一種利用ABR-生物電Fenton耦合技術(shù)處理難生物降解工業(yè)廢水的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用ABR-生物電Fenton耦合技術(shù)處理難生物降解工業(yè)廢水的裝置，ABR為分格結(jié)構(gòu)，通過折流板將反應(yīng)器分成多個(gè)串聯(lián)的格室，其中的一個(gè)格室設(shè)為生物電Fenton系統(tǒng)的陽極室，與陽極室相鄰的格室設(shè)為陰極室，陽極室與陰極室由質(zhì)子膜隔開；ABR前端底部設(shè)有第一進(jìn)水口，ABR的頂部與氣體收集裝置相連通，陽極室的上部設(shè)有出水口，陰極室設(shè)有第二進(jìn)水口；所述陽極室內(nèi)設(shè)有碳陽極，陰極室內(nèi)設(shè)有鐵碳陰極，碳陽極與鐵碳陰極共接負(fù)載。這種裝置充分利用了ABR的分格結(jié)構(gòu)使ABR與MFC、MFC與Fenton進(jìn)行結(jié)合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、廢水處理成本低、穩(wěn)定性能好，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢水中有機(jī)污染物的高效去除，可減少ABR內(nèi)揮發(fā)酸的累積，既能產(chǎn)生沼氣，又能產(chǎn)生電能，實(shí)現(xiàn)了廢水的環(huán)保再利用。
【專利說明】一種利用ABR-生物電Fenton耦合技術(shù)處理難生物降解工業(yè)廢水的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理技術(shù)，具體是一種利用ABR (Anaerobic BaffledReactor,厭氧折流板反應(yīng)器，簡(jiǎn)稱ABR)-生物電Fenton耦合技術(shù)處理難生物降解工業(yè)廢水的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]厭氧生物處理具有低耗高效的優(yōu)點(diǎn)，其將污染物去除與產(chǎn)能有機(jī)地結(jié)合在一起，具有良好的環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，因此，采用厭氧生物技術(shù)處理高濃度有機(jī)工業(yè)廢水成為當(dāng)前的研宄熱點(diǎn)，厭氧反應(yīng)器已被廣泛的應(yīng)用于制糖、啤酒、檸檬酸等易生物降解工業(yè)廢水的處理中。但當(dāng)廢水中含有難生物降解的高分子污染物或有毒物質(zhì)時(shí)，例如印染廢水、抗生素廢水、石化廢水等，雖然其難生物降解部分的水量可能不是很大，但由于有毒物質(zhì)的存在會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌的活性受到抑制，若直接進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，往往造成厭氧反應(yīng)器的處理效率降低，甚至造成厭氧反應(yīng)器運(yùn)行的失敗，因此，一般會(huì)首先對(duì)這部分難生物降解或有毒廢水進(jìn)行預(yù)處理，以提高其生化性，進(jìn)而再進(jìn)行厭氧或好氧的生物處理。但預(yù)處理單元的增加，無疑將會(huì)增加占地，增加基建投資。
[0003]Fenton、光Fenton、電Fenton等氧化技術(shù)作為典型的高級(jí)氧化處理方法，具有高效、反應(yīng)條件溫和、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于去除水中難生物降解有機(jī)污染物具有良好的效果，因此常被人們用于難生物降解廢水的預(yù)處理或排放標(biāo)準(zhǔn)要求較高的廢水的深度處理。但在處理實(shí)際廢水時(shí)，單一 Fenton技術(shù)處理成本較高，主要是雙氧水的價(jià)格較高；同時(shí)需要不斷投加雙氧水與鐵，運(yùn)行管理復(fù)雜；并且處理的穩(wěn)定性能有待進(jìn)一步提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種利用ABR-生物電Fenton耦合技術(shù)處理難生物降解工業(yè)廢水的裝置，這種裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、廢水處理成本低、穩(wěn)定性能好，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中有機(jī)污染物的高效去除，還可減少ABR內(nèi)揮發(fā)酸的累積，同時(shí)既能產(chǎn)生沼氣，又能產(chǎn)生電能，實(shí)現(xiàn)廢水的環(huán)保再利用。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
