The utility model discloses a biological electrochemical coupling upflow anaerobic biological reaction device based on the control of the cathodic potential. In the device, the annular electrode is installed in the sludge layer of the upflow anaerobic bioreactor, and the biological electrode system provides the higher energy electrons for the degradation of the pollutants near the cathode of the upstream anaerobic bioreactor. The reference electrode is fixed near the biological cathode through the fastening bolt, and is connected with the on-line detector and the computer through the conductor to monitor the cathodic potential of the bioreactor in the coupling reactor in real time. According to the different pollutants required for the degradation of the Gibbs free energy can be calculated by potential the Nernst equation, and by adjusting the bioelectrochemical system voltage will be slightly lower than the cathode potential control in the required range of the potential difference, low energy consumption, high efficiency degradation of chlorinated nitrobenzene to refractory organic pollutants.
【技术实现步骤摘要】
一种生物电化学系统与UASB耦合的废水处理装置
本技术涉及污水处理领域,具体涉及一种生物电化学系统与UASB耦合的废水处理装置。
技术介绍
在废水生物处理领域,厌氧生物处理技术应用范围广、运行能耗低、容积负荷高、污泥产量少、并具有产沼产能作用,是废水处理工艺中最广泛应用的工艺之一。其中上流式厌氧污泥床反应器(UASB),因其具有有机负荷和去除率高,抗负荷冲击和温度、pH变化能力强等特点,已成为厌氧生物处理的主流工艺装置。对氯代硝基苯、偶氮染料等有机废水也具有一定的还原转化能力,但是存在着启动周期长、还原速率慢、还原效率低等问题。生物电化学系统的基础是阳极生物膜上的产电能力,生长在阳极表面的产电微生物氧化底物产生电子,除用于自身生长代谢外,还可将电子传递给阳极表面,通过外电路到达阴极还原电子受体。若阴极反应的电势要高于阳极反应,则电子可以通过外电路自发地从阳极流向阴极,反之电子则不能自发流向阴极,需要外加一定的电压,克服此能量壁垒使电子流向阴极。阴极微生物获得电子的同时所获得的能量正比于电子受体与电子供体之间的电势差,通过对阴极电势控制能够促进原本热力学上不能自发的反应发生。因此,生物电化学系统逐渐运用到硝基苯、含氯化合物、偶氮染料、硝酸盐、重金属离子等污染物的还原降解当中,成为了一个具有资源回收、污染物去除、化合物电合成等多功能的技术平台。生物电化学耦合厌氧生物反应装置能够显著地提高难降解有机废水的处理性能,具有较高的应用价值。但是,耦合系统缺乏一套高效的运行调控方式。
技术实现思路
本技术的目的是在于克服上述技术中存在的不足,提供一种基于阴极电势调控的生物电化学 ...
【技术保护点】
一种生物电化学系统与UASB耦合的废水处理装置,其特征在于:装置包括生物电极系统和UASB反应器筒体(8),所述的UASB反应器筒体(8)底部设有进水口(2),进水口(2)前端的进水管路上设有水泵(1); UASB反应器筒体(8)中由下至上依次设有布水板(3)、污泥床(7)和三相分离器(9);三相分离器(9)的顶部环绕设有溢流堰(10),溢流堰(10)与UASB反应器筒体(8)上部之间夹持形成一个底部封闭顶部敞开的出水区,并在出水区外壁上设置出水口(11);生物电极系统设置于布水板(3)上方的污泥床(7)中,包括一组环形布置的生物电极对,生物电极对的中心为生物阳极(5),周围环绕生物阴极(4),生物阳极(5)和生物阴极(4)分别通过导线与外部的直流电源(14)的正极与负极相连;生物阴极(4)附近固定有参比电极(6),参比电极(6)通过依次与在线检测仪(15)和计算机(16)相连接,用于测定生物阴极(4)的阴极电势。
【技术特征摘要】
1.一种生物电化学系统与UASB耦合的废水处理装置,其特征在于:装置包括生物电极系统和UASB反应器筒体(8),所述的UASB反应器筒体(8)底部设有进水口(2),进水口(2)前端的进水管路上设有水泵(1);UASB反应器筒体(8)中由下至上依次设有布水板(3)、污泥床(7)和三相分离器(9);三相分离器(9)的顶部环绕设有溢流堰(10),溢流堰(10)与UASB反应器筒体(8)上部之间夹持形成一个底部封闭顶部敞开的出水区,并在出水区外壁上设置出水口(11);生物电极系统设置于布水板(3)上方的污泥床(7)中,包括一组环形布置的生物电极对,生物电极对的中心为生物阳极(5),周围环绕生物阴极(4),生物阳极(5)和生物阴极(4)分别通...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱亮,邵俊捷,徐向阳,陈琳琳,高心怡,汪彩琴,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:新型
国别省市:浙江,33
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