微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置及水處理方法
【專利摘要】微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置及水處理方法，它屬于印染廢水處理領(lǐng)域，主要涉及一種廢水的處理裝置及方法。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有處理含偶氮染料廢水的方法廢水脫色率低和COD去除能力差的技術(shù)問題。本發(fā)明裝置裝置，包括反應(yīng)器陽極集電板、反應(yīng)器陰極集電板、參比電極、反應(yīng)器進水口、排泥口、反應(yīng)器穿孔布水板、回流管、回流泵、導(dǎo)線、出水口、陽極填料層隔板、陰極填料層隔板和集氣口。水處理方法如下：廢水從反應(yīng)器進水口進入微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，出水口出水，即完成水處理。本發(fā)明方法處理含偶氮染料廢水脫色率高和COD去除能力強。
【專利說明】微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置及水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于印染廢水處理領(lǐng)域，主要涉及一種廢水的處理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]印染廢水因其有機物含量高、成分復(fù)雜、色度深、毒性大、水質(zhì)水量變化大等特點已成為當(dāng)今治理難度較大的工業(yè)廢水之一。常見的印染廢水處理方法主要可分為，化學(xué)法、物理法和生物法三大類?；瘜W(xué)處理法主要通過在廢水中加入強氧化劑對染料進行較為徹底的氧化降解，物理處理法主要通過投加絮凝劑或吸附劑的方式使印染廢水中的污染物被沉淀或吸附去除。但是近年來隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，印染行業(yè)也進入了高速發(fā)展期，逐年增加的印染廢水量使得原本就備受成本制約的化學(xué)和物理處理法其成本越來越難以被接受。[0003]在生物法中，傳統(tǒng)的厭氧一好氧組合工藝已被證明是較為有效的處理方法，但印染廢水的水質(zhì)水量波動較大，單純的生物系統(tǒng)難以承受，可能會因此變得不穩(wěn)定、不可靠。且隨著新的化學(xué)漿料、染化料和整理劑的采用，增加了印染廢水的難處理程度，使原有生物處理裝置的COD去除率從70%下降到50%?，F(xiàn)有處理含偶氮染料廢水的方法廢水脫色率低和COD去除能力差。采用厭氧微生物電輔助系統(tǒng)處理印染廢水，可使傳統(tǒng)厭氧處理和微生物電化學(xué)處理手段相結(jié)合，發(fā)揮各自的最佳功效。厭氧池可將難生物降解的大分子物質(zhì)分解成易生物降解的小分子物質(zhì)，提高廢水的可生化性，在外加電源的幫助下可以增加對難降解物質(zhì)的還原能力，提高處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和增加生物相的組成和，保證整個系統(tǒng)的運行效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有處理含偶氮染料廢水的方法廢水脫色率低和COD去除能力差的技術(shù)問題，提供了一種微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝
置及方法。
[0005]微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，它包括反應(yīng)器陽極集電板、反應(yīng)器陰極集電板、參比電極、反應(yīng)器進水口、排泥口、反應(yīng)器穿孔布水板、回流管、回流泵、導(dǎo)線、出水口、陽極填料層隔板、陰極填料層隔板和集氣口，所述反應(yīng)器陽極集電板、反應(yīng)器陰極集電板、參比電極、出水口、陽極填料層隔板、陰極填料層隔板、外部電源、和集氣口組成電輔助強化處理區(qū)b，所述的反應(yīng)器進水口、排泥口、反應(yīng)器穿孔布水板、回流管和回流泵組成UASB厭氧處理區(qū)a，所述反應(yīng)器陽極集電板插入陽極填料層，反應(yīng)器陰極集電板插入陰極填料層，所述的參比電極位于微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置的中間，參比電極的兩邊設(shè)有陽極填料層隔板和陰極填料層隔板，陽極填料層隔板的外側(cè)設(shè)有反應(yīng)器陽極集電板，陰極填料層隔板的外側(cè)設(shè)有反應(yīng)器陰極集電板，反應(yīng)器陽極集電板和反應(yīng)器陰極集電板通過導(dǎo)線與外部電源連接。[0006]所述的陽極填料層隔板和陰極填料層隔板對稱位于參比電極的兩側(cè)。
