本实用新型专利技术公开了一种电-生物膜耦合水处理装置，包括反应器本体，反应器本体内设置有正电极，反应器本体的内壁设置有负电极，负电极上附着有微生物载体填料，微生物载体填料位于正电极和负电极之间，反应器本体的底部设置有进水管和曝气管，反应器本体的上部设置有出水管。本实用新型专利技术利用电化学作用创造微生物适宜的环境，并提供电子受体和电子供体分别进行硝化和反硝化作用，达到有效处理焦化废水生化段未达标出水的目的，能耗低、效率高、结构简单，操作容易。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种电-生物膜耦合水处理装置，包括反应器本体，反应器本体内设置有正电极，反应器本体的内壁设置有负电极，负电极上附着有微生物载体填料，微生物载体填料位于正电极和负电极之间，反应器本体的底部设置有进水管和曝气管，反应器本体的上部设置有出水管。本技术利用电化学作用创造微生物适宜的环境，并提供电子受体和电子供体分别进行硝化和反硝化作用，达到有效处理焦化废水生化段未达标出水的目的，能耗低、效率高、结构简单，操作容易。【专利说明】一种电-生物膜耦合水处理装置
本技术属于水处理
，具体涉及一种电-生物膜耦合水处理装置，适 用于处理焦化废水处理工艺生化段出水，使其达到国家行业排放标准。
技术介绍
由于国家钢铁企业污水排放标准和地方标准中都对氨氮作了规定，焦化废水氨氮 处理势在必行。去除水中的氨氮方法很多，有物理法、化学法和生物法。而采用硝化一反 硝化是焦化废水处理最理想的处理方法。生物脱氮是硝化与反硝化反应的应用，硝化与反 硝化反应是生物脱氮两个有机的组成部分。生物脱氮包括好氧和缺氧两段生化过程，也就 是将硝化与反硝化反应结合起来，完成了氨氮的硝化与反硝化析出氮气的过程。它不仅使 处理后水中的NH 3 - N和N0厂一 N浓度降至最小，而且同时降解了水中的有机物。在焦化 废水中有相当数量的不可生化的有机物，其中多数为多环有机物，普通生化和延时曝气法 不能降解这部分有机物，所以处理后废水的C0D。,值一直在300mg/L左右。 水体中的氮主要以有机氮和无机氮的形式存在。有机氮包括蛋白质、多肽、氨基酸 和尿素等，有机氮经过微生物的分解转化为无机氮，主要为氨氮、亚硝态氮和硝态氮。废水 中氮素的去除主要通过硝化和反硝化工艺，使各种形态的氮转化为气态氮（3/4、队0等）逸 出水体而使水体得到净化。针对低碳氮比高氨氮废水处理，在传统生物硝化和反硝化过程 中存在碱度和碳源不足等问题，有必要开发新的脱氮途径。 传统生物脱氮过程即是利用废水中的有机物，或者通过投加有机物甲醇、乙醇等， 作为电子供体来进行反硝化，将硝酸盐氮转化为无毒的氮气。通过投加有机物，可以获得较 高的反硝化速率，但出水中会有残余有机物，既影响了出水水质又增加了运行费用。对于氨 氮含量高的废水，如污水处理厂的污泥析出液和垃圾渗滤液等，采用传统生物脱氮方法处 理时，需投加有机碳源以满足异养反硝化的需要，能耗大、处理费用高。 近年来，在传统的硝化-反硝化工艺基础上发展出一系列高效、节能的脱氮技术， 如SHARON、A N A ΜΜ0Χ以及二者组合的CANON等。这些工艺利用亚硝酸型反硝化和厌 氧氨氧化来缩短氮的转化过程，达到能量和电子供体的节省。与之不同，电极生物膜法是另 一种极具潜力的脱氮方法。该技术利用氢自养菌进行反硝化，在少量或无有机碳源的条件 下，能够实现对NOx-的去除。由于产物清洁，不会增加出水负担；更重要的是，它克服了外 部直接供氢气造成的剩余气体流失和不易操作等弱点，将复杂的生物化学反应过程用简单 的电流调节进行控制，能耗低，操作方便。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术提供一种电-生物膜耦合水处理装 置，能耗低、效率高、结构简单，可以用于处理焦化废水处理工艺生化段出水。 -种电-生物膜耦合水处理装置，包括反应器本体，反应器本体内设置有正电极， 反应器本体的内壁设置有负电极，负电极上附着有微生物载体填料,微生物载体填料位于 正电极和负电极之间，反应器本体的底部设置有进水管和曝气管，反应器本体的上部设置 有出水管。 如上所述的进水管和曝气管均设置在正电极下方。 如上所述的反应器本体为圆筒状，正电极为条状且位于反应器本体的中心轴线 上，正电极材质为镍或铜或钛。 