一種利用ABR-生物電Fenton耦合技術(shù)處理難生物降解工業(yè)廢水的裝置，包括ABR，所述的ABR為分格結(jié)構(gòu)，通過折流板將反應(yīng)器分成多個(gè)串聯(lián)的格室，其中一個(gè)格室設(shè)為生物電Fenton系統(tǒng)的陽極室，與陽極室相鄰的格室設(shè)為陰極室，陽極室與陰極室由質(zhì)子膜隔開；ABR前端底部設(shè)有第一進(jìn)水口，ABR頂部與氣體收集裝置相連通，陽極室上部設(shè)有出水口，陰極室設(shè)有第二進(jìn)水口 ；所述陽極室內(nèi)設(shè)有碳陽極，陰極室內(nèi)設(shè)有鐵碳陰極，碳陽極與鐵碳陰極共接負(fù)載。
[0006]設(shè)有曝氣裝置與陰極室連通。
[0007]所述陰極室通過回流裝置與第一進(jìn)水口相通。
[0008]本發(fā)明將Fenton與傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)相結(jié)合，不僅可以降低廢水的處理成本，可拓展Fenton工藝的應(yīng)用范圍，同時(shí)可以大大提高對(duì)難降解或有毒廢水的處理效果。
[0009]微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell，簡(jiǎn)稱MFC)是利用微生物作為生物催化劑將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為電能的裝置，在曝氣的條件下，在陰極可生成Fenton體系中所需的H2O2，從而構(gòu)成生物電Fenton系統(tǒng)，具有不需要持續(xù)投加雙氧水和鐵，運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。ABR集上流式厭氧污泥床(Upflow Anaerobic Sludge Blanket，簡(jiǎn)稱UASB)和分階段多相厭氧反應(yīng)器(Staged Mult1-Phase Anaerobic Reactor，簡(jiǎn)稱SMPA)技術(shù)于一體，不僅提高了厭氧反應(yīng)器的負(fù)荷和處理效率，而且使其穩(wěn)定性和對(duì)不良因素(如有毒物質(zhì))的適應(yīng)性大為增強(qiáng)，更為重要的是，折流板將反應(yīng)器分成多個(gè)串聯(lián)的格室(反應(yīng)室)，其獨(dú)特的格室結(jié)構(gòu)，使不同格室的有機(jī)負(fù)荷不同，厭氧微生物種群分布方面也體現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)越性，同時(shí)易于對(duì)ABR進(jìn)行改造。
[0010]這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是充分利用了 ABR的分格結(jié)構(gòu)使ABR與MFC、MFC與Fenton進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、廢水處理成本低、穩(wěn)定性能好，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢水中有機(jī)污染物的高效去除，還可減少ABR反應(yīng)器內(nèi)揮發(fā)酸的累積，同時(shí)既能產(chǎn)生沼氣，又能產(chǎn)生電能，實(shí)現(xiàn)了廢水的環(huán)保再利用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011 ] 圖1為實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中，1.第一進(jìn)水箱2.第一水泵3.ABR 4.陽極室5.陰極室6.曝氣設(shè)備7.碳陽極8.質(zhì)子膜9.鐵碳陰極10.負(fù)載11.第二進(jìn)水箱12.第二水泵13.出水口14.回流裝置15.氣體收集裝置16.第一進(jìn)水口 17.第二進(jìn)水口 18.折流板。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步的闡述，但不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0014]實(shí)施例:
參照?qǐng)D1，一種利用ABR-生物電Fenton耦合技術(shù)處理難生物降解工業(yè)廢水的裝置，包括ABR 3，所述的ABR 3為分格結(jié)構(gòu)，通過折流板18將反應(yīng)器分成多個(gè)串聯(lián)的格室，其中的一個(gè)格室設(shè)為生物電Fenton系統(tǒng)的陽極室4，與陽極室4相鄰的格室設(shè)為陰極室5，陽極室4與陰極室5由質(zhì)子膜8隔開；ABR 3前端底部設(shè)有第一進(jìn)水口 16，ABR 3頂部與氣體收集裝置15相連通，陽極室4上部設(shè)有出水口 13，陰極室5設(shè)有第二進(jìn)水口 17 ;所述陽極室4內(nèi)設(shè)有碳陽極7，陰極室5內(nèi)設(shè)有鐵碳陰極9，碳陽極7與鐵碳陰極9共接負(fù)載10。
[0015]設(shè)有曝氣裝置6與陰極室5連通。
[0016]陰極室5通過回流裝置14與第一進(jìn)水口 16相通。
[0017]具體地，第一進(jìn)水口 16通過第一水泵2與第一進(jìn)水箱I連通，第二進(jìn)水口 17通過第二水泵12與第二進(jìn)水箱11連通，采用ABR-生物電Fenton耦合裝置對(duì)中藥廢水進(jìn)行了處理，洗藥與提取工藝單元所產(chǎn)生的廢水通過第一水泵2進(jìn)入ABR 3，廢水流經(jīng)各個(gè)格室的過程中與厭氧微生物充分接觸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的降解污染物，而后廢水進(jìn)入生物電Fenton的陽極室4，被碳陽極7表面的微生物分解產(chǎn)生電子和質(zhì)子，質(zhì)子通過質(zhì)子膜8傳遞到達(dá)生物電Fenton的陰極室5。而醇沉工藝單元所產(chǎn)生的廢水由于含有較多的蒽醌、生物堿等難降解物質(zhì)，通過第二水泵12進(jìn)入生物電Fenton的陰極室5，在此通過曝氣設(shè)備6進(jìn)行曝氣，從陽極室4傳遞過來的質(zhì)子直接傳遞到達(dá)鐵碳陰極9，產(chǎn)生的電子傳遞到碳陽極7經(jīng)過外電路到達(dá)鐵碳陰極9，產(chǎn)生電流，電流催化鐵碳陰極9發(fā)生氧還原反應(yīng)，與氧氣結(jié)合生成H2O2, H2O2與鐵在陰極室5中共存，可產(chǎn)生羥基自由基，實(shí)現(xiàn)對(duì)難生物降解或有毒有機(jī)物的降解，廢水經(jīng)有效處理后經(jīng)出水口 13進(jìn)入后續(xù)的處理單元。
[0018]陰極室5經(jīng)處理后的廢水經(jīng)回流裝置14回流到ABR 3第一進(jìn)水口 16處，可在ABR3前面格室構(gòu)成微氧環(huán)境，抑制揮發(fā)酸的累積。處理過程中產(chǎn)生的沼氣，經(jīng)氣體收集裝置15收集利用。
[0019]對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)出水COD進(jìn)行了測(cè)定，本裝置對(duì)廢水的COD的平均去除率可達(dá)96%以上，出水COD為200mg/L-300mg/L，大大降低了后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷。
【權(quán)利要求】
1.一種利用ABR-生物電Fenton耦合技術(shù)處理難生物降解工業(yè)廢水的裝置，包括ABR，其特征是，所述的ABR為分格結(jié)構(gòu)，通過折流板將反應(yīng)器分成多個(gè)串聯(lián)的格室，其中的一個(gè)格室設(shè)為生物電Fenton系統(tǒng)的陽極室，與陽極室相鄰的格室設(shè)為陰極室，陽極室與陰極室由質(zhì)子膜隔開；ABR前端底部設(shè)有第一進(jìn)水口，ABR頂部與氣體收集裝置相連通，陽極室上部設(shè)有出水口，陰極室設(shè)有第二進(jìn)水口 ；所述陽極室內(nèi)設(shè)有碳陽極，陰極室內(nèi)設(shè)有鐵碳陰極，碳陽極與鐵碳陰極共接負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用ABR-生物電Fenton耦合技術(shù)處理難生物降解工業(yè)廢水的裝置，其特征是，設(shè)有曝氣裝置與陰極室連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用ABR-生物電Fenton耦合技術(shù)處理難生物降解工業(yè)廢水的裝置，其特征是，所述陰極室通過回流裝置與第一進(jìn)水口相通。
【文檔編號(hào)】C02F3/28GK104478073SQ201410751241
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】宿程遠(yuǎn), 黃智 , 陳孟林, 盧宇翔, 邱銳 申請(qǐng)人:廣西師范大學(xué)