申请日2017.12.11
公开(公告)日2018.06.19
IPC分类号C02F3/00
摘要
本发明为一种裹绕生物膜旋转负极污水处理装置，涉及一种处理有机污废水的圆筒型旋转电极生物膜反应装置，所述装置包括壳体、进水口及出水口，所述壳体为圆筒型，壳体内部的反应槽内设有旋转电极反应器，所述旋转电极反应器包括设置在所述壳体内壁上的正极以及设置在所述反应槽中的旋转负极组，所述正极由一个圆筒式正极板组成，所述旋转负极组由多个负极板并联组成;所述负极板表面裹绕若干层生物膜;反应槽中心设有搅动器，所述搅动器包括多个搅动叶片和绝缘搅动轴承，所述搅动叶片表面裹绕若干层生物膜，所述绝缘搅动轴承间连接有接电套管，所述旋转负极组由所述绝缘搅动轴承带动旋转。本发明装置对于高浓度有机废水的处理效果好，反应区域大，同时电耗降低，处理成本降低。
权利要求书
1.一种裹绕生物膜旋转负极污水处理装置，其特征在于，所述装置包括壳体、进水口及出水口，所述壳体为圆筒型，壳体内部形成一反应槽，所述反应槽内设有旋转电极反应器，所述旋转电极反应器包括设置在所述壳体内壁上的正极以及设置在所述反应槽中的旋转负极组，所述正极由一个圆筒式正极板组成，所述旋转负极组由多个负极板并联组成;所述负极板表面裹绕若干层生物膜;反应槽中心设有搅动器，所述搅动器包括多个搅动叶片和绝缘搅动轴承，所述搅动叶片表面裹绕若干层生物膜，所述绝缘搅动轴承间连接有接电套管，所述旋转负极组由所述绝缘搅动轴承带动旋转，所述进水口设置在所述壳体下部外侧并与壳体内反应槽连通;所述出水口设置在所述壳体顶部边缘。
2.如权利要求1所述的旋转电极生物膜反应装置，其特征在于，所述旋转负极组的负极板的数量与搅动叶片的数量相等，且负极板与搅动叶片外端部分别对应连接，且负极板的横截面为圆弧形，且所有负极板的圆弧直径相等使得多个负极板的板面位于同一个圆桶面上，所述负极板所在圆柱面与所述正极板圆筒同心共轴，且间距始终保持一致。
3.如权利要求2所述的旋转电极生物膜反应装置，其特征在于，所述绝缘转动轴承上面套接圆柱形接电套管作为转动中心轴;所述搅动叶片以插接或焊接方式与所述接电套管中心轴相连接;所述负极板以插接或焊接方式同所述搅动叶片外端部相连接，所述负极板通过负极接电管贯穿搅动叶片和接电套管中心轴电连接。
4.如权利要求3所述的旋转电极生物膜反应装置，其特征在于，所述负极板和搅动叶片的数量为4-12个。
5.如权利要求1-4任意一项所述的旋转电极生物膜反应装置，其特征在于，所述正极板为采用溶胶凝胶法烧结的钛基锡锑电极，所述负极板为草酸改性的钛电极。
6.如权利要求1-4任意一项所述的旋转电极生物膜反应装置，其特征在于，所述正极板与所述负极板中间设有一层隔膜，所述隔膜采用醋酸纤维膜。
7.如权利要求6任意一项所述的旋转电极生物膜反应装置，其特征在于，所述正极板与所述隔膜中间反应区充填粒子电极，增加电极间的传质。
8.如权利要求1-4任意一项所述的旋转电极生物膜反应装置，其特征在于，所述进水口设置在所述壳体的下部的外侧，所述进水口的进水方向逆于所述旋转负极组的转动方向。
9.如权利要求1-4任意一项所述的旋转电极生物膜反应装置，其特征在于，所述壳体的顶部的边缘形成有堰型出水口，在所述堰型出水口的外侧下部设置有出水导流槽，所述出水口是设置在所述出水导流槽的外侧。
10.如权利要求1-4任意一项所述的旋转电极生物膜反应装置，其特征在于，所述壳体的底部设有排渣口和截止阀;所述壳体的顶部位置设置有泡沫清除装置，所述泡沫清除装置包括平行于所述壳体的顶面的旋转清除刮板及用于将所述旋转清除刮板同所述绝缘转动轴承相连的连接器。
说明书
一种裹绕生物膜旋转负极污水处理装置
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别涉及一种利用电催化和生物膜技术处理有机污废水的装置。
背景技术
电催化氧化反应技术是利用电化学方法持续产生具有高活性的羟基自由基，使有机物得以降解矿化。传统的金属氧化物电极反应装置采用的是多组极板装配在同一反应槽中，存在传质效果差，电流效率低，水力停留时间短以及能耗高等缺点。现有的电催化氧化反应装置有很多不足，例如：多组电极同时工作时，水力停留时间过长，处理效果和处理效率低下;阳极板的活性表面层利用率较低;现有反应装置进水布水设备形式单一，废水容易在反应装置内形成水力学短流或死角，影响处理效果;现有反应装置在使用过程中会放出大量的热，随着工作时间的延长，装置内的温度会不断升高，严重影响装置的工作效率和使用寿命。
