[实用新型]电解-生物厌氧反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种电解-生物厌氧反应器。

背景技术

随着国民经济的快速发展，我国食品、制革、医药化工等行业产生大量的含高浓度有机物和硫酸盐的废水，处理难度大，给环境带来日趋严重的影响。传统的厌氧生物处理方法中，硫酸盐往往做为电子受体被硫酸盐还原菌还原为硫化物(包括H₂S、HS^-、S^2-)^[1]，而高浓度的硫化物会带来毒性、腐蚀性、恶臭和高耗氧量等一系列问题，排放受到了国家标准的严格限制，其非竞争性抑制也会使得产甲烷效率降低，使厌氧过程恶化甚至失败^[2-3]。

在针对硫化物的处理方法中，目前常见的主要有物化法(如气提、混凝沉淀、吸附等)^[4-5]和生化法两大类。物化法操作方便、运行稳定，但能耗、化学药剂和运行费用相对较高。生化法包括分相厌氧消化法和生物脱硫技术等，研究热点主要集中于生物脱硫技术，如无色硫细菌或光合细菌除硫、生物同步脱氮除硫等^[6-7]。生物脱硫具有处理成本低、无需催化剂和可以回收单质硫等特点，但是现有生物脱硫工艺还存在许多缺陷：1)必须有合适电子受体存在，如氧气、硝酸盐或亚硝酸盐等；2)生物过程不易控制，工艺运行管理难度大。

在现有针对硫化物的处理方法中，曾有利用电解法处理硫化钠溶液的研究报道。Petrov等人^[8]的研究都表明，在NaHS或者Na₂S阳极液体系中，当工作电极电位达到-200mV时(相对于饱和甘汞电极)，阳极区S^2-可以被氧化为单质硫及多硫化物，而且S^2-的电化学氧化率可高于85％。说明在低电压(槽电压≤1V)的电解体系中，S^2-向单质硫或者多硫化物转化是可行的。国内易清风^[9-10]等人的研究表明，电解温度在61℃时，槽电压可控制在0.9～1.2V之间，电流密度20～30mA/cm²之间，阳极过电位在0.4V以下，研究了电解温度、电解时间、硫化钠溶液浓度及电流密度对多硫化物生成效率的影响，只有电流密度的大小对生成效率有较明显的影响，而且电流密度在30mA/cm²以上时多硫化物的生成效率显著下降，在综合考虑各影响因素的基础上提出了较为合适的电解操作条件。因此，借鉴这些研究成果，将电解与硫酸盐生物还原结合，开发出新型电解-生物厌氧反应器，解除硫化物对生物反应的抑制，确保厌氧生物反应的持续高效进行。

参考文献：

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