本实用新型专利技术公开了一种电增强上流式厌氧污泥床反应装置，其特征在于：包括UASB和电极组，电极组包括电极上部支架、电极下部支架和N个电极，N≥1，电极组置于UASB的污泥反应区，N个电极之间其顶部通过电极上部支架连接固定，底部通过电极下部支架连接固定，电极下部支架固定在UASB底部。本实用新型专利技术的优点在于所述的反应装置内，厌氧生物还原过程经由电场强化，具有高效性和定向性，有效避免了中间有毒代谢产物的积累，提高了厌氧处理效率；直接引入电化学控制系统，改进后的反应装置具有结构紧凑、安装使用维修方便、成本低、易于工程放大的特点，对目前已有的UASB处理工艺进行升级改造具有深远的意义。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于污水处理
，具体涉及一种电增强上流式厌氧污泥床反应装置。
技术介绍
污水处理
中，厌氧生物处理工艺因具有容积负荷率高、剩余污泥少、动力消耗少、生物脱毒作用和改善废水可生化性等优点而得到广泛的推广应用。其中，目前应用最广泛、技术最成熟的高效厌氧反应器是上流式厌氧污泥床反应器(UASB)。然而，随着社会工业化进程的加快，工业废水的排放量及种类日益增加，废水处理需求随之增大。在UASB体系中，可实现硝基芳香族化合物、氯代有机物等难降解氧化态污染物的还原降解。然而，应用于含难降解氧化态污染物还原预处理的UASB系统存在启动时间长、系统易酸化、还原速率低、电子供体消耗量大等问题，其应用受到了很大的局限。近年来，生物电化学体系(Bioelectrochemical system，BES)因其出众的污水处理效率及能够同时回收污水中能源的特性，被国内外研究者广泛应用于污水处理领域。研究发现，利用BES阴极电位可调控的特性，BES阴极区域的还原反应可定向发生，因此BES系统可达到较传统UASB更高的还原效率，并可减少共基质的消耗量。常规BES多为双室型生物电化学反应器，存在的主要问题是阴阳两极距离较大，导致反应器内阻增加，影响反应器的性能；购买及维护用于分隔阴阳两个电极室的离子交换膜成本较高。此外，如若进一步放大反应器，则阴阳极距离进一步增大，不利于质子和电子传递，且内阻增加，不利影响更加显著；同时大规模的使用离子交换膜将进一步增加反应器构建成本。这些因素极大地限制了双室型BES的扩大化及工程化。专利技术内容本技术的目的在于提供一种电增强上流式厌氧污泥床反应装置，将BES技术直接引入成熟的UASB系统，构建电增强上流式厌氧污泥床反应装置(UASB-BES)，以期实现难降解工业废水的强化还原预处理。实现本技术目的的技术解决方案为：一种电增强上流式厌氧污泥床反应装置，其特征在于：包括UASB和电极组，电极组包括电极上部支架、电极下部支架和N个电极，N≥1，电极组置于UASB的污泥反应区，N个电极之间其顶部通过电极上部支架连接固定，底部通过电极下部支架连接固定，电极下部支架固定在UASB底部。上述UASB外壁还设有电极导线出口，电极组的导线从电极导线出口伸出。上述电极的阳极材料为装载铁刨花的圆筒状钛篮，阴极材料为包裹石墨毡的圆筒状304不锈钢网，阳极材料插入圆筒状阴极材料内；电极组中的电极排布方式为直线形或环形。上述电极组中的电极排布方式优选环形排布。上述电极上部支架和电极下部支架均不导电。本技术与现有技术相比，其显著优点：(1)本技术所述的反应装置内，厌氧生物还原过程经由电场强化，具有高效性和定向性，有效避免了中间有毒代谢产物的积累，提高了厌氧处理效率。(2)本技术所述的反应装置以成熟的UASB技术为基础进行改进，直接引入电化学控制系统，改进后的反应装置具有结构紧凑、安装使用维修方便、成本低、易于工程放大的特点，对目前已有的UASB处理工艺进行升级改造具有深远的意义。(3)本技术优选采用环形电极排布方式，不仅维持了污泥床内电极的装填密度，而且保证了电极与污泥的充分接触，有利于电极与电极表面微生物之间的电子传递。附图说明图1为本技术电增强上流式厌氧污泥床反应装置的整体示意图。图2为本技术实施例一的电极排布示意图。图3为本技术实施例二的电极排布示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细描述。结合图1，本技术的一种电增强上流式厌氧污泥床反应装置(UASB-BES)，在传统的UASB基础上进行改进，包括UASB、电极组12，电 极组12包括电极上部支架6、电极下部支架7和电极14，UASB包括反应器筒体1、出水溢流口2、出水口3、三相分离器4、三相分离器支架5、气体排放口8、回流溢流口9、回流口10、第一取样口11、第二取样口14、布水器15、进水口16。