如上所述的负电极的外壁贴合在反应器本体的内壁上，负电极材质为石墨、碳棒、 活性炭纤维毡或不锈钢网。 一种电-生物膜耦合水处理装置，还包括回流管，回流管一端与进水管连通，另一 端与出水管连通，回流管上设置有阀门。 如上所述的正电极和负电极之间的距离为30-60cm。 与现有技术相比，本技术具有以下优点： 1)电解作用为微生物生长繁殖提供适宜的环境，即阳极区好氧，而阴极区缺氧，同 时微生物利用电解产物作为代谢底物，电极电解与微生物脱氮之间存在良好的协同作用。 2)正电极（阳极）为惰性金属材料时，电极反应以析氧为主，节省曝气所需要的能 量，降低能耗。 3)负电极（阴极）电解水原位产氢，氢从生物膜内向外扩散，与外界提供氢气相比 在传质方向上和传质动力上都得到增强。 4)阴极区微生物反硝化脱氮利用电解产物氢作为电子供体，不需要外加有机碳 源，同时产物清洁。 5)阴极区域填充微生物附着载体，提高了反应器中的微生物量；另一方面增大了 比表面积，传质效果改善，提高了电流效率和处理效能。 6)本反应器将复杂的生物系统应用简单的电流进行调控，操作简单。 本技术可实现在同一电-生物膜耦合水处理装置中，利用电化学作用创造微 生物适宜的环境，并提供电子受体和电子供体分别进行硝化和反硝化作用，达到有效处理 氨氮废水和电化学催化降解难降解有机物的目的。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的结构示意图。 其中，1-反应器本体；2-正电极；3-负电极；4-微生物载体填料；5-进水管；6-出 水管；7-回流管；8-直流稳压电源；9-曝气管。 【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步详细描述。 本技术主要用于处理处理焦化废水处理工艺生化段出水，参见图1，包括反应 器本体1，所述反应器本体1采用圆筒结构，在反应器本体1的中心轴线上设置有正电极2， 紧贴于反应器本体1内壁设置有负电极3,负电极3可选用不锈钢网状材质，负电极3上附 着有微生物载体填料4,微生物载体填料4位于正电极2和负电极3之间，微生物载体填料 4可选用纤维状聚乙烯生物膜，负电极3和微生物载体填料4同时作为微生物载体；微生物 附着在微生物载体填料4表面形成生物膜。正电极2(阳极）和负电极3(阴极）分别通过 导线接直流稳压电源8的正极和负极。正电极2、负电极3共同构成阴阳两极电极。在反应 器本体1底部设有进水管5和曝气管9,进水管5和曝气管9均设置在正电极2下方，处理 后的水通过出水管6排出系统，出水管6设于反应器本体1上部外壁。 本技术反应器水流采用上升流式，底部进水，顶端出水。在反应器本体1外壁 外侧设有回流管7,回流管7 -端与出水管6连通，回流管7另一端与进水管5连通；在回 流管7上设置有控制通断的阀门；用于将经过处理后的水部分回流至阳极区域。由于阳极 电解产H+，阴极区反硝化过程产碱，阴极区的水回流至阳极区可起到调节PH值作用。 正电极2材料选择导电性能良好、电极电位高于水电解析氧电位，又不易被氧化 的惰性物质，如镍、铜、钛等惰性金属材料。所述负电极3材料选择性能稳定、表面粗糙的碳 质或其它材料，如石墨、碳棒、活性炭纤维毡或不锈钢网。 阴极区域填充的微生物载体填料4为弹性聚乙烯填料（广州振达公司的Φ150软 性本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电‑生物膜耦合水处理装置，包括反应器本体（1），其特征在于，反应器本体（1）内设置有正电极（2），反应器本体（1）的内壁设置有负电极（3），负电极（3）上附着有微生物载体填料（4），微生物载体填料（4）位于正电极（2）和负电极（3）之间，反应器本体（1）的底部设置有进水管（5）和曝气管（9），反应器本体（1）的上部设置有出水管（6）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐承睿，
申请(专利权)人：湖北金润德环保技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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