[发明专利]一种电化学强化生物耦合体系处理废水的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种采用外电场强化零价铁-生物耦合体系处理废水的方法，属于废水处理技术领域。

二、背景技术

由于废水成分的日益复杂化，传统生物处理技术的效能受到限制。针对难生物降解废水的处理，目前零价铁与生物组合工艺应用较多。一般情况下，该工艺采用两段式反应器，即生物区和铁填料反应区两个区域分开，两者之间设中间沉淀池，采用混合液回流实现生物和铁填料二者耦合，其原理主要利用零价铁对危害生物的有机物、重金属等物质进行氧化还原作用，促进大分子物质的降解，为生物处理创造比较好的条件，实现与生物的协同作用，进而提高了生物处理效能。但是在实际应用中，由于零价铁化学与生物反应对水质要求存在差异，因此在保证生物处理条件前提下，零价铁反应动力低，而且零价铁易于被生物体覆盖，表面失去活性，电化学反应受到抑制，二者的协同作用并未充分发挥。

三、发明内容

本发明针对现有难生物降解废水的零价铁与生物组合处理工艺存在的不足，提供一种外加电场强化的零价铁--生物耦合处理废水的方法。

本发明的零价铁--生物耦合方法，采用圆柱形反应器，该圆柱形反应器依次包括生物反应区、沉淀池和铁填料反应区，在铁填料反应区外设置0--12V交流电源，铁填料上下端相对应的两个电极棒分别与交流电源连接。

本发明的技术方案：在铁填料反应区内设置铁填料，铁填料的上下端分别设置数目对应的电极棒，，电极棒采用石墨，电极棒的总数目N根据公式确定，其中R为圆柱形反应器的半径，H为圆柱形反应器铁填料反应区的高度，α选取0.1--0.8；铁填料每一端的相邻电极棒的间距选取0.3m--0.5m；电极棒插入填料区的长度L依据公式L＝0.45H设计。

本发明通过外加电场来强化组合工艺中零价铁的反应速率，强化了零价铁的氧化还原作用，促使有害物质，特别是大分子难降解物质加速降解，从而为生物处理提供更加有利条件，较大幅度地提高了零价铁与生物耦合体系的处理效能。

四、附图

附图1给出了圆柱形反应器的结构示意图；其中，1为生物反应区，2为沉淀池，3为铁填料反应区，4为交流电源，5为控制器。

附图2给出了电极棒与交流电源连接示意图；其中，6为电极棒，7为电极棒插入填料区的长度L。

附图3为图2中的电极棒布置俯视示意图。

五、具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例的零价铁-生物耦合体系采用竖式布置的圆柱形反应器，自下至上依次为生物反应区1、沉淀池2和铁填料反应区3，生物反应区1和铁填料反应区3两个区域分开，废水由生物反应区1进入反应器，处理后的水由铁填料反应区3排出。

在铁填料反应区3内设置铁填料，铁填料的上下端分别设置数目对应的电极棒6，如图2和图3所示，以石墨为电极棒，合理布置电极棒的位置及间隔距离，铁填料每一端的相邻电极棒的间距根据废水性质合理选取0.3m--0.5m。电极棒6的总数目N根据公式确定，其中R为圆柱形反应器的半径，H为圆柱形反应器中铁填料反应区的高度，α根据废水中难降解物质含量的高低适当选取0.1--0.8，难降解物质含量越高取值越小。电极棒6插入填料区的长度L依据公式L＝0.45H设计。在铁填料反应区外设置0--12V直流电源，铁填料上下端相对应的两个电极棒6分别与交流电源4连接。

同时在电路上安装控制器5，根据电流强度变化，适时调整电压的输出，进而控制零价铁的反应，强化零价铁的氧化还原作用，减少污泥在零价铁上的沉积，加速大分子难降解物质降解为小分子的物质，从而为生物处理提供更加有利条件，较大幅度地提高了零价铁与生物耦合体系的处理效能。