本发明专利技术提供了一种废水处理方法、电化学厌氧膜生物反应装置及其应用，所述电化学厌氧膜生物反应装置包括电源与壳体，所述壳体内设置有与电源电性连接的惰性电极与孔状导电电极，所述壳体为密封结构，所述壳体上设置有与孔状导电电极连接的出水口；所述壳体内装有废水，所述废水内设置有吸附介质与电子传递介质。本发明专利技术所述电化学厌氧膜生物反应装置中引入电场，并加入吸附介质与电子传递介质，提高了污染物的去除和生物降解效率，增强了微生物产气，减少了膜污染；所述电化学厌氧膜生物反应装置的结构简单且操作难度较低；所述吸附介质与电子传递介质可重复利用，降低了运行成本。降低了运行成本。降低了运行成本。
【技术实现步骤摘要】
一种废水处理方法、电化学厌氧膜生物反应装置及其应用
[0001]本专利技术属于废水处理
，涉及一种电化学厌氧膜生物反应装置，尤其涉及一种废水处理方法、电化学厌氧膜生物反应装置及其应用。
技术介绍
[0002]由于厨余垃圾含水率高(75％～90％)，在挤压与发酵等生物化学降解过程或在降水与地下水的渗流作用下，会产生高浓度的有机或无机厨余废水，不仅会对区域生态环境造成恶劣影响，同时也会威胁人体健康。因此，厨余废水的有效处理成为了厨余垃圾处理的关键。针对厨余废水的处理方法主要包括物理法、化学法、生物处理法及联用技术等。随着膜技术的发展，厌氧膜生物反应器 (AnMBR)逐渐成为了厨余废水处理研究和应用的热门工艺。AnMBR是一种集厌氧消化和膜过滤技术于一体的废水处理工艺，通过水解、发酵、产氢产乙酸和产甲烷四个阶段将可生物降解的有机化合物转化为沼气，废水经过厌氧处理后，通过膜过滤实现固液分离。AnMBR的稳定性高、生物保留量大、占地面积小且不需要氧气供能，可以实现废水的资源化和能源化。但是，AnMBR的膜组件的运行和维护成本占总生命周期成本的72.3％，严重的膜污染显著增加了 AnMBR的运行维护成本，这限制了AnMBR的大规模推广。
[0003]CN110563135A公开了一种厌氧膜生物反应器，包括壳体、中空膜体、阳极及阴极，所述阳极和所述阴极分别与电源电连接，所述阴极为孔状导电材料，所述阳极为惰性电极材料，所述阳极与所述阴极相对设置，所述阴极设置在所述中空膜体的外部并与所述中空膜体相对设置，所述阴极紧贴设置于所述中空膜体的内侧面。但是，该厌氧膜生物反应器的结构复杂且废水处理效率低。
[0004]CN207685098U公开了一种微生物电解池耦合厌氧膜生物反应器污泥减量装置。该装置由污泥投配池，超声装置，超声+碱预处理污泥池，碱池，微生物电解池
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厌氧膜生物反应器，出水箱，恒压电源，集气袋，阳极碳毡，阴极膜组件，搅拌器，泥泵a，计量泵，泥泵b，蠕动泵组成。但是该微生物电解池耦合厌氧膜生物反应器污泥减量装置结构复杂，容易产生膜污染且运行成本较高。
[0005]CN204474488U公开了一种浸没式厌氧膜生物反应器：铁碳微电解装置，设有进水口，铁碳微电解装置内部填充有铁碳填料，铁碳微电解装置的底部设有气体分配层，在该气体分配层中设有曝气装置，该曝气装置连接空气泵；铁碳微电解装置的出水连接调节池，调节池内设有搅拌装置，调节池的出水通过进水泵连接厌氧膜生物反应器的进水口；厌氧膜生物反应器内填充有厌氧组合填料，厌氧膜生物反应器内的下部设有厌氧反应器曝气装置，该厌氧反应器曝气装置通过沼气循环泵连接厌氧膜生物反应器顶端的沼气出口，厌氧反应器曝气装置的上方设有板式膜组件；该板式膜组件的出水口分别连接膜清洗管道和出水泵；进水泵和出水泵电连接控制系统。
[0006]目前公开的厌氧膜生物反应装置都有一定的缺陷，存在着结构复杂、废水处理效率低、容易产生膜污染且运行成本较高的问题。因此，开发一种新型的废水处理方法及电化
学厌氧膜生物反应装置至关重要。
技术实现思路
[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种废水处理方法、电化学厌氧膜生物反应装置及其应用，本专利技术所述电化学厌氧膜生物反应装置中引入电场，并加入吸附介质与电子传递介质，提高了污染物的去除和生物降解效率，增强了微生物产气，减少了膜污染；所述电化学厌氧膜生物反应装置的结构简单且操作难度较低；所述吸附介质与电子传递介质可重复利用，降低了运行成本。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种电化学厌氧膜生物反应装置，所述电化学厌氧膜生物反应装置包括电源与壳体，所述壳体内设置有与电源电性连接的惰性电极与孔状导电电极，所述壳体为密封结构，所述壳体上设置有与孔状导电电极连接的出水口；
[0010]所述壳体内装有废水，所述废水内设置有吸附介质与电子传递介质。
[0011]本专利技术所述吸附介质、电子传递介质与电化学反应的耦合，增强了吸附和增强电子传递过程，突破了传统电化学过程中电子传递只发生在电极表面的限制，通过介质在体系的分散，将电子传递过程延伸到整个反应体系，从而提高污染物的去除和生物降解效率，增强微生物产气；电场的添加抑制胞外分泌物 (EPS)的形成，所述吸附介质与电子传递介质用于凝结微生物胞外分泌物，从而增大污泥颗粒，同时通过水力作用实现对孔状导电电极表面的冲刷，抑制滤饼层形成；所述惰性电极为阳极，所述孔状导电电极为阴极，吸附介质与电子传递介质表面包裹的EPS和微生物等污染物带负电荷，与阴极表面存在静电排斥作用，从而抑制孔状导电电极的污染；所述电化学厌氧膜生物反应装置的结构简单且操作难度较低；所述吸附介质与电子传递介质可重复利用，降低了运行成本。
