申请日 20200811
公开（公告）日 20201201
IPC分类号 C02F3/00; C02F3/30; C02F101/38
摘要
本发明公开了一种偶氮染料废水的电化学生物加速处理反应装置，包括一个反应器本体，所述反应器本体包括厌氧生物反应区和好氧生物反应区，两个反应区之间以隔板孔口相连。在厌氧生物区设置单位阴极，好氧生物区设置单位阳极，外部供电装置分别用导线连接阴阳两极。本发明通过分别在传统厌氧‑好氧生物反应器中置入生物阴极和生物阳极，能有效加速偶氮染料的厌氧生物还原和好氧生物降解过程，降低反应停留时间，提高偶氮染料的生物转化效率。
权利要求书
1.一种偶氮染料废水的电化学生物加速处理反应装置，其特征在于：包括厌氧好氧生物反应器本体（1），厌氧好氧生物反应器本体（1）内由若干隔板分成厌氧反应区（2）、缺氧反应区（3）、好氧反应区（4），每个隔板上具有通道，水流在厌氧反应区（2）、缺氧反应区（3）、好氧反应区（4）内呈S形流动路径，所述厌氧反应区（2）在远离通道的一端位置设有进水区（5），所述好氧反应区（4）在远离通道的一端位置设有出水区（6）；
所述厌氧反应区（2）内置单位阴极（11）以及一个水流推进器（7），厌氧反应区（2）内的水流推进器（7）将水流向缺氧反应区（3）推进；
所述缺氧反应区（3）内置一个水流推进器（7），缺氧反应区（3）内的水流推进器（7）将水流向好氧反应区（4）推进；
所述好氧反应区（4）内置单位阳极（12）以及一个水流推进器（7），厌氧反应区（2）内的水流推进器（7）将水流向出水区（6）推进。
2.根据权利要求1所述的一种偶氮染料废水的电化学生物加速处理反应装置，其特征在于：所述好氧反应区（4）的底部设有曝气装置（8）。
3.根据权利要求1所述的一种偶氮染料废水的电化学生物加速处理反应装置，其特征在于：所述单位阴极（11）和单位阳极（12）均通过线路连接厌氧好氧生物反应器本体（1）外部的外接电源（9），线路上具有外接电阻（10）。
4.根据权利要求1所述的一种偶氮染料废水的电化学生物加速处理反应装置，其特征在于：所述单位阴极（11）由若干碳纤维钢丝刷（15）螺旋而成，所述碳纤维钢丝刷（15）分为不锈钢丝（14）和碳纤维（13），碳纤维钢丝刷（15）由碳纤维（13）围绕不锈钢丝（14）扭合而成。
5.根据权利要求4所述的一种偶氮染料废水的电化学生物加速处理反应装置，其特征在于：所述不锈钢丝（14）的直径为0.25-0.5mm，所述碳纤维（13）的长度为20-40mm，所述单位阴极（11）的长度为10-300mm。
6.根据权利要求1所述的一种偶氮染料废水的电化学生物加速处理反应装置，其特征在于：所述单位阳极（12）包括石墨块（16）、碳纤维布（17）、阳极导线（18），碳纤维布（17）包裹石墨块（16）形成包装结构，再由阳极导线（18）穿过包裹了石墨块的碳纤维布，形成串形。
7.根据权利要求6所述的一种偶氮染料废水的电化学生物加速处理反应装置，其特征在于：所述石墨块（16）的长、宽、高的尺寸为2cm-4cm。
说明书
一种偶氮染料废水的电化学生物加速处理反应装置
技术领域
本发明属于环保技术领域，尤其涉及一种偶氮染料废水的电化学生物加速处理反应装置。
背景技术
