一种微生物电解池耦合电化学高级氧化的废水处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种微生物电解池耦合电化学高级氧化的废水处理装置，所述处理装置包括微生物电解池单元和电化学高级氧化单元，微生物电解池单元包括阳极室和阴极室；阳极室的第一出水口连接电化学高级氧化单元的第二进水口，电化学高级氧化单元的第二出水口连接阴极室的第三进水口，形成阳极室、电化学高级氧化单元和阴极室依次串联的连接形式。所述处理装置将氨氮去除、(高)氯酸盐还原和有机物的高级氧化耦合起来，利用厌氧氨氧化菌和氯酸盐还原菌的电化学活性，建立新型微生物电解池，将具有脱氮作用的厌氧氨氧化菌与具有还原(高)氯酸盐作用的(高)氯酸盐还原菌整合于其中，形成微生物电解池

【技术实现步骤摘要】
一种微生物电解池耦合电化学高级氧化的废水处理装置


[0001]本技术属于废水处理
，具体涉及一种微生物电解池耦合电化学高级氧化的废水处理装置。

技术介绍

[0002]随着工业和生活领域科技的发展，越来越多的新物质或新材料被人们应用起来，然而这些新物质或新材料使用后将会进入废水中，产生大量含有高浓度的难降解有机物、氨氮及氯离子的有机废水，例如焦化废水、制药废水、畜禽养殖废水、垃圾渗滤液等。
[0003]对于这类难降解的有机废水的处理，高级氧化法能够解决其有机物达标排放最后一公里的问题，被广泛应用。然而，在高级氧化过程中产生的自由基除了攻击目标有机污染物外，也会与这类复杂废水体系中的氯离子发生一系列副反应，生成氯副产物，其中，氯酸根与高氯酸根的浓度较高，可分别达到5
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350mg/L和8
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99mg/L。(高)氯酸盐会导致人体甲状腺功能紊乱，也对血红细胞有损害，同时具有致癌性和致突变性。美国EPA将氯酸盐和高氯酸盐的健康参考值分别设定为210μg/L和56μg/L，我国《生活饮用水卫生标准》(CJ5749
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2006)也将氯酸盐的标准限值设定在700μg/L。可以预见，若高级氧化处理的出水中(高)氯酸盐副产物长期不加以处理就直接排放，必将给各类水体带来严重的环境污染问题，威胁人民群众的身体健康。高级氧化技术处理高盐废水产生的(高)氯酸盐副产物将成为高级氧化技术推广应用的难题。
[0004]另一方面，在高级氧化处理中，废水中的高浓度氨氮也会参与电极界面反应，降低有机物降解主反应的效率，因此有必要将其预先去除。传统的生物脱氮工艺需要消耗大量能源和碳源，而厌氧氨氧化工艺因其具有去除负荷高、供氧能耗省、污泥产率低、无需外加碳源等优势，从众多脱氮工艺中脱颖而出，近年来得到广泛关注。
[0005]综上所述，对于高盐高氨氮难降解有机废水，高级氧化法的应用中具有以下缺点：(1)废水中的高浓度氨氮影响有机物降解主反应的效率；(2)高级氧化法将产生(高)氯酸盐副产物，需要去除。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本技术提供了一种微生物电解池耦合电化学高级氧化的废水处理装置，所述废水处理装置包括微生物电解池单元和电化学高级氧化单元，所述微生物电解池单元包括阳极室和阴极室，阳极室的第一出水口连接电化学高级氧化单元的第二进水口，电化学高级氧化单元的第二出水口连接阴极室的第三进水口，形成阳极室、电化学高级氧化单元和阴极室依次串联的连接形式。
[0007]所述处理装置将氨氮去除、(高)氯酸盐还原和有机物的高级氧化有机耦合起来，利用厌氧氨氧化菌和氯酸盐还原菌具有电化学活性的特点，建立新型微生物电解池，将具有脱氮作用的厌氧氨氧化菌与具有还原(高)氯酸盐作用的氯酸盐还原菌整合于其中，同步实现生物阳极自养脱氮、生物阴极(高)氯酸盐还原，形成微生物电解池
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电化学高级氧化处
理高盐高氨氮难降解有机废水新技术，实现废水的经济、高效、绿色处理。
[0008]可选的，所述阳极室和阴极室之间设有质子交换膜，将微生物电解池单元物理分隔成两部分。
[0009]可选的，所述阳极室的阳极电极为多孔石墨烯电极，厌氧氨氧化菌附着在多孔石墨烯电极的表面以及孔隙中生长。阳极电极和阴极电极分别连接第一电源的阳极和阴极。
[0010]可选的，所述阳极室的底部设有第一进水口，顶部设有第一出水口，所述第一出水口通过第一支管连接第一进水口，第一支管上设置第一循环泵。
[0011]可选的，第一支管连接第一出水口的位置设有第一三通控制阀，第一支管连接第一进水口的位置设有第二三通控制阀，第一三通控制阀控制阳极室顶部的出水流入第一支管或者出水通过第一出水口输入电化学高级氧化单元，第二三通控制阀控制第一支管的出水通过第一进水口回流入阳极室。
[0012]可选的，所述阳极室的内部设有若干块导流板，所述导流板设在阳极电极的左右两侧，导流板由上至下向远离阳极电极的方向倾斜，优选的，导流板为向上凸起的圆弧形。
[0013]可选的，所述阴极室的阴极电极为碳纤维电极，高氯酸盐还原菌和氯酸盐还原菌附着在碳纤维电极的表面以及孔隙中生长。
[0014]可选的，所述阴极室的底部设有第三进水口，顶部设有第三出水口，所述第三出水口通过第三支管连接第三进水口，第三支管上设置第三循环泵。
[0015]可选的，第三支管连接第三出水口的位置设有第五三通控制阀，第三支管连接第三进水口的位置设有第六三通控制阀，第五三通控制阀控制阴极室顶部的的出水流入第三支管或者出水通过第三出水口输出产水，第六三通控制阀控制第三支管的出水通过第三进水口回流入阴极室。