[0012]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述孔状导电电极的平均孔径为 0.15～0.3μm，例如可以是0.15μm、0.16μm、0.17μm、0.18μm、0.19μm、0.2μm、 0.21μm、0.22μm、0.23μm、0.24μm、0.25μm、0.26μm、0.27μm、0.28μm、0.29μm 或0.3μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0013]优选地，所述孔状导电电极包括金属网。
[0014]优选地，所述金属网包括钛网、不锈钢网或镍网中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括钛网与不锈钢网的组合，不锈钢网与镍网的组合，钛网与镍网的组合，或钛网、不锈钢网与镍网的组合。
[0015]优选地，所述孔状导电电极的长度为160～240mm，宽度为80～120mm，厚度为3～8mm。
[0016]本专利技术限定了孔状导电电极的长度为160～240mm，例如可以是160mm、 170mm、180mm、190mm、200mm、210mm、220mm、230mm或240mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]本专利技术限定了孔状导电电极的宽度为80～120mm，例如可以是80mm、 85mm、90mm、95mm、100mm、105mm、110mm、115mm或1500mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]本专利技术限定了孔状导电电极的厚度为3～8mm，例如可以是3mm、3.5mm、 4mm、
4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm或8mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0019]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述吸附介质与电子传递介质的体积之和为壳体容积的10％～30％，例如可以是10％、12％、15％、18％、20％、22％、 25％、28％或30％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；当吸附介质与电子传递介质的体积之和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电化学厌氧膜生物反应装置，其特征在于，所述电化学厌氧膜生物反应装置包括电源与壳体，所述壳体内设置有与电源电性连接的惰性电极与孔状导电电极，所述壳体为密封结构，所述壳体上设置有与孔状导电电极连接的出水口；所述壳体内装有废水，所述废水内设置有吸附介质与电子传递介质。2.根据权利要求1所述的电化学厌氧膜生物反应装置，其特征在于，所述孔状导电电极的平均孔径为0.15～0.3μm；优选地，所述孔状导电电极包括金属网；优选地，所述金属网包括钛网、不锈钢网或镍网中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述孔状导电电极的长度为160～240mm，宽度为80～120mm，厚度为3～8mm。3.根据权利要求1或2所述的电化学厌氧膜生物反应装置，其特征在于，所述吸附介质与电子传递介质的体积之和为壳体容积的10％～30％；优选地，所述吸附介质包括活性炭、沸石、离子交换树脂或大孔吸附树脂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述电子传递介质包括活性炭、零价铁或磁铁矿中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1～3任一项所述的电化学厌氧膜生物反应装置，其特征在于，所述惰性电极与孔状导电电极之间的间距为50～150mm；优选地，所述惰性电极与孔状导电电极相对设置；优选地，所述惰性电极包括铂电极、石墨电极或金电极中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述惰性电极的长度为160～240mm，宽度为80～120mm，厚度为3～8mm。5.根据权利要求1～4任一项所述的电化学厌氧膜生物反应装置，其特征在于，所述电化学厌氧膜生物反应装置包括与电源电性连接的继电器，所述惰性电极与孔状导电电极分别电性连接继电器，所述继电器用于控制电源正负极的倒换；优选地，所述壳体内设置有搅拌桨，所述壳体外设置有与搅拌桨连接的驱动件；优选地，所述壳体外设置有集气件，所述壳体上设置有气孔，所述集气件通过气孔与壳体内部连通；优选地，所述集气件与孔状导电电极之间设置有气体蠕动泵；优选地，所述壳体外设置有与出水口连接的出水蠕动泵；优选地，所述出水口与出水蠕动泵之间还设置有压力传感器。6.根据权利要求1～5任一项所述的电化学厌氧膜生物反应装置，其特征在于，所述壳体的侧壁为中空结构，所述壳体的侧壁内设置有循环水，所述壳体与循环水浴锅连接，所述循环水浴锅...
【专利技术属性】
技术研发人员：曲久辉，邓海倩，胡承志，孙境求，赵凯，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：
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