偶氮染料广泛应用于社会各领域，但偶氮染料在其生产过程中产生大量废水，该类废水具有排放不稳定、有机物含量高、生物毒性大、色度高等特点，如不能适当处理对环境水体造成较大污染。色度是一种感官指标，排入河体可给人带来不悦感；毒性对生物体具有短期和累计危害，所以对偶氮染料的脱色和降毒是该类废水处理的关键。偶氮类染料主要有偶氮基团的有机物，传统化学氧化等方法是通过破坏染料的发色基团来实现脱色和脱毒，但化学氧化法消耗药剂较多、成本高、易产生二次污染。生物法是废水处理中最为普遍的方法之一，具有成本低、适应性强的特点。厌氧生物法主要是向偶氮染料提供电子，实现偶氮键断裂还原，从而达到脱色脱毒的目的。但该方法存在反应速率慢、水力停留时间长等缺点而限制其在偶氮染料废水处理方面的应用。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是针对上述现有偶氮废水处理方法技术的不足，而提供一种利用电强化厌氧好氧生物加速反应装置高效去除偶氮染料废水的方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种偶氮染料废水的电化学生物加速处理反应装置，包括厌氧好氧生物反应器本体，厌氧好氧生物反应器本体内由若干隔板分成厌氧反应区、缺氧反应区、好氧反应区，每个隔板上具有通道，水流在厌氧反应区、缺氧反应区、好氧反应区内呈S形流动路径，所述厌氧反应区在远离通道的一端位置设有进水区，所述好氧反应区在远离通道的一端位置设有出水区；
所述厌氧反应区内置单位阴极以及一个水流推进器，厌氧反应区内的水流推进器将水流向缺氧反应区推进；
所述缺氧反应区内置一个水流推进器，缺氧反应区内的水流推进器将水流向好氧反应区推进；
所述好氧反应区内置单位阳极以及一个水流推进器，厌氧反应区内的水流推进器将水流向出水区推进。
作为更进一步的优选方案，所述好氧反应区的底部设有曝气装置。
作为更进一步的优选方案，所述单位阴极和单位阳极均通过线路连接厌氧好氧生物反应器本体外部的外接电源，线路上具有外接电阻。
作为更进一步的优选方案，所述单位阴极由若干碳纤维钢丝刷螺旋而成，所述碳纤维钢丝刷分为不锈钢丝和碳纤维，碳纤维钢丝刷由碳纤维围绕不锈钢丝扭合而成。
作为更进一步的优选方案，所述不锈钢丝的直径为0.25-0.5mm，所述碳纤维的长度为20-40mm，所述单位阴极的长度为10-300mm。
作为更进一步的优选方案，所述单位阳极包括石墨块、碳纤维布、阳极导线，碳纤维布包裹石墨块形成包装结构，再由阳极导线穿过包裹了石墨块的碳纤维布，形成串形。
作为更进一步的优选方案，所述石墨块的长、宽、高的尺寸为2cm-4cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、单位阴极可以在传统厌氧区中，将厌氧微生物富集于电极表面生长，提高厌氧污泥的浓度；单位阴极可以向厌氧微生物提供电子，刺激嗜电厌氧微生物的生长、提高厌氧微生物对偶氮类有机污染物的还原速率和还原效率，实现偶氮类染料的偶氮基团分解脱色；单位阳极布置于传统的好氧区，利用阳极的氧化功能将还原后的偶氮类有机污染物进行进一步降解，进一步降低毒性，提高污染物的生物可降解性。
二、本发明利用电化学辅助偶氮染料废水处理，在阴极达到偶氮类有机污染物的偶氮基团还原断裂脱色效果，阳极可将阴极还原后的污染物进一步氧化降解，同时还可以利用阴极还原、阳极氧化有机物产生的能量，达到低能耗、低污染的目的，可为偶氮类有机废水的高效生物脱色脱毒提供解决方案和技术途径。
三、电化学辅助技术具有便于维修、成本低廉、设备简单、不造成二次污染等优点，又对偶氮类污染物降解的环境友好、合理且有效，能实现深度转化偶氮类有机物为生物低/无毒性的降解产物，增强生物法处理偶氮有机废水的效率和速率。
四、单位阴极和单位阳极采用组合式置于厌氧区和好氧区，可根据现有厌氧区和好氧区的情况进行合理定制单位阴极和单位阳极的尺寸，进行改造；同时，单位阴极和单位阳极根据实际使用情况还可以灵活更换，维护方便。
发明人 （陈天明;邹超;潘晶晶;）