[0016]所述电化学高级氧化单元包括若干个电解池降解单元和第二循环泵，每个降解单元内设置一个阳极和一个阴极，并连接第二电源，过滤后出水在第二循环泵的作用下，循环往复地经过各个电解池降解单元，不断降解阳极室出水的有机物。
[0017]可选的，所述电化学高级氧化单元的顶部设有第二进水口，底部设有第二出水口，所述第二出水口通过第二支管连接第二进水口，第二支管上设置第二循环泵。
[0018]可选的，第二支管连接第二出水口的位置设有第三三通控制阀，第二支管连接第二进水口的位置设有第四三通控制阀，第三三通控制阀控制电化学高级氧化单元顶部的出水流入第二支管或者出水通过第二出水口输入阴极室，第四三通控制阀控制第二支管的出水通过第二进水口回流入电化学高级氧化单元。
[0019]本技术所述的处理装置将微生物电解池的阳极部分和阴极部分分割开来，以实现不同的功能，分别是生物阳极自养脱氮和生物阴极(高)氯酸盐还原，在废水处理中发挥不同的作用。另外，通过阳极室、电化学高级氧化单元和阴极室的新颖的连接方式，将耦合在一起的阳极室和阴极室在功能和废水处理流程上拆开，中间加入电化学高级氧化单元，实现废水先自养脱氮，后电化学氧化降解有机污染物，再(高)氯酸盐还原的处理流程，工艺流程短，结构紧凑，处理效率较高。
附图说明
[0020]图1为本技术所述的废水处理装置的结构示意图。
[0021]图2为多孔网状的阳极电极和阴极电极的示意图。
[0022]附图中，1
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微生物电解池单元，2
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电化学高级氧化单元，201
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第二进水口，202
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第二出水口，203
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第二支管，204
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第二循环泵，3
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阳极室，301
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第一进水口，302
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第一出水口，303
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第一支管，304
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第一循环泵，4
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阴极室，401
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第三进水口，402
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第三出水口，403
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第三支管，404
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第三循环泵，5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微生物电解池耦合电化学高级氧化的废水处理装置，其特征在于，所述废水处理装置包括微生物电解池单元和电化学高级氧化单元，所述微生物电解池单元包括阳极室和阴极室；阳极室的第一出水口连接电化学高级氧化单元的第二进水口，电化学高级氧化单元的第二出水口连接阴极室的第三进水口，形成阳极室、电化学高级氧化单元和阴极室依次串联的连接形式。2.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述阳极室和阴极室之间设有质子交换膜，将微生物电解池单元物理分隔成两部分。3.根据权利要求2所述的废水处理装置，其特征在于，所述阳极室的阳极电极为多孔石墨烯电极，厌氧氨氧化菌附着在多孔石墨烯电极的表面以及孔隙中生长；所述阴极室的阴极电极为碳纤维电极，高氯酸盐还原菌和氯酸盐还原菌附着在碳纤维电极的表面以及孔隙中生长；阳极电极和阴极电极分别连接第一电源的阳极和阴极。4.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述阳极室的底部设有第一进水口，顶部设有第一出水口，所述第一出水口通过第一支管连接第一进水口，第一支管上设置第一循环泵。5.根据权利要求4所述的废水处理装置，其特征在于，第一支管连接第一出水口的位置设有第一三通控制阀，第一支管连接第一进水口的位置设有第二三通控制阀，第一三通控制阀控制阳极室顶部的出水流入第一支管或者出水通过第一出水口输入电化学高级氧化单元，第二三通控制阀控制第一支管的出水通过第一进水口回流入阳极室。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓君，毛文龙，陈少华，
申请(专利权)人：中国科学院城市环境研究所，
类型：新型
国别省市：