所述首端折流式厌氧反应器上部的进水端相接。
所述末端折流板厌氧反应单室内出水端设置有悬浮蜂窝填料;所述首端折流板厌氧反应单室、若干个中间折流板厌氧反应单室内上部均填充有纤维滤料、下部设有厌氧活性污泥。
所述首端折流板厌氧反应单室、若干个中间折流板厌氧反应单室上均分别设有取样口、取泥口和出气管。
所述粒子电极为活性炭颗粒，所述活性炭颗粒上负载有若干金属元素。
所述若干金属元素为铁元素、碳元素、钛元素、锰元素、镍元素中的一种或多种。
所述搅拌器为变频搅拌器;所述搅拌转子为螺旋状搅拌转子。
一种根据三维电化学耦合折流板厌氧反应器水处理装置的污水处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)将污水注入三维电化学反应器;
2)步骤1)中反应后的出水进入折流式厌氧反应器;
3)步骤2)中处理后的出水通过循环管道再次进入三维电化学反应器中;
4)重复步骤2)和3)若干次后，从折流式厌氧反应器的出水口出水。
本发明的技术效果为:
(1)本发明将三维电化学反应器与折流式厌氧反应器有机结合在一起，三维电化学反应器中产生的旁路电流导致污水温度升高，处理后的污水直接流入折流式厌氧反应器，高于室温的污水有利于厌氧菌的生长繁殖和富集，可以极大的提高整个工艺的处理效果。
(2)污水在经过三维电化学反应器处理后，污水中的有机大分子物质被羟自由基直接或者间接氧化，转化为无机小分子物质，高盐污水通过三维电化学产生的羟自由基可以直接或者间接氧化氨氮成为氮气，氧化氯离子变成氯气，使得污水的粘度显著降低，水体的界面张力显著减小，处理后的污水直接进入到折流式厌氧反应器中，低界面张力的污水消除了后续各类细菌的界面阻碍;对于低C/N的污水，氨氮浓度过高会抑制厌氧菌的生长和繁殖，导致厌氧菌的活性变低，处理效果变差，三维电化学反应器可以有效降低氨氮，解除高氨氮对厌氧菌的抑制作用，提高厌氧反应区的反应效率，对各种高难处理污水均有良好的处理效果，尤其是低C/N的畜禽养殖污水和含高盐有毒污水。
(3)粒子电极在搅拌器的搅动过程中，会破碎，处理的污水中会含有一定量的活性炭粉末，这些活性炭粉末流入到折流式厌氧反应器中，厌氧反应器中的厌氧菌可以吸附在活性炭粉末上面迅速生长，形成厌氧颗粒污泥，厌氧颗粒污泥对于整个厌氧反应器是最重要、最有效的微生物群。同时，电解槽内没有设置曝气装置，经过电解槽处理的污水含氧量少，有利于后续的厌氧反应。
(4)折流式厌氧反应器在处理污水过程中，污水中的一些糖类、氨基酸、脂肪酸和甘油等简单有机物在产酸菌的作用下经过厌氧发酵和氧化转化为乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类，出现“酸化”现象，折流式厌氧反应器的出水端与三维电化学反应器之间设有循环管道，循环管道将经过厌氧反应器处理的污水重新带入到三维电化学反应器中，有机大分子物质被羟自由基直接或者间接氧化，去除引起酸化的大分子，有效提高净水质量。
(5)三维电化学反应器的进水口通道，使得进水沿着电解槽外壁流入到三维电化学反应器底部，再通过电解槽底部的绝缘带孔隔板溢入到电解槽中，水流通过折流板和挡板导流，进入电解槽的过程均匀缓和。
(6)搅拌转子只与粒子电极有接触，既消除了反应中的短路电流，又防止了粒子电极的板结，有效提高三维电化学反应器处理效率的基础上缓解了粒子电极的损坏率。可调频搅拌器在工作时可根据反应电流变化的急缓来调节搅拌器的搅拌频率，直至反应电流呈稳定状态。另外，电解槽电流增大时，电流密度增大、处理效率提高。
(7)折流式厌氧反应器的各个单室中，上部装有填料，可以有效截留下部分的厌氧污泥，保持每一个单室的污泥浓度，增加反应器的生物量。
(8)三维电化学反应器与折流式厌氧反应器一体化设置，强化了脱氮除磷，操作管理简便,卫生环保。