申请日2017.12.11
公开(公告)日2018.06.19
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30
摘要
本发明涉及一种圆筒型螺旋电极生物膜有机污废水反应装置，所述装置包括壳体、进水口及出水口，所述壳体为圆筒型，壳体内部形成一反应槽，反应槽内设有螺旋环形式反应器，所述螺旋环形式反应器包括设置在所述反应槽中平行并立等距的螺旋环形的正极板和负极板，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。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
1.一种圆筒型螺旋电极生物膜有机污废水反应装置，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，反应槽内设有螺旋环形式反应器，所述螺旋环形式反应器包括设置在所述反应槽中平行并立等距的螺旋环形的正极板和负极板，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所述的反应装置，其特征在于，所述正极板为钛基锌掺杂二氧化铅电极，所述负极板为草酸改性的钛极板。
3.如权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述正极板与负极板各为一个整体式极板，且各自容置在壳体上相应设置的极板槽中，并各自与壳体外壁设置的接电柄电连接。
4.如权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述进水口的进水方平行于所述极板的螺旋旋转方向。
5.如权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述壳体上部设置堰型净水出口，所述堰型净水出口的外侧下部设置有出水导流槽，所述出水导流槽与所述出水口连通。
6.如权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述壳体的底部设有排渣口及截止阀。
7.如权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述壳体的顶部上方设有泡沫清除器，所述泡沫清除器包括平行于所述壳体的顶面旋转清除刮板，以及用于将所述旋转清除刮板同所述绝缘搅动轴承相连的连接器。
8.如权利要求1-7任一项所述的反应装置，其特征在于，所述壳体高400～600cm，直径Φ200～400cm;所述正极板与负极板的间距为2～10cm;所述正极板和负极板厚度为2～10mm;正极板和负极板的宽度为圆筒直径的1/4～1/3;螺旋间距为正负极板间距的两倍;所述搅动叶片到所述绝缘搅动轴承的长度为圆筒直径的1/10～1/8。
9.如权利要求8所述的反应装置，其特征在于，所述正极板与负极板的间距为2～5cm;所述正极板和负极板的厚度为2～5mm;所述接电柄尺寸为100×50mm。
说明书
一种圆筒型螺旋电极生物膜有机污废水反应装置
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，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：
一种圆筒型螺旋电极生物膜有机污废水反应装置，所述装置包括壳体、进水口及出水口，所述壳体为圆筒型，壳体内部形成一反应槽，反应槽内设有螺旋环形式反应器，所述螺旋环形式反应器包括设置在所述反应槽中平行并立等距的螺旋环形的正极板和负极板，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，所述正极板为钛基锌掺杂二氧化铅电极，所述负极板为草酸改性的钛极板。
进一步，所述正极板与负极板各为一个整体式极板，且各自容置在壳体上相应设置的极板槽中，并各自与壳体外壁设置的接电柄电连接。
进一步，所述进水口的进水方平行于所述极板的螺旋旋转方向。
进一步，所述壳体上部设置堰型净水出口，所述堰型净水出口的外侧下部设置有出水导流槽，所述出水导流槽与所述出水口连通。
进一步，所述壳体的底部设有排渣口及截止阀。
进一步，所述壳体的顶部上方设有泡沫清除器，所述泡沫清除器包括平行于所述壳体的顶面旋转清除刮板，以及用于将所述旋转清除刮板同所述绝缘搅动轴承相连的连接器。
进一步，所述壳体高400～600cm，直径Φ200～400cm;所述正极板与负极板的间距为2～10cm;所述正极板和负极板厚度为2～10mm;正极板和负极板的宽度为圆筒直径的1/4～1/3;螺旋间距为正负极板间距的两倍，以保持正负极间距一致;所述搅动叶片到所述绝缘搅动轴承的长度为圆筒直径的1/10～1/8。
进一步，所述正极板与负极板的间距为2～5cm;所述正极板和负极板的厚度为2～5mm;所述接电柄尺寸为100×50mm。
与现有技术相比，本发明具有有如下优势：
采用本发明的圆筒型电极生物膜反应装置来处理有机物废水，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，废水处理效果提高，特别是对于高浓度有机废水的处理效果增强，反应区域大，同时电耗降低，处理成本降低;本发明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。