膜生物反应器技术，因其取代传统生物处理工艺中的二沉池，实现高污泥浓度运行，且具有出水水质好、运行维护简单、占地面积小、污泥浓度高、剩余污泥产量低等优点，在废水处理领域得到广泛应用。虽然该技术拥有许多传统活性污泥法所不具有的优点。但是，其能耗高、成本高仍是阻碍其发展的两大瓶颈。高昂的膜价格以及频繁的膜污染造成的膜组件清洗、更换是导致该技术运行成本高的主要原因。而膜污染造成的膜使用寿命缩短、频繁的化学清洗、膜通量下降以及操作费用的增加等问题，大大限制了该技术的推广和应用。
可见，现有技术中的上述两种水处理技术均具有相应的问题和不足。
发明内容
为解决上述问题，本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种将电催化氧化方法和生物膜方法相结合的反应装置，具有传质效率高，反应区域大，水体扰动效果增强，处理效率高，造价低廉，操作简便的特点。
电极-生物膜技术是将电化学法与生物膜法相结合而发展起来的更高效、更经济、更具有竞争性的技术。它采用在物理电极上进行微生物挂膜、微生物电流驯化等手段制得附有生物膜的电极，然后在电极间通以直流电进行电解，电解时阴极表面产出的氢被固着在阴极表面的反硝化生物膜所高效利用，达到反硝化效果。同时，铵离子通过电流作用，在生物膜表面形成一个高浓度的氨氮区，增加生物膜利用铵态氮的效果，从而达到更高效的氨氮去除效果。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种裹绕生物膜旋转负极污水处理装置，所述装置包括壳体、进水口及出水口，所述壳体为圆筒型，壳体内部形成一反应槽，所述反应槽内设有旋转电极反应器，所述旋转电极反应器包括设置在所述壳体内壁上的正极以及设置在所述反应槽中的旋转负极组，所述正极由一个圆筒式正极板组成，所述旋转负极组由多个负极板并联组成;所述负极板表面裹绕若干层生物膜;反应槽中心设有搅动器，所述搅动器包括多个搅动叶片和绝缘搅动轴承，所述搅动叶片表面裹绕若干层生物膜，所述绝缘搅动轴承间连接有接电套管，所述旋转负极组由所述绝缘搅动轴承带动旋转，所述进水口设置在所述壳体下部外侧并与壳体内反应槽连通;所述出水口设置在所述壳体顶部边缘。
进一步，所述旋转负极组的负极板的数量与搅动叶片的数量相等，且负极板与搅动叶片外端部分别对应连接，且负极板的横截面为圆弧形，且所有负极板的圆弧直径相等使得多个负极板的板面位于同一个圆桶面上，所述负极板所在圆柱面与所述正极板圆筒同心共轴，且间距始终保持一致。
进一步，所述绝缘转动轴承上面套接圆柱形接电套管作为转动中心轴;所述搅动叶片以插接或焊接方式与所述接电套管中心轴相连接;所述负极板以插接或焊接方式同所述搅动叶片外端部相连接，所述负极板通过负极接电管贯穿搅动叶片和接电套管中心轴电连接。
进一步，所述负极板和搅动叶片的数量为4-12个，优选为6个。
进一步，所述正极板为采用溶胶凝胶法烧结的钛基锡锑电极，所述负极板为草酸改性的钛电极。
进一步，所述正极板与所述负极板中间设有一层隔膜，所述隔膜采用醋酸纤维膜。
进一步，所述正极板与所述隔膜中间反应区充填粒子电极，增加电极间的传质。
进一步，所述进水口设置在所述壳体的下部的外侧，所述进水口的进水方向逆于所述旋转负极组的转动方向。
进一步，所述壳体的顶部的边缘形成有堰型出水口，在所述堰型出水口的外侧下部设置有出水导流槽，所述出水口是设置在所述出水导流槽的外侧。
进一步，所述壳体的底部设有排渣口和截止阀;所述壳体的顶部位置设置有泡沫清除装置，所述泡沫清除装置包括平行于所述壳体的顶面的旋转清除刮板及用于将所述旋转清除刮板同所述绝缘转动轴承相连的连接器。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比有如下优势：
采用本发明的圆筒旋转型电极生物膜反应装置来处理有机污废水，有效解决了废水处理不完全导致正电极表面容易沉积杂质和有机积碳的不足，废水的处理效果进一步提高，特别是对于高浓度有机污废水的处理效果明显增强，反应区域面积大，同时电耗降低，处理成本降低;通过隔膜将正负极板反应区域分隔开，充分利用两极反应区域，负极板与生物膜能良好的协同处理污染物;隔膜与正极板间布有粒子电极，增加了电极的传质效率;不需要外加搅拌装置，无需外源供氢，氢气利用率高，简化了操作流程;反应器的良好密封性为微生物的生长提供了缺氧条件，可以有效去除水体中多种氧化性污染物。
