專利名稱：一種分置式電催化微生物降解氯代有機污染物的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及氯代有機污染物這一類難降解有機物質的電催化微生物降解方法，該方法主要是采用電催化強化微生物還原脫氯和氧化降解而開發(fā)的，屬于有機廢水處理的環(huán)境保護領域。
背景技術：
氯代有機物是一類非常重要的有機化合物，廣泛用于染料、農(nóng)藥、有機物合成及醫(yī)藥等行業(yè)，是一類污染面廣、毒性較大、難降解的污染物，其引起的環(huán)境問題十分引人關注， 有效治理氯代有機污染物污染已成為國際上十分關注的課題。氯代有機物的毒性主要是在于氯元素的引入，目前主要采用化學脫氯法(如零價鐵、硫酸鹽等)和電化學還原脫氯，但由于其價格高昂、效率低下等原因無法進行實際應用。利用微生物技術降解這類有機污染物已成為最有應用潛力、研究最活躍的領域之一，脫氯是氯代有機污染物微生物降解的關鍵步驟，隨著氯代有機污染物中氯取代基的增多，親電氧化降解越困難，而在酶作用下容易受到還原劑的親核反應，顯示出較好的厭氧生物降解性。利用電場催化供氫(電子)強化微生物還原脫氯成為新的研究方向，因此開發(fā)電催化微生物還原脫氯和好氧礦化脫氯的中間產(chǎn)物的新方法具有重要的理論意義和應用價值。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及一種分置式電催化微生物降解氯代有機污染物的方法，可進一步提高電催化微生物體系在難降解有機污染物方面協(xié)同強化降解效率，提供了一種在電場催化下利用微生物高效、穩(wěn)定降解氯代有機污染物的新方法。本發(fā)明的特征在于將催化電極的陰陽極板分別設置在1#、2#兩個不同的反應器中，1#、2#兩個反應器通過管段相連通，廢水首先進入1#反應器，而后通過管段進入2#反應器，最后由2#反應器排出。陰極板放置在1#反應器中，該反應器僅進行攪拌，不曝氣，陽極板放置在2#反應器中，該反應器可進行曝氣攪拌。由1#、2#反應器及連通管段中的水以及電極板與外電路構成電催化回路。陰極板采用具有儲氫和緩慢釋氫(電子)功能的鈀或鍍鈀極板，陽極板采用不溶性金屬或金屬氧化物極板。1#反應器處于厭氧的狀態(tài)，在外電場供氫(電子)的情況下，厭氧微生物透過呼吸作用傳遞氫(電子)至氯代有機污染物，用氫取代氯離子進行脫氯降解，廢水脫氯后的中間產(chǎn)物通過連通管段進入2#反應器，在2#反應器中進行好氧降解，氧氣可由曝氣或陽極析氧供給，廢水經(jīng)好氧處理后可達標排放。分置式電催化微生物降解反應器可充分發(fā)揮微生物和電催化的耦合作用，且微生物可在厭氧或好氧條件下保持各自的最佳降解環(huán)境。電催化電極的電壓為1. 5 5V，總水力停留時間在10 201!，1#和2#反應器的水力停留時間比為2 3 1。


圖分置式電催化微生物反應器流程示意圖
1.直流電源2.廢水儲罐3.進水泵4. 1#反應器進水管5.攪拌器6.陰極板 7.陽極板8.污泥回流9.沉淀區(qū)10.擋流板11.隔板12. 2#反應器進水管13.曝氣管 14三角堰出水15.連通管16. 1#反應器17.2#反應器
具體實施例方式實施例1 采用分置式電催化微生物反應器處理含2-氯酚(2-CP)濃度為35 45mg/L的有機廢水，兩個分置的1#和2#反應器的容積分別為2m3和lm3，1#反應器設極板裝置，攪拌功率為150評，2#反應器設曝氣裝置，曝氣量為20m3/h。陰極板采用鈦基鍍鈀的網(wǎng)狀平板極板， 陽極板采用鈦基鍍二氧化釕的網(wǎng)狀平板極板，催化電極的電壓為4V。連通管直徑為100mm。 總水力停留時間為12h。經(jīng)調試穩(wěn)定運行后，檢測進出水水質見表1 表 權利要求
