一种三维电极生物膜反应器制造技术

本发明专利技术涉及废水处理技术领域，且公开了一种三维电极生物膜反应器，包括反应器，所述反应器的底部两侧固定安装有支撑腿，反应器的外壁固定安装有出水管，反应器的底部设置有布水斗，布水斗的底部固定连接有进水管，进水管的末端设置有进水桶，进水管的内部设置有进水泵，反应器的内部相对设置有两块阴极板，两块阴极板之间设置有阳极板，阳极板使用石墨板，不仅腐蚀速度较慢，在溶解时还会释放二氧化碳，溶于水后可以起到缓冲PH值的作用，同时，二氧化碳可以作为自养反硝化的无机碳源，为反硝化微生物提供能源物质，而不是造成二次污染，阴极板使用石墨板，不仅具有良好的导电性，表面也比较粗糙，有利于微生物的附着生长。有利于微生物的附着生长。有利于微生物的附着生长。

【技术实现步骤摘要】
一种三维电极生物膜反应器


[0001]本专利技术涉及废水处理
，具体为一种三维电极生物膜反应器。

技术介绍

[0002]随着我国工农业生产的发展和城市化水平的提高，城市污水排水量迅速增加，大量未经处理或经过处理但出水氮磷仍然难以达标的城市污水排入城市湖泊、河流，使水体中氮磷污染日趋严重，其直接后果是导致了水体富营养化。
[0003]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(N2、N2O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。
[0004]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。
[0005]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，能够实现对氮的去除。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。
[0006]但是，目前的电极生物膜法的脱氮除磷效果，仍然不够理想，基于此，我们提出了一种三维电极生物膜反应器，希冀解决现有技术中的不足之处。

技术实现思路

[0007](一)解决的技术问题
[0008]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种三维电极生物膜反应器，具备能够高效脱氮除磷的优点。
[0009](二)技术方案
[0010]为实现上述能够高效脱氮除磷的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种三维电极生物膜反应器，包括反应器，所述反应器的底部两侧固定安装有支撑腿，所述反应器的外壁固定安装有出水管，所述反应器的底部设置有布水斗，所述布水斗的底部固定连接有进水管，所述进水管的末端设置有进水桶，所述进水管的内部设置有进水泵；
[0011]所述反应器的内部相对设置有两块阴极板，两块所述阴极板之间设置有阳极板。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述阳极板竖直安装在反应器的中心处，两块所述阴极板平行安装在阳极板的两侧。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，还包括交流电源和导线，所述阴极板和阳极板均通过导线与交流电源电性连接。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述阴极板和阳极板均是石墨板，且外壁还铺设有碳毡。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述填料是活性炭和海绵铁的混合料，混合比例是8：1。
[0016]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述活性炭包括以下处理步骤：
[0017]S1：将颗粒活性炭浸泡在pH＝3的稀硫酸溶液中24小时；
[0018]S2：将浸泡好的颗粒活性炭用清水清洗后，加热煮沸30分钟，冷却后再用清水冲洗，直到清洗液呈中性且没有粉末和杂质；
[0019]S3：将清洗干净后的颗粒活性炭放入105℃的烤箱中烘干。
[0020](三)有益效果
[0021]与现有技术相比，本专利技术提供了一种三维电极生物膜反应器，具备以下有益效果：
[0022]1、该三维电极生物膜反应器，通过阳极板的电解作用产生氢气，氢气自养微生物利用氢气作为电子供体实现反硝化从而去除硝酸盐氮，脱氮除磷效果更好。
[0023]2、该三维电极生物膜反应器，阳极板使用石墨板，不仅腐蚀速度较慢，在溶解时还会释放二氧化碳，溶于水后可以起到缓冲PH值的作用，同时，二氧化碳可以作为自养反硝化的无机碳源，为反硝化微生物提供能源物质，而不是造成二次污染。
[0024]3、该三维电极生物膜反应器，阴极板使用石墨板，不仅具有良好的导电性，表面也比较粗糙，微生物的亲和性较好，有利于微生物的附着生长。
[0025]4、该三维电极生物膜反应器，填料使用活性炭和海绵铁8：1的混合料，其中，活性炭具有很强的吸附能力，可以吸附大量的微生物，同时在电解过程中，活性炭也能释放二氧化碳，溶于水后生产CO
32
‑
和HCO3‑
，不仅可以缓冲系统的酸碱度，而且可以作为自养微生物的无机碳源，海绵铁疏松的结构，具有很大的表面积同时还有一定量的单质铁，在电化学过程中单质铁易被氧化腐蚀生产Fe
2+
和F
3+
，通过化学絮凝作用具有高效的除磷效果。
附图说明
[0026]图1为本专利技术整体结构示意图；
[0027]图2为本专利技术COD去除效果示意图；
[0028]图3为本专利技术硝酸盐氮去除效果示意图；
[0029]图4为本专利技术NO2‑
‑
N和NH
4+
‑
N出水浓度以及pH变化示意图；
[0030]图5为本专利技术TN去除效果示意图；
[0031]图6为本专利技术TP去除效果示意图。
[0032]图中：1
‑
反应器、2
‑
支撑腿、3
‑
出水管、4
‑
布水斗、5
‑
进水管、6
‑
进水桶、7
‑
进水泵、8
‑
阴极板、9
‑
阳极板、10
‑
交流电源、11
‑
填料。
具体实施方式
[0033]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。基于
本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0035]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维电极生物膜反应器，包括反应器(1)，其特征在于：所述反应器(1)的底部两侧固定安装有支撑腿(2)，所述反应器(1)的外壁固定安装有出水管(3)，所述反应器(1)的底部设置有布水斗(4)，所述布水斗(4)的底部固定连接有进水管(5)，所述进水管(5)的末端设置有进水桶(6)，所述进水管(6)的内部设置有进水泵(7)；所述反应器(1)的内部相对设置有两块阴极板(8)，两块所述阴极板(8)之间设置有阳极板(9)。2.根据权利要求1所述的一种三维电极生物膜反应器，其特征在于：所述阳极板(9)竖直安装在反应器(1)的中心处，两块所述阴极板(8)平行安装在阳极板(9)的两侧。3.根据权利要求1所述的一种三维电极生物膜反应器，其特征在于：还包括交流电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓慧，赵培棉，马东泽，关佩雯，
申请(专利权)人：赵培棉，
类型：发明
国别省市：