一種電化學強化生物耦合體系處理廢水的方法
2023-05-04 14:45:36 1
專利名稱：一種電化學強化生物耦合體系處理廢水的方法
技術領域：
本發明涉及一種採用外電場強化零價鐵-生物耦合體系處理廢水的方法，屬於廢 水處理技術領域。
背景技術：
由於廢水成分的日益複雜化，傳統生物處理技術的效能受到限制。針對難生物降 解廢水的處理，目前零價鐵與生物組合工藝應用較多。一般情況下，該工藝採用兩段式反應 器，即生物區和鐵填料反應區兩個區域分開，兩者之間設中間沉澱池，採用混合液回流實現 生物和鐵填料二者耦合，其原理主要利用零價鐵對危害生物的有機物、重金屬等物質進行 氧化還原作用，促進大分子物質的降解，為生物處理創造比較好的條件，實現與生物的協同 作用，進而提高了生物處理效能。但是在實際應用中，由於零價鐵化學與生物反應對水質要 求存在差異，因此在保證生物處理條件前提下，零價鐵反應動力低，而且零價鐵易於被生物 體覆蓋，表面失去活性，電化學反應受到抑制，二者的協同作用並未充分發揮。
發明內容
本發明針對現有難生物降解廢水的零價鐵與生物組合處理工藝存在的不足，提供 一種外加電場強化的零價鐵一生物耦合處理廢水的方法。本發明的零價鐵一生物耦合方法，採用圓柱形反應器，該圓柱形反應器依次包括 生物反應區、沉澱池和鐵填料反應區，在鐵填料反應區外設置0-12V交流電源，鐵填料上 下端相對應的兩個電極棒分別與交流電源連接。本發明的技術方案在鐵填料反應區內設置鐵填料，鐵填料的上下端分別設置數
目對應的電極棒，，電極棒採用石墨，電極棒的總數目N根據公式N = @確定，其中R為圓
a
柱形反應器的半徑，H為圓柱形反應器鐵填料反應區的高度，a選取0. 1-0.8 ；鐵填料每一 端的相鄰電極棒的間距選取0. 3m-0. 5m ；電極棒插入填料區的長度L依據公式L = 0. 45H 設計。本發明通過外加電場來強化組合工藝中零價鐵的反應速率，強化了零價鐵的氧化 還原作用，促使有害物質，特別是大分子難降解物質加速降解，從而為生物處理提供更加有 利條件，較大幅度地提高了零價鐵與生物耦合體系的處理效能。四、附圖附
圖1給出了圓柱形反應器的結構示意圖；其中，1為生物反應區，2為沉澱池，3 為鐵填料反應區，4為交流電源，5為控制器。附圖2給出了電極棒與交流電源連接示意圖；其中，6為電極棒，7為電極棒插入填 料區的長度L。附圖3為圖2中的電極棒布置俯視示意圖。
3五具體實施例方式實施例1如圖1所示，本實施例的零價鐵-生物耦合體系採用豎式布置的圓柱形反應器，自 下至上依次為生物反應區1、沉澱池2和鐵填料反應區3，生物反應區1和鐵填料反應區3 兩個區域分開，廢水由生物反應區1進入反應器，處理後的水由鐵填料反應區3排出。在鐵填料反應區3內設置鐵填料，鐵填料的上下端分別設置數目對應的電極棒6， 如圖2和圖3所示，以石墨為電極棒，合理布置電極棒的位置及間隔距離，鐵填料每一端 的相鄰電極棒的間距根據廢水性質合理選取0.3m-0. 5m。電極棒6的總數目N根據公式
@確定，其中R為圓柱形反應器的半徑，H為圓柱形反應器中鐵填料反應區的高度，a a
根據廢水中難降解物質含量的高低適當選取0. 1--0.8，難降解物質含量越高取值越小。電 極棒6插入填料區的長度L依據公式L = 0. 45H設計。在鐵填料反應區外設置0-12V直 流電源，鐵填料上下端相對應的兩個電極棒6分別與交流電源4連接。同時在電路上安裝控制器5，根據電流強度變化，適時調整電壓的輸出，進而控制 零價鐵的反應，強化零價鐵的氧化還原作用，減少汙泥在零價鐵上的沉積，加速大分子難降 解物質降解為小分子的物質，從而為生物處理提供更加有利條件，較大幅度地提高了零價 鐵與生物耦合體系的處理效能。
權利要求
一種採用外電場強化零價鐵-生物耦合體系處理廢水的方法，該方法採用圓柱形反應器，該圓柱形反應器由生物反應區、沉澱池和鐵填料反應區依次構成，其特徵在於在鐵填料反應區內設置鐵填料，鐵填料的上下端分別設置數目對應的電極棒，電極棒的總數目N根據公式確定，其中R為圓柱形反應器的半徑，H為圓柱形反應器鐵填料反應區的高度，α選取0.1--0.8；在鐵填料反應區外設置0--12V交流電源，鐵填料上下端相對應的兩個電極棒分別與交流電源連接。FSA00000096353800011.tif
2.根據權利要求1所述的一種採用外電場強化零價鐵_生物耦合體系處理廢水的方 法，其特徵在於鐵填料每一端的相鄰電極棒的間距選取0. 3m-0. 5m ；電極棒插入填料區的 長度L依據公式L = 0. 45H設計。
全文摘要
本發明提供了一種採用外電場強化零價鐵-生物耦合體系處理廢水的方法，在鐵填料反應區內設置鐵填料，鐵填料的上下端分別設置數目對應的電極棒，電極棒的總數目N根據公式確定，α選取0.1-0.8；鐵填料每一端的相鄰電極棒的間距選取0.3m-0.5m；電極棒插入填料區的長度L依據公式L＝0.45H設計。在鐵填料反應區外設置0-12V交流電源，鐵填料上下端相對應的兩個電極棒分別與交流電源連接。本發明通過外加電場強化了零價鐵的氧化還原作用，促使大分子難降解物質加速降解，從而為生物處理提供更加有利條件，並且減少了汙泥在零價鐵上的沉積，提高了零價鐵與生物耦合體系的廢水處理效能。
文檔編號C02F9/14GK101851045SQ201010154638
公開日2010年10月6日 申請日期2010年4月26日 優先權日2010年4月26日
發明者孫國鵬, 張博, 李超娜, 謝曉琳, 陳皓, 黃理輝 申請人:山東大學