1.一種分置式電催化微生物降解氯代有機污染物的方法，其特征在于將電催化的陰、陽極板分別設置在1#、2#兩個不同的反應器中，1#、2#兩個反應器通過管段相連通，在1# 反應器中僅進行攪拌，不曝氣，在2#反應器中可進行攪拌曝氣；由1#、2#反應器及連通管段中的水以及電極板與外電路構成電催化回路；陰極板采用具有儲氫和緩慢釋氫(電子)功能的鈀或鍍鈀極板，陽極板采用不溶性金屬或金屬氧化物極板；含氯代有機污染物的廢水首先進入1#反應器，1#反應器處于厭氧的狀態(tài)，在外電場供氫(電子)的情況下，厭氧微生物透過呼吸作用傳遞氫(電子)至氯代有機污染物，用氫取代氯離子進行脫氯降解，廢水脫氯后的中間產(chǎn)物通過連通管段進入2#反應器，在2#反應器中進行好氧降解，氧氣可由曝氣或陽極析氧供給，廢水經(jīng)好氧處理后可達標排放；電催化電極的電壓為1. 5 5V，總水力停留時間在10 201!，1#和2#反應器的水力停留時間比為2 3 1;分置式電催化微生物降解反應器可充分發(fā)揮微生物和電催化的耦合作用，且微生物可在厭氧或好氧下保持各自的最佳降解環(huán)境。
2.如權利要求1所描述的一種分置式電催化微生物降解氯代有機污染物的方法，其特征是電催化的陽極板和陰極板分別設置在1#、2#兩個不同的反應器中，1#、2#兩個反應器通過管段相連通；由1#、2#反應器及連通管段中的水以及電極板與外電路構成電催化回路。
3.如權利要求1所描述的一種分置式電催化微生物降解氯代有機污染物的方法，其特征是廢水首先進入1#反應器，而后通過連通管段進入2#反應器，最后由2#反應器排出，放置陰極板的1#反應器僅進行攪拌，不曝氣并保持厭氧狀態(tài)，放置陽極板的2#反應器進行曝氣攪拌，利用陽極析氧或曝氣充氧對1#反應器流出的還原產(chǎn)物進行微生物好氧礦化處理并排放。
4.如權利要求1所描述的一種分置式電催化微生物降解氯代有機污染物的方法，其特征是陰陽極板間的電壓為1. 5 5V。
5.如權利要求1所描述的一種分置式電催化微生物降解氯代有機污染物的方法，其特征是總水力停留時間為10 201!，1#和2#反應器的水力停留時間比為2 3 1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分置式電催化微生物降解氯代有機污染物的方法，本發(fā)明的特征在于陰陽極板分別設置在1#、2#兩個連通的反應器中，廢水首先進入1#反應器，通過連通管進入2#反應器。1#反應器僅進行攪拌，不曝氣；2#反應器可進行曝氣或攪拌。1#反應器處于厭氧狀態(tài)，厭氧微生物通過呼吸作用傳遞氫(外電場提供)至氯代有機物進行脫氯，之后中間產(chǎn)物通過連通管段進入2#反應器進行好氧降解，氧氣可由曝氣或陽極析氧供給，廢水經(jīng)好氧處理后排出。電極電壓為1.5～5V，總水力停留時間為10～20h，1#和2#反應器的水力停留時間比為2～3∶1。本發(fā)明為氯代有機物的高效降解提供了新方法并對難降解有機廢水的處理具有指導作用。
文檔編號C02F3/30GK102424473SQ20111031932
公開日2012年4月25日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權日2011年10月20日
發(fā)明者張宏偉, 張景麗, 曹占平, 王薇, 解立平 申請人:天津工業(yè)大學