申请日2011.11.25
公开(公告)日2012.06.13
IPC分类号C02F3/30
摘要
该本发明涉及一种电生物膜过滤耦合工艺处理难生物降解废水的方法，本发明的特征在于：反应器通过隔板分为厌氧和好氧两个区域，阴极板放置在厌氧区域中，TiO2/碳膜作为阳极放置在好氧区域中，TiO2/碳膜的平均孔径在0.1～0.4μm之间，采用负压抽吸出水。电催化的电压为1.5～5V。总水力停留时间在10～20h，反应器的厌氧与好氧区域的水力停留时间比为1∶1～3∶1。厌氧区域的搅拌强度在2～8w/m3，好氧区域的曝气的气水比在5～10∶1。本发明采用电催化强化微生物还原和氧化难生物降解废水并耦合膜过滤技术而开发的，采用作为阳极的TiO2/碳膜负压抽吸出水，简化工艺流程。同时TiO2/碳膜作为阳极对有机物造成的膜污染有很好的氧化去除作用，膜污染得到了根本性控制。
权利要求书
1.一种电生物膜过滤耦合工艺处理难生物降解废水的方法，其特征在于：反应器通过隔板分为厌氧和好 氧两个区域，阴极板放置在厌氧区域中，阴极板采用具有储氢和缓慢释氢(电子)功能的钯或镀钯极 板，该区域仅进行搅拌，不曝气，TiO2/碳膜作为阳极放置在好氧区域中，TiO2/碳膜采用负压抽吸出 水，该区域进行曝气供氧搅拌。电催化的电源采用直流稳压电源，反应器的厌氧区域处于厌氧的状态， 在外电场供氢(电子)的情况下，厌氧微生物透过呼吸作用传递氢(电子)至难降解有机污染物，进 行厌氧还原降解。而后废水溢流进入好氧区域，在TiO2/碳膜阳极氧化及生物好氧处理后，经TiO2/碳 膜负压抽吸出水，TiO2/碳膜作为阳极对有机物造成的膜污染有很好的氧化去除作用，膜污染得到了根 本性控制。TiO2/碳膜下端封闭，上端与负压抽水泵出水管相连，TiO2/碳膜的外径在5.0～15mm之间， 内径在2～12mm之间，膜的平均孔径在0.1～0.4μm之间。电催化微生物降解反应器可充分发挥微 生物和电催化的耦合作用，且微生物可在厌氧或好氧条件下保持各自的最佳降解环境。电催化电极的 电压为1.5～5V，总水力停留时间在10～20h，反应器的厌氧与好氧区域的水力停留时间比为1∶1～ 3∶1。厌氧区域的搅拌强度为2～8w/m3，好氧区域曝气的气水比为5～10∶1。
2.如权利要求1所描述的一种电生物膜过滤耦合工艺处理难生物降解废水的方法，其特征是电催化的阳 极板和阴极板分别设置在同一反应器的厌氧与好氧两个不同区域中。反应器总水力停留时间在10～ 20h，反应器的厌氧与好氧区域的水力停留时间比为1∶1～3∶1。厌氧区域的搅拌强度在2～8w/m3，好 氧区域的曝气的气水比在5～10∶1。
3.如权利要求1所描述的一种电生物膜过滤耦合工艺处理难生物降解废水的方法，其特征是难降解有机 废水首先反应器区域，而后通过隔板溢流进入反应器的好氧区域，最后在好氧区域通过TiO2/碳膜负压 抽吸出水。
4.如权利要求1所描述的一种电生物膜过滤耦合工艺处理难生物降解废水的方法，其特征是阴极材质为钯 或镀钯极板，阴极板形状可为平板型或圆筒型，构造可为网状或板状。阳极采用TiO2/碳膜，TiO2/碳膜 的外径在5.0～15mm之间，内径在2～12mm之间，膜的平均孔径在0.1～0.4μm之间。
5.如权利要求1所描述的一种电生物膜过滤耦合工艺处理难生物降解废水的方法，其特征是阴阳极间的电 压为：1.5～5V。
