微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，包括反应器罐体、位于反应器罐体中部的阳极、进水管、溢流出水槽、阳极电极棒、阴极电极棒、位于反应器罐体底部的阴极、布孔进气管、排污管、位于反应器罐体顶部的出沼气孔、位于反应器罐体外部的太阳能电池板、集气罐、气泵、导气管、导线、储放电装置、进料口，所述阳极是由三片圆盘形生物炭载体组成，所述阳极电极棒、阴极电极棒下端位于阳极、阴极内部，上端经导线连接储放电装置，所述阴极为内锥面圆柱形生物炭载体，底部与排污管相连，所述布孔排气管位于阴极内部，与反应器罐体外部的气泵相连接，所述布孔排气管的形状呈螺旋状，上表面与侧面设有多处开孔，末端封闭。

【技术实现步骤摘要】
微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置
本专利技术涉及厌氧废水处理
，具体为一种微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置。
技术介绍
每年，工业过程（包括反渗透和食品加工）产生大量高浓度有机废水，占全世界需要处理的废水的15%。该废水不仅含盐量高（>1%），而且还含有多种有机化合物（化学需氧量（COD）>2000mg/L），如果不进行处理，这些有机化合物将污染土壤、地表水和地下水。在废水处理中，厌氧消化是依赖于厌氧微生物之间的共营养相互作用，从而将有机废物转化为可用的沼气，这是一种可持续的能源。厌氧颗粒污泥处理有机废水中，生物炭载体的添加，为生物膜的形成提供了一个表面，并通过吸附有害物质为厌氧消化创造了更有利的环境。嵌入生物膜中的微生物被包裹在细胞外聚合物的基质中，保护它们免受包括高渗环境在内的极电极棒端条件的影响。MEC技术促进产甲烷性能，并且通过微生物间的电子转移可以促进废水处理。将技术应用在厌氧反应器中，不仅有利于系统的电子传递，还有利于有机生物质在系统里更充分地降解，对提高产气效率和有机废弃物的降解都有着有益的效果，有着良好的研究开发前景。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，以促进有机废水与颗粒污泥充分接触，提高传质效率和有机废水处理能力；增强高浓度有机废水处理装置的产气性能。为解决上述技术问题，本专利技术提供了微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，包括：微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，其特征在于：包括反应器罐体、位于反应器罐体中部的阳极、进水管、溢流出水口、阳极电极棒、阴极电极棒、位于反应器罐体底部的阴极、布孔进气管、排污管、位于反应器罐体顶部的出沼气孔、位于反应器罐体外部的太阳能电池板、集气罐、气泵、导气管、导线、储放电装置、进料口，所述阳极是由三片圆盘形生物炭载体组成，所述阴极为内锥面圆柱形生物炭载体，底部与排污管相连，所述阳极电极棒、阴极电极棒下端位于阳极、阴极内部，上端经导线连接储放电装置，所述布孔排气管位于阴极内部，与反应器罐体外部的气泵相连接，所述布孔排气管的形状呈螺旋状，上表面与侧面设有多处开孔，末端封闭。所述反应器罐体的高径比为8:1~10:1。所述阳极位于距离反应器罐体顶部1/4处，高度占反应器罐体顶部的1/8，是由三片圆盘形生物炭载体组成，可由水溶液聚合法制成。所述进水管位于反应器罐体顶部中间位置，采用上部进料方式，进水管的出水口位于反应器罐体下部1/3处。所述溢流出水口位于阳极中第一层生物炭载体的上部，所述排污管位于反应器罐体底部中间。所述阳极电极棒材质使用活化活性炭，通过导线连接储放电装置的正极，下端位于阳极的三层生物炭炭载体内。所述阴极电极棒材质使用四氧化三钴，通过导线连接储放电装置的负极，下端位于阴极内，且避免与阴极内的布孔排气管接触。所述阴极位于反应器罐体的底部，形状为内锥面圆环形，高度占反应器罐体的1/8，材质可由水溶液聚合法制成，底部与排污管相连。所述出沼气孔位于反应器罐体顶部，反应器产生的沼气由集气罐收集。所述太阳能电池板包裹于反应器罐体外向阳的半侧表面。有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供了微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，具备以下有益效果：1.该微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，在反应器罐体内部设置了阳极，是由三片生物炭载体组成的，具有开放式三维多孔结构，增加了微生物的生长位点；同时，作为阳极的生物炭载体具有良好的防污性能，起到固液分离的作用。2.该微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，在反应器罐体内部设置了阴极，是内锥面圆环形的生物炭载体，具有生物扩散性，促进了电活型产甲烷微生物的附着及其EET过程且有效降低了CO2的传质阻力，是气体型CO2转为吸附型CO2，降低反应器内阻。3.该微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，结合微生物电解池的工作原理，在反应器罐体外部设置太阳能电池板，并通过导线、阳极和阴极，在反应器罐体内部的微生物反应区施加电流，加快细胞内外氧化还原电子介体的双向电子流动速度，增加反应器内单位体积有机废水获得的产气量。4.该微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，通过安装在下炭载体内部呈螺旋形状的布孔排气管，使得反应器产生的沼气通过布孔排气管上表面和侧表面的的小孔，进而通过生物炭载体的微孔结构使沼气更均匀地进入反应器，减少了颗粒污泥和有机废水搅拌的固定死角。高速进入反应器内部的细小气泡，在有机废水中形成湍流，改善了反应器内部的气体搅拌效果，有机废水与微生物和颗粒污泥更充分接触。5.该微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，通过安装在反应器罐体底部的内锥面圆环形的生物炭载体，解决了罐体底部固体沉积物不宜清除的缺点。6.该微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置将电化学过程、生物降解过程与吸附过程相结合，在吸附过程中，电化学过程和生物降解过程也同时进行，使吸附表面的有机物不断更新，从而实现了吸附过程的连续，具有较好的应用前景。附图说明图1是本专利技术微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置的结构示意图。图2是本专利技术微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置中布孔排气管的示意图。图1：1.反应器罐体，2.溢流出水口，3.阳极，4.阴极电极棒，5.进料口，6.进水管，7.阴极，8.排污管，9.罐体支撑架，10.太阳能电池板，11.导气管，12.阳极电极棒，13.出沼气孔，14.气泵，15.集气罐，16.储放电装置，17.导线，18.布孔排气管。图2：7.阴极，18.布孔排气管。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。接种污泥取自污水处理厂的浓缩池，经驯化后将颗粒污泥通过反应器进料口5排入反应器罐体1底部，接种量占反应器罐体体积的1/6。实验用高浓度有机废水采用人工配水，以葡萄糖并添加适量的微量元素配制而成，采用间歇式进水方式，通过进水管6排入反应器罐体底部。设备启动阶段，太阳能电池板10所收集的电能储存于储放电装置16中，通过外电路导线17、阳极电极棒12和阴极电极棒4输送到反应器罐体内部的阳极3和阴极7在污泥和有机废水的反应区形成闭合电路。作为阴极7和阳极3生物炭载体借助自身比表面积较大的优势，增加了对微生物和有机物的附着，减少了CO2的传质阻力，降低反应器内阻；铁锰改性使其增加了对重金属离子的吸附位点，对重金属的吸附能力有所提升。在阳极3生物炭载体上附着的地杆菌等微生物发生氧化反应，将蛋白质等有机物降解为CO2，；在阴极8的生物炭载体上附着的产甲烷菌等微生物从阴极表面直接获取电子促进还原CO2产甲烷、氢传递产甲烷、种间乙酸传递产甲烷等反应，加快了反应器内部的传质效率。反应器内部发生的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，其特征在于：包括反应器罐体、位于反应器罐体中部的阳极、进水管、溢流出水口、阳极电极棒、阴极电极棒、位于反应器罐体底部的阴极、布孔进气管、排污管、位于反应器罐体顶部的出沼气孔、位于反应器罐体外部的太阳能电池板、集气罐、气泵、导气管、导线、储放电装置、进料口，所述阳极是由三片圆盘形生物炭载体组成，所述阴极为内锥面圆柱形生物炭载体，底部与排污管相连，所述阳极电极棒、阴极电极棒下端位于阳极、阴极内部，上端经导线连接储放电装置，所述布孔排气管位于阴极内部，与反应器罐体外部的气泵相连接，所述布孔排气管的形状呈螺旋状，上表面与侧面设有多处开孔，末端封闭。/n

