[发明专利]一种分置式电催化微生物降解氯代有机污染物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氯代有机污染物这一类难降解有机物质的电催化微生物降解方法，该方法主要是采用电催化强化微生物还原脱氯和氧化降解而开发的，属于有机废水处理的环境保护领域。

背景技术

氯代有机物是一类非常重要的有机化合物，广泛用于染料、农药、有机物合成及医药等行业，是一类污染面广、毒性较大、难降解的污染物，其引起的环境问题十分引人关注，有效治理氯代有机污染物污染已成为国际上十分关注的课题。氯代有机物的毒性主要是在于氯元素的引入，目前主要采用化学脱氯法(如零价铁、硫酸盐等)和电化学还原脱氯，但由于其价格高昂、效率低下等原因无法进行实际应用。利用微生物技术降解这类有机污染物已成为最有应用潜力、研究最活跃的领域之一，脱氯是氯代有机污染物微生物降解的关键步骤，随着氯代有机污染物中氯取代基的增多，亲电氧化降解越困难，而在酶作用下容易受到还原剂的亲核反应，显示出较好的厌氧生物降解性。利用电场催化供氢(电子)强化微生物还原脱氯成为新的研究方向，因此开发电催化微生物还原脱氯和好氧矿化脱氯的中间产物的新方法具有重要的理论意义和应用价值。

发明内容

本发明涉及一种分置式电催化微生物降解氯代有机污染物的方法，可进一步提高电催化微生物体系在难降解有机污染物方面协同强化降解效率，提供了一种在电场催化下利用微生物高效、稳定降解氯代有机污染物的新方法。

本发明的特征在于：将催化电极的阴阳极板分别设置在1^#、2^#两个不同的反应器中，1^#、2^#两个反应器通过管段相连通，废水首先进入1^#反应器，而后通过管段进入2^#反应器，最后由2^#反应器排出。阴极板放置在1^#反应器中，该反应器仅进行搅拌，不曝气，阳极板放置在2^#反应器中，该反应器可进行曝气搅拌。由1^#、2^#反应器及连通管段中的水以及电极板与外电路构成电催化回路。阴极板采用具有储氢和缓慢释氢(电子)功能的钯或镀钯极板，阳极板采用不溶性金属或金属氧化物极板。1^#反应器处于厌氧的状态，在外电场供氢(电子)的情况下，厌氧微生物透过呼吸作用传递氢(电子)至氯代有机污染物，用氢取代氯离子进行脱氯降解，废水脱氯后的中间产物通过连通管段进入2^#反应器，在2^#反应器中进行好氧降解，氧气可由曝气或阳极析氧供给，废水经好氧处理后可达标排放。分置式电催化微生物降解反应器可充分发挥微生物和电催化的耦合作用，且微生物可在厌氧或好氧条件下保持各自的最佳降解环境。电催化电极的电压为1.5～5V，总水力停留时间在10～20h，1^#和2^#反应器的水力停留时间比为2～3∶1。

附图说明

图：分置式电催化微生物反应器流程示意图

1.直流电源 2.废水储罐 3.进水泵 4.1^#反应器进水管 5.搅拌器 6.阴极板 7.阳极板 8.污泥回流9.沉淀区 10.挡流板 11.隔板 12.2^#反应器进水管 13.曝气管 14三角堰出水 15.连通管 16.1^#反应器 17.2^#反应器

具体实施方式

实施例1：

采用分置式电催化微生物反应器处理含2-氯酚(2-CP)浓度为35～45mg/L的有机废水，两个分置的1^#和2^#反应器的容积分别为2m³和1m³，1^#反应器设极板装置，搅拌功率为150W，2^#反应器设曝气装置，曝气量为20m³/h。阴极板采用钛基镀钯的网状平板极板，阳极板采用钛基镀二氧化钌的网状平板极板，催化电极的电压为4V。连通管直径为100mm。总水力停留时间为12h。

经调试稳定运行后，检测进出水水质见表1：

表1

从表1的数据可知，本发明的分置式电催化微生物反应器对2-氯酚的去除率在90％以上，去除效果稳定，为氯代有机污染物的高效降解提供了新的方法和思路。

实施例2：