[发明专利]一种电-微生物反应器处理木质素废水的方法

说明书

本发明的电‑微生物反应器处理木质素废水的方法，向电‑微生物反应器内部投加好氧活性污泥，然后将COD浓度≤530mg/L的含木质素废水泵入电‑微生物反应器，且废水中添加了浓度为300～400mg/L的可生物降解碳源，然后按照进水、曝气、沉淀、排水的流程循环运行处理，并在曝气阶段通过电‑微生物反应器内设置的阳极板和阴极板向废水施加10～30mA、≤10V的直流电场，同时调节废水pH，使整个运行过程中废水pH维持在7.0～7.5之间。本发明将直流电场与SBR反应器耦合来处理木质素废水，使得电化学与生物反应在同一反应器中进行，提高了微生物活性，富集了木质素降解功能菌属，具有运行稳定、处理效率高、操作简便等优点，而且不会产生二次污染。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，涉及一种电-微生物反应器处理木质素废水的方法。

背景技术

木质素及其降解物是造纸废水的重要成分，具有复杂的苯环结构，传统生物处理对其降解耗时长、去除率低。木质素的多酚化合物能够破坏微生物的细胞膜并导致细菌溶解，从而对污水处理系统中的微生物群落产生毒性。电-微生物系统作为一种前景广阔的技术，在难降解有机废水处理领域(造纸废水、芳香类物质、酚类物质等)已有广泛的应用。

电-微生物系统中的污染物降解是电化学反应与生物代谢的耦合，从而增强了生物降解效率。微生物可利用由阴极提供的电子并增强其活性。另外，在电-微生物系统中可以观察到阳极氧化反应，因此可以提高废水中的污染物降解效率。研究表明，直流电场对细胞生长、葡萄糖消耗、脱氢酶活性和生物高分子的合成具有刺激作用。通过直接(从电极到细菌的电子转移)和间接刺激(通过水电解反应的电子转移)提高了基质的利用率，增强了微生物的新陈代谢作用。影响电-微生物系统处理效率的因素有很多，包括影响微生物生长的因素、电流密度和持续时间、电场作用方式、微生物种类和反应器构型等。目前采用外加直流电场的方式处理木质素废水的研究尚鲜见报道。因此，是否可采用电-微生物系统有效强化木质素降解仍有待研究。

生物法降解木质素废水的相关专利包括：中国专利申请号201310558055.X，公开了一种用于降解木质素废水的复合菌群及其制备方法，该方法先分别挑取土壤杆菌(Agrobacterium sp.)，杆状菌(Bacillus sp.)，阴沟肠杆菌(Enterobacter.cloacae.)，戈登氏菌(Gordonia sp.)，恶臭假单胞菌(Pseudomonas stutzeri.)接种培养；按体积百分比计，分别取一定比例的上述菌属活化后，混合投入到废水中。该方法通过菌属间的协调作用，能有效提高微生物处理木质素的降解效率，但操作复杂，不适合普遍推广使用；中国专利申请号201410193429.7，公开了一株可高效降解木质素的乙酸钙不动杆菌，该菌对木质素具有高效降解作用，其可以在以木质素为唯一碳源的木质素无机盐培养液中生长，但未在废水处理领域应用，应用范围较窄。因此，对于木质素废水来说，研究一种经济简单且实用性较强的利用电-微生物系统处理木质素废水的方法具有重大意义。

发明内容

技术问题：针对传统生物处理对木质素降解耗时长、去除率低的问题，本发明提供一种运行稳定、处理效率高、能耗低的电-微生物反应器处理木质素废水的方法，该方法使木质素去除率提高1.5倍以上，而且不会产生二次污染。同时，本发明可促进大分子物质的有效降解，使得出水中以小分子物质为主，为废水有效能源化和资源化提供技术支撑。

技术方案：为解决上述问题，本发明的电-微生物反应器处理木质素废水的方法，包括以下步骤：

(1)在电-微生物反应器中设置平行放置的阳极板和阴极板，并将所述阳极板和阴极板分别连接到直流稳压电源的正、负极上；

(2)向电-微生物反应器内部投加好氧活性污泥，然后将COD浓度≤530mg/L的含木质素废水泵入电-微生物反应器，所述废水中有浓度为300～400mg/L的可生物降解碳源和浓度为100mg/L～200mg/L的木质素，调节废水pH在7.5～7.7之间；