[0007]所述陽極填料層隔板和陰極填料層隔板上設(shè)有通孔。
[0008]所述電輔助強化處理區(qū)b與UASB厭氧處理區(qū)A的體積比為1:1。
[0009]所述反應(yīng)器穿孔布水板的開孔比為30%。
[0010]所述導(dǎo)線為鈦絲。
[0011]所述反應(yīng)器陽極集電板及反應(yīng)器陰極集電板為石墨板。
[0012]所述陽極填料層及陰極填料層由直徑5-8_的石墨顆粒組成。
[0013]采用微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置水處理方法如下:
[0014]一、將污水處理廠二沉池污泥經(jīng)葡萄糖活化后投入微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置中的UASB厭氧處理區(qū)a內(nèi)，接種量為UASB厭氧處理區(qū)a體積的2/3 ；[0015]二、廢水從反應(yīng)器進水口進入微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，廢水在UASB厭氧處理區(qū)a內(nèi)以1.5-2m/h的上升流速進入電輔助強化處理區(qū)b，然后在外電源電壓為0.5-1.0V、溫度為25-30°C、水力停留時間為8_12h的條件下處理，出水口出水，即完成水處理。
[0016]步驟一中將污水處理廠二沉池污泥葡萄糖活化的方法如下:
[0017]取污水處理廠二沉池污泥過濾、沉淀、淘洗并加水稀釋至為濃度6g/l，再加入葡萄糖至混合液中葡萄糖濃度為2g/l，投加Na2HPO3和NH4Cl至混合物中COD: N: P質(zhì)量比為200: 5: 1，，連續(xù)培養(yǎng)2周，接種至反應(yīng)器。
[0018]本發(fā)明提出的微生物電輔助厭氧生物聯(lián)合處理方法具有簡單、經(jīng)濟、高效等優(yōu)點。微生物電化學(xué)系統(tǒng)的引入能有效促進染料厭氧脫色效率和運行穩(wěn)定性；并且由于只需外加較低電功率即可應(yīng)用，因此只需增加少量的運行成本即可取得顯著的提高效果。另外，該操作簡單方便，可直接應(yīng)用于現(xiàn)有的各種染料廢水生物處理裝置。因此，本方法在實際印染廢水處理方面有很好的應(yīng)用前景。不僅如此，本發(fā)明還可以拓展應(yīng)用于其他難降解廢水的生物處理工藝，對于各種有毒難降解廢水的經(jīng)濟高效處理也具有很好的參考價值。本發(fā)明方法處理含偶氮染料廢水脫色率高和COD去除能力強。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置的示意圖；
[0020]圖2是微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置的俯視圖；
[0021]圖3是陽極填料層隔板7-1的示意圖；
[0022]圖4是靜態(tài)實驗中剛果紅溶液脫色率隨時間的變化曲線；
[0023]圖5是經(jīng)過24h處理后進水與出水的全掃描吸光度變化曲線；
[0024]圖6是經(jīng)過24h處理后進水的全掃描吸光度變化曲線；
[0025]圖7是經(jīng)過24h處理后出水的全掃描吸光度變化曲線。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。[0027]【具體實施方式】一:本實施方式微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，它包括反應(yīng)器陽極集電板11-1、反應(yīng)器陰極集電板11-2、參比電極6、反應(yīng)器進水口 1、排泥口 5、反應(yīng)器穿孔布水板2、回流管3、回流泵4、導(dǎo)線12、出水口 9、陽極填料層隔板7-1、陰極填料層隔板7-2和集氣口 10，所述反應(yīng)器陽極集電板11-1、反應(yīng)器陰極集電板
11-2、參比電極6、出水口 9、陽極填料層隔板7-1、陰極填料層隔板7-2、外部電源13、和集氣口 10組成電輔助強化處理區(qū)b，所述的反應(yīng)器進水口 1、排泥口 5、反應(yīng)器穿孔布水板2、回流管3和回流泵4組成UASB厭氧處理區(qū)a，所述反應(yīng)器陽極集電板11_1插入陽極填料層8-1，反應(yīng)器陰極集電板11-2插入陰極填料層8-2，所述的參比電極6位于微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置的中間，參比電極6的兩邊設(shè)有陽極填料層隔板7-1和陰極填料層隔板7-2，陽極填料層隔板7-1的外側(cè)設(shè)有反應(yīng)器陽極集電板11-1，陰極填料層隔板7-2的外側(cè)設(shè)有反應(yīng)器陰極集電板11-2，反應(yīng)器陽極集電板11-1和反應(yīng)器陰極集電板11-2通過導(dǎo)線12與外部電源13連接。
[0028]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是所述的陽極填料層隔板