【技术特征摘要】
1.微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，其特征在于：包括反应器罐体、位于反应器罐体中部的阳极、进水管、溢流出水口、阳极电极棒、阴极电极棒、位于反应器罐体底部的阴极、布孔进气管、排污管、位于反应器罐体顶部的出沼气孔、位于反应器罐体外部的太阳能电池板、集气罐、气泵、导气管、导线、储放电装置、进料口，所述阳极是由三片圆盘形生物炭载体组成，所述阴极为内锥面圆柱形生物炭载体，底部与排污管相连，所述阳极电极棒、阴极电极棒下端位于阳极、阴极内部，上端经导线连接储放电装置，所述布孔排气管位于阴极内部，与反应器罐体外部的气泵相连接，所述布孔排气管的形状呈螺旋状，上表面与侧面设有多处开孔，末端封闭。


2.根据权利要求1所述的微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，其特征在于：所述反应器为圆柱体，罐体的高径比为8:1~10:1。


3.根据权利要求1所述的微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，其特征在于：所述阳极位于距离反应器罐体顶部1/4处，高度占反应器罐体顶部的1/8，是由三片圆盘形生物炭载体组成，可由水溶液聚合法制成。


4.根据权利要求1所述的微电解与厌氧消化耦合型高氨氮有机废水处理装置，其特征在于：所述进水管位于反应器罐体顶部中间位置，采用上部...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱凌，曲强，邵志江，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61