实施例一一种电增强上流式厌氧污泥床反应装置(UASB-BES)，包括UASB和电极组12，UASB采用圆筒型，电极组12包括电极上部支架6、电极下部支架7和9个电极14，9个电极14其中8个呈环形分布，第9个电极14位于环形的中间，电极组12置于UASB的污泥反应区，电极上部支架6和电极下部支架7呈环形，中心设有十字形卡槽，环形区域均匀分布8个卡槽，呈环形分布的8个电极14之间，其顶部通过电极上部支架6的卡槽连接固定，底部通过电极下部支架7的卡槽连接固定，电极下部支架7焊接在UASB底部。位于中心的电极14通过电极上部支架6和电极下部支架7中心的十字形卡槽固定在电极上部支架6和电极下部支架7之间。UASB外壁，即反应器筒体1上还设有电极导线出口13，电极组12中的电极14的导线从电极导线出口13伸出。上述电极14的阳极材料为装载铁刨花的圆筒状钛篮，阴极材料为包裹石墨毡的圆筒状304不锈钢网，阳极材料插入圆筒状阴极材料内。反应器筒体1直径为2.8m，高度为5m，有效体积为30m3，筒壁材质为14mm钢板，筒壁内部统一采用玻璃钢及沥青涂料防腐。反应器底部通过进水口16与进水管、进水泵相连，反应器内部从下往上依次为布水器15、电极组12、三相分离器4、出水溢流口2、回流溢流口9及气体排放口8。结合图2，阳极材料的钛篮直径为40cm，高为160cm；阴极材料的不锈钢筒的直径为50cm，高为160cm。阳极材料插入圆筒状阴极材料内，两者间距为5cm，形成一组电极14。电极上部支架6、电极下部支架7由碳钢弯曲加工而成，表面采用玻璃钢及沥青涂料防腐、绝缘。每组电极14分别与直径2mm钛导线相连，通过电极导线接出口13接至外部电路，并由稳压电源分别控制每组电极上的的外加电流大小。本实施例中，所述反应装置内的接种污泥取自某污水处理厂UASB系统，氧化废水COD浓度1500mg/L左右，三环唑浓度40mg/L左右。废水在进水泵的作 用下，由进水口16通入反应器底部，通过布水器15与反应器内泥水均匀混合，并向上流动。控制进水流量为10m3/d，水力停留时间为3d。泥水混合物在污泥反应区与电极材料12充分接触、反应，污染物降解并产生厌氧气体，而后继续上升。气、液、固三相流体在三相分离器4的作用下，气体由气体排放口8排出；一部分上清液经回流口10流入回流管道，并由回流泵送回至进水管道，另一部分上清液由出水口3流出，通过出水管道通往沉淀池，水厂后续工艺将对其作进一步处理；沉淀污泥则返回污泥床区。反应器池壁不同高度处设有第一取样口11和第二取样口14，方便对反应器内泥样、水样进行取样。运行期间逐步提高外加电流强度至100mA。该工厂现有UASB系统中，三环唑的去除效率为9.55％±2.70％；而在本技术所述的电增强上流式厌氧污泥床反应装置(UASB-BES)中，三环唑的去除效率可达到31.49％±9.31％。经本技术改进，三环唑的去除效率得到明显提升，便于废水后续进一步处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电增强上流式厌氧污泥床反应装置，其特征在于：包括UASB和电极组(12)，电极组(12)包括电极上部支架(6)、电极下部支架(7)和N个电极(14)，N≥1，电极组(12)置于UASB的污泥反应区，N个电极(14)之间其顶部通过电极上部支架(6)连接固定，底部通过电极下部支架(7)连接固定，电极下部支架(7)固定在UASB底部。
【技术特征摘要】
1.一种电增强上流式厌氧污泥床反应装置，其特征在于：包括UASB和电极
组(12)，电极组(12)包括电极上部支架(6)、电极下部支架(7)和N个电
极(14)，N≥1，电极组(12)置于UASB的污泥反应区，N个电极(14)之间
其顶部通过电极上部支架(6)连接固定，底部通过电极下部支架(7)连接固定，
电极下部支架(7)固定在UASB底部。
2.根据权利要求1所述的电增强上流式厌氧污泥床反应装置，其特征在于：
上述UASB外壁还设有电极导线出口(13)，电极组(12)的导线从电极导线出
口(13)伸出。
【专利技术属性】
技术研发人员：沈锦优，江心白，娄帅，王连军，陈丹，李健生，孙秀云，韩卫清，刘晓东，张丽彬，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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