6.如权利要求1所描述的一种电生物膜过滤耦合工艺处理难生物降解废水的方法，其特征是TiO2/碳膜作 为电催化阳极，电催化氧化TiO2/碳膜表面有机污染物，对有机物造成的膜污染得到了根本性控制。
说明书
一种电生物膜过滤耦合工艺处理难生物降解废水的方法
技术领域
本发明涉及一种电生物膜过滤耦合工艺处理难生物降解废水的方法，该方法主要是采用电催化强化 微生物还原和氧化难生物降解废水并耦合膜过滤技术而开发的，属于环境保护领域，
背景技术
随着社会工业的发展，水环境中难降解有机物的处理是环境治理中的难点，针对含难降解有机物的 工业废水日渐多样化且生化处理难度加大的趋势，特别是医药废水、印染废水及化工燃料废水等，废水成 分复杂、色度大、生物毒性大。常规的生物处理效果差，出水悬浮物含量高。电催化作为一种生物刺激因 素，使生物体产生一系列的电场生化效应，对生物体的影响已成为生物物理学和生物化学的重要研究内容， 电生物是电催化与生物工程交叉领域的一个重要研究课题，将电催化反应如产热、析氢、析氧、电迁移有 效地用于生物反应中，其核心是构成电化学、污染物电子云诱导与微生物新陈代谢的多相耦合过程。
负载TiO2的碳膜是一种具有微滤/超滤级分离的多孔无机膜，碳基膜是由含碳物质经高温热解制得， 将纳米级TiO2烧制负载在碳基膜上制成TiO2/碳膜，该TiO2/碳膜具有导电性好、生物相容性好、高分离 能力等优点，在电催化和废水膜分离方面具有广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于将电催化、膜过滤和厌氧及好氧生物处理结合起来，提高电催化微生物体系在难 降解有机污染物方面协同强化降解效率，并采用TiO2/碳膜作为电催化的阳极，耦合电生物降解和膜过滤， 提供一种在电催化下利用微生物高效、稳定降解难降解有机废水，并通过作为阳极的TiO2/碳膜过滤出水 的新方法。、
本发明的特征在于：反应器通过隔板分为厌氧和好氧两个区域，阴极板放置在厌氧区域中，阴极板 采用具有储氢和缓慢释氢(电子)功能的钯或镀钯极板，该区域仅进行搅拌，不曝气;TiO2/碳膜作为阳极 放置在好氧区域中，TiO2/碳膜采用负压抽吸出水，该区域进行曝气供氧搅拌，电催化的电源采用直流稳压 电源。反应器的厌氧区域处于厌氧的状态，在外电场供氢(电子)的情况下，厌氧微生物透过呼吸作用传 递氢(电子)至难降解有机污染物，进行厌氧还原降解，而后废水溢流进入好氧区域，在TiO2/碳膜阳极 氧化及生物好氧处理后，经TiO2/碳膜负压抽吸出水，TiO2/碳膜下端封闭，上端与负压抽水泵出水管相连， TiO2/碳膜的外径在5.0～15mm之间，内径在2～12mm之间，膜的平均孔径在0.1～0.4μm之间。电催 化微生物降解反应器可充分发挥微生物和电催化的耦合作用，且微生物可在厌氧或好氧条件下保持各自的 最佳降解环境。电催化电极的电压为1.5～5V，总水力停留时间在10～20h，反应器的厌氧与好氧区域的 水力停留时间比为1∶1～3∶1。厌氧区域的搅拌强度为2～8w/m3，好氧区域曝气的气水比为5～10∶1。
本发明的优点在于：充分发挥了电生物和膜过滤耦合的优点，采用作为阳极的TiO2/碳膜出水，简化 了工艺流程。该方法可使难降解有机废水的COD去除在90%以上，色度去除在95%以上，膜出水提高 了固液分离的效率，出水水质稳定。同时TiO2/碳膜作为阳极对有机物造成的膜污染有很好的氧化去除作 用，膜污染得到了根本性控制。