7-1和陰極填料層隔板7-2對稱位于參比電極6的兩側(cè)。其它與【具體實施方式】一相同。
[0029]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二之一不同的是所述陽極填料層隔板7-1和陰極填料層隔板7-2上設(shè)有通孔。其它與【具體實施方式】一或二之一相同。
[0030]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是所述電輔助強化處理區(qū)b與UASB厭氧處理區(qū)A的體積比為1:1。其它與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0031]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是所述反應(yīng)器穿孔布水板2的開孔比為30%。其它與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0032]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是所述導(dǎo)線12為鈦絲。其它與【具體實施方式】一至五之一相同。
[0033]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一不同的是所述反應(yīng)器陽極集電板11-1及反應(yīng)器陰極集電板11-2為石墨板。其它與【具體實施方式】一至六之一相同。
[0034]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一至七之一不同的是所述陽極填料層8-1及陰極填料層8-2由直徑5-8_的石墨顆粒組成。其它與【具體實施方式】一至七之一相同。
[0035]【具體實施方式】九:本實施方式采用微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置水處理方法如下:
[0036]一、將污水處理廠二沉池污泥經(jīng)葡萄糖活化后投入微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置中的UASB厭氧處理區(qū)a內(nèi)，接種量為UASB厭氧處理區(qū)a體積的2/3 ；
[0037]二、廢水從反應(yīng)器進水口 I進入微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，廢水在UASB厭氧處理區(qū)a內(nèi)以1.5-2m/h的上升流速進入電輔助強化處理區(qū)b，然后在外電源電壓為0.5-1.0V、溫度為25-30°C、水力停留時間為8_12h的條件下處理，出水口 9出水，即完成水處理。
[0038]【具體實施方式】十:本實施方式與【具體實施方式】九不同的是步驟一中將污水處理廠二沉池污泥葡萄糖活化的方法如下:[0039]取污水處理廠二沉池污泥過濾、沉淀、淘洗并加水稀釋至為濃度6g/l，再加入葡萄糖至混合液中葡萄糖濃度為2g/l，投加Na2HPO3和NH4Cl至混合物中COD: N: P質(zhì)量比為200: 5: 1，，連續(xù)培養(yǎng)2周，接種至反應(yīng)器。其它與【具體實施方式】九相同。
[0040]采用下述實驗驗證本發(fā)明效果:
[0041]結(jié)合圖1采用微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置水處理方法如下:
[0042]一、將污水處理廠二沉池污泥經(jīng)葡萄糖活化后投入微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置中的UASB厭氧處理區(qū)a內(nèi)，接種量為UASB厭氧處理區(qū)a體積的2/3 ；
[0043]二、廢水從反應(yīng)器進水口 I進入微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，廢水在UASB厭氧處理區(qū)a內(nèi)以1.5-2m/h的上升流速進入電輔助強化處理區(qū)b，廢水透過陽極填料層隔板7-1及陰極填料層隔板7-2到達陽極填料層8-1及陰極填料層8-2，電輔助強化處理區(qū)b由外 部電源13進行供電，供電過程分別經(jīng)過導(dǎo)線12和反應(yīng)器陽極集電板11-1、反應(yīng)器陰極集電板11-2傳遞給陽極填料層8-1及陰極填料層8-2，然后在外電源電壓為0.5-1.0V、溫度為25-30°C、水力停留時間為8_12h的條件下處理，出水口 9出水，反應(yīng)器產(chǎn)生的微量甲烷氣體由集氣口 10排出，即完成水處理。
【權(quán)利要求】
