[发明专利]一种处理抗生素废水的生物电化学装置及工作方法

摘要

本发明公开了一种处理抗生素废水的生物电化学装置及方法，属于废水处理领域。该反应器包括床体、直流电源、原水储槽、混合槽、预加热装置、喷射器、电解促进剂储存装置、酶促活性调节剂储存装置、曝气器、气体流量计、曝气管、二沉池、阳极电极、阴极电极、排气口、填料。本发明采用生物电化学SBBR反应器耦合处理抗生素废水，具有处理效果好、节能环保、操作简单等优点。

主权项

1.一种处理抗生素废水的生物电化学反应器的工作方法，其特征在于，该反应器包括床体(1)、直流电源(2)、原水储槽(3)、混合槽(4)、预加热装置(5)、喷射器(6)、电解促进剂储存装置(7)、酶促活性调节剂储存装置(8)、曝气器(9)、气体流量计(10)、曝气管(11)、二沉池(12)、阳极电极(13)、阴极电极(14)、排气口(15)、填料(18)；所述原水储槽(3)通过管路和泵连接到混合槽(4)，所述电解促进剂储存装置(7)通过所述喷射器(6)连接到混合槽(4)，混合槽(4)通过管路和泵与连接到床体(1)的进水口(16)，混合槽(4)与床体(1)之间设有预加热装置(5)，所述酶促活性调节剂储存装置(8)通过开关阀连接到床体(1)，床体(1)的出水口(17)通过管路和泵连接到所述二沉池(12)，所述的阳极电极(13)和阴极电极(14)分别置于床体(1)内两侧并通过导线与直流电源(2)及控制器(19)连接，所述填料(18)填充于床体(1)中，所述曝气管(11)分布于床体(1)底部，曝气管(11)外接气体流量计(10)和曝气器(9)；所述床体(1)由混凝土或陶瓷绝缘材料制成；所述填料(18)为复合填料，按重量组分计，是由以下成分组成的：聚丙烯40‑100份、甲基丙烯酸‑β‑羟乙酯20‑50份、5‑20份改性活性炭颗粒、3‑20份沸石、1‑8份无烟煤、2‑20份纤维填料、5‑30份悬浮填料；所述改性活性炭颗粒是经硝酸改性处理的活性炭颗粒；所述纤维填料是由碳纳米纤维、玻璃纤维、聚丙烯纤维按照3:1:2的重量比的混合；所述填料(18)的填充比为35‑50％；所述电解促进剂储存装置(7)内的电解促进剂为氯化钠；所述酶促活性调节剂储存装置(8)中的酶促活性调节剂选自MgSO₄、FeSO₄、ZnSO₄、CaCl₂、MnSO₄中的一种或两种以上；所述的一种处理抗生素废水的生物电化学反应器的工作方法，包括以下步骤：步骤一：抗生素废水原水由原水储槽(3)经泵送入混合槽(4)，电解促进剂储存装置(7)内的电解促进剂通过喷射器(6)喷射入混合槽(4)，加入的电解促进剂在原水中的浓度为0.001‑0.1mol/L，原水和电解促进剂混合后，由预加热装置(5)加热至40‑60℃，通过进水口(16)进入床体(1)；步骤二：接通电源(2)，打开控制器(19)，同时打开开关阀将酶促活性调节剂储存装置(8)内的酶促活性调节剂加入到床体(1)内，加入的酶促活性调节剂在床体内废水中的含量为0.02‑0.05mg/L，通过利用生物电化学方法，阳极通过电子传递的方法发生氧化反应提高废水中污染物的可生化性，使绝大部分有机物完全矿化或分解；步骤三：电解之后进行生物反应，将填料(18)装入床体(1)，以某城市污水处理厂曝气池污泥作为接种污泥，启动曝气器(9)，将氧气通过曝气管(11)通入床体(1)内，调节气体流量计(10)维持溶解氧在0.4mg/L～0.62mg/L，在室温20‑30℃开始启动挂膜，形成成熟的生物膜时间为7‑60天；所述的形成成熟生物膜的标志为COD去除率>80％，氨氮>50％；步骤四，经电解和生物反应后的废水有出水口(17)排出，流至二沉池(12)；所述电极反应过程电流为5～15mA；所述的抗生素废水进水指标为：COD_Cr为1.00～4.00g/L，BOD₅为0.20～1.00g/L，pH为2～11，SS为0.10～0.50g/L。