[发明专利]一种错位电极生物电芬顿循环井系统有效
申请号: | 202210030249.1 | 申请日: | 2022-01-11 |
公开(公告)号: | CN114262046B | 公开(公告)日: | 2023-06-02 |
发明(设计)人: | 蒲生彦;张涛;刘世宾;王朋;陈劲松;李博文;王鑫;陈艺;马慧;唐强 | 申请(专利权)人: | 成都理工大学 |
主分类号: | C02F3/00 | 分类号: | C02F3/00 |
代理公司: | 北京之于行知识产权代理有限公司 11767 | 代理人: | 何志欣 |
地址: | 610059 四川*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 错位 电极 生物电 循环 系统 | ||
1.一种错位电极生物电芬顿循环井系统,至少包括循环井、抽注水组件和井内生物电芬顿组件,所述抽注水系统用于实现循环井的不同筛段间的抽注水,其特征在于,
设置于循环井的第一筛段(21)中的所述生物电芬顿组件至少包括错位设置的若干电极,其中,
所述电极的若干阴极(12)与若干阳极(11)按照分布区域不同的方式形成空间错位,
所述电极的阴极(12)设置在包覆有质子交换膜(8)的腔室的外部,所述阳极(11)设置在包覆有质子交换膜(8)的腔室的内部,所述阴极(12)设置在所述阳极(11)上方,并且所述阴极(12)与所述阳极(11)在电极的轴向方向上错位设置;
所述电极内设置有由质子交换膜(8)包覆的至少一个腔室以构成用于注入阳极液的阳极室(6),
所述阳极室(6)的属于阳极区段的第一部分填充有负载有电活性微生物的导电载体颗粒以构成阳极(11),
所述阳极室(6)的属于阴极区段的第二部分的外部表面包覆有铁改性的碳毡电极以构成阴极(12),
从而阳极(11)与阴极(12)在所述阳极室(6)的内部和外部错位设置;
所述阳极液为由脱氧系统(18)脱氧后的有机废水,从而使得阳极室(6)内的由填充在阳极区段的导电载体颗粒表面所负载的电活性微生物(23)生长于厌氧环境中;
在通电的情况下,
所述阳极(11)中的导电载体颗粒的表面负载的电活性微生物(23)降解所述阳极液中的有机碳源产生质子与电子,
所述阴极(12)以氧气为电子受体并结合阳极转移过来的质子生成H2O2,以Fe3+为电子受体生成Fe2+,所述阴极表面发生类芬顿反应并降解阴极液中的有机污染物,使得所述电极内的腔室注入的阳极液与循环井内的阴极液同时净化;
其中,阳极液为有机废水,阴极液为被有机污染的地下水;
腔室由质子交换膜(8)包覆管(13)的表面的方式形成,管(13)的管壁设置有贯通管壁的若干个孔;
循环井系统还包括曝气系统,所述曝气系统的曝气头(14)设置在所述阳极(11)与所述阴极(12)交界处,并且所述曝气头(14)按照朝向所述阴极(12)所在位置曝气的方式设置,以降低氧气对阳极室的厌氧环境的影响。
2.根据权利要求1所述的错位电极生物电芬顿循环井系统,其特征在于,
若干个所述电极并行设置,由并行的若干电极构成的电极组能够以任意姿态设置于阴极液中。
3.根据权利要求1所述的错位电极生物电芬顿循环井系统,其特征在于,若干个所述电极以并行的方式竖直设置,并且所述阴极(12)位于所述阳极(11)的顶端。
4.根据权利要求1所述的错位电极生物电芬顿循环井系统,其特征在于,所述电极内的阳极室(6)由外表面包覆有质子交换膜(8)的管(13)构成,其中,管(13)的管壁设置有贯通管壁的若干个孔。
5.一种应用于根据权利要求1至4之一所述的错位电极生物电芬顿循环井系统中的同时净化阳极液与阴极液的生物电芬顿组件,其特征在于,至少包括错位设置的若干电极,
所述电极内设置有由质子交换膜(8)包覆的至少一个腔室以构成用于注入阳极液的阳极室(6),
所述阳极室(6)的属于阳极区段的第一部分填充有负载电活性微生物的导电载体颗粒以构成阳极(11),
所述阳极室(6)的属于阴极区段的第二部分的外部表面包覆有铁改性的碳毡电极以构成阴极(12),
从而阳极(11)与阴极(12)在所述阳极室(6)的内部和外部错位设置;
所述电极的阴极(12)与阳极(11)的空间分布区域错位设置。
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