1.微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，它包括反應(yīng)器陽極集電板(11-1)、反應(yīng)器陰極集電板(11-2)、參比電極(6)、反應(yīng)器進水口(I)、排泥口(5)、反應(yīng)器穿孔布水板(2)、回流管(3)、回流泵(4)、導(dǎo)線(12)、出水口(9)、陽極填料層隔板(7-1)、陰極填料層隔板(7-2)和集氣口(10)，其特征在于所述反應(yīng)器陽極集電板(11-1)、反應(yīng)器陰極集電板(11-2)、參比電極(6)、出水口(9)、陽極填料層隔板(7-1)、陰極填料層隔板(7-2)、外部電源13、和集氣口(10)組成電輔助強化處理區(qū)b，所述的反應(yīng)器進水口(1)、排泥口(5)、反應(yīng)器穿孔布水板(2)、回流管(3)和回流泵(4)組成UASB厭氧處理區(qū)a，所述反應(yīng)器陽極集電板(11-1)插入陽極填料層(8-1)，反應(yīng)器陰極集電板(11-2)插入陰極填料層8-2，所述的參比電極(6)位于微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置的中間，參比電極(6)的兩邊設(shè)有陽極填料層隔板(7-1)和陰極填料層隔板(7-2)，陽極填料層隔板(7-1)的外側(cè)設(shè)有反應(yīng)器陽極集電板(11-1)，陰極填料層隔板(7-2)的外側(cè)設(shè)有反應(yīng)器陰極集電板(11-2)，反應(yīng)器陽極集電板(11-1)和反應(yīng)器陰極集電板(11-2)通過導(dǎo)線(12)與外部電源13連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，其特征在于所述的陽極填料層隔板(7-1)和陰極填料層隔板(7-2)對稱位于參比電極(6)的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要 求1所述微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，其特征在于所述陽極填料層隔板(7-1)和陰極填料層隔板(7-2)上設(shè)有通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，其特征在于所述電輔助強化處理區(qū)b與UASB厭氧處理區(qū)A的體積比為1:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，其特征在于所述反應(yīng)器穿孔布水板(2)的開孔比為30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，其特征在于所述導(dǎo)線(12)為鈦絲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，其特征在于所述反應(yīng)器陽極集電板(11-1)及反應(yīng)器陰極集電板(11-2)為石墨板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，其特征在于所述陽極填料層(8-1)及陰極填料層8-2由直徑5-8_的石墨顆粒組成。
9.采用權(quán)利要求1所述微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置水處理方法，其特征在于采用微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置水處理方法如下: 一、將污水處理廠二沉池污泥經(jīng)葡萄糖活化后投入微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置中的UASB厭氧處理區(qū)a內(nèi)，接種量為UASB厭氧處理區(qū)a體積的2/3 ； 二、廢水從反應(yīng)器進水口(I)進入微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置，廢水在UASB厭氧處理區(qū)a內(nèi)以1.5-2m/h的上升流速進入電輔助強化處理區(qū)b，然后在外電源電壓為0.5-1.0V、溫度為25-30°C、水力停留時間為8_12h的條件下處理，出水口(9)出水，即完成水處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的采用微生物電輔助系統(tǒng)強化降解含偶氮染料廢水的處理裝置水處理方法，其特征在于步驟一中將污水處理廠二沉池污泥葡萄糖活化的方法如下:取污水處理廠二沉池污泥過濾、沉淀、淘洗并加水稀釋至為濃度6g/l，再加入葡萄糖至混合液中葡萄糖濃度為2g/l，投加Na2HPO3和NH4Cl至混合物中COD: N: P質(zhì)量比為200:5: 1，，連續(xù)培養(yǎng)2周，接種至反應(yīng)器 。
【文檔編號】C02F3/28GK103951056SQ201410213661
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】任南琪, 劉博 , 郭婉茜, 楊姍姍, 周顯嬌, 王月, 鄭禾山, 馮曉馳 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)