CN103951056A - 微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置及水处理方法 - Google Patents

微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置及水处理方法 Download PDF

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郭婉茜
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Abstract

微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置及水处理方法，它属于印染废水处理领域，主要涉及一种废水的处理装置及方法。本发明是为了解决现有处理含偶氮染料废水的方法废水脱色率低和COD去除能力差的技术问题。本发明装置装置，包括反应器阳极集电板、反应器阴极集电板、参比电极、反应器进水口、排泥口、反应器穿孔布水板、回流管、回流泵、导线、出水口、阳极填料层隔板、阴极填料层隔板和集气口。水处理方法如下：废水从反应器进水口进入微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，出水口出水，即完成水处理。本发明方法处理含偶氮染料废水脱色率高和COD去除能力强。

Description

微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置及水处理方法
技术领域
本发明属于印染废水处理领域，主要涉及一种废水的处理装置及方法。
背景技术
印染废水因其有机物含量高、成分复杂、色度深、毒性大、水质水量变化大等特点已成为当今治理难度较大的工业废水之一。常见的印染废水处理方法主要可分为，化学法、物理法和生物法三大类。化学处理法主要通过在废水中加入强氧化剂对染料进行较为彻底的氧化降解，物理处理法主要通过投加絮凝剂或吸附剂的方式使印染废水中的污染物被沉淀或吸附去除。但是近年来随着我国国民经济的快速发展，印染行业也进入了高速发展期，逐年增加的印染废水量使得原本就备受成本制约的化学和物理处理法其成本越来越难以被接受。
在生物法中，传统的厌氧一好氧组合工艺已被证明是较为有效的处理方法，但印染废水的水质水量波动较大，单纯的生物系统难以承受，可能会因此变得不稳定、不可靠。且随着新的化学浆料、染化料和整理剂的采用，增加了印染废水的难处理程度，使原有生物处理装置的COD去除率从70％下降到50％。现有处理含偶氮染料废水的方法废水脱色率低和COD去除能力差。采用厌氧微生物电辅助系统处理印染废水，可使传统厌氧处理和微生物电化学处理手段相结合，发挥各自的最佳功效。厌氧池可将难生物降解的大分子物质分解成易生物降解的小分子物质，提高废水的可生化性，在外加电源的帮助下可以增加对难降解物质的还原能力，提高处理系统的稳定性和增加生物相的组成和，保证整个系统的运行效果。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有处理含偶氮染料废水的方法废水脱色率低和COD去除能力差的技术问题，提供了一种微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置及方法。
微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，它包括反应器阳极集电板、反应器阴极集电板、参比电极、反应器进水口、排泥口、反应器穿孔布水板、回流管、回流泵、导线、出水口、阳极填料层隔板、阴极填料层隔板和集气口，所述反应器阳极集电板、反应器阴极集电板、参比电极、出水口、阳极填料层隔板、阴极填料层隔板、外部电源、和集气口组成电辅助强化处理区b，所述的反应器进水口、排泥口、反应器穿孔布水板、回流管和回流泵组成UASB厌氧处理区a，所述反应器阳极集电板插入阳极填料层，反应器阴极集电板插入阴极填料层，所述的参比电极位于微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置的中间，参比电极的两边设有阳极填料层隔板和阴极填料层隔板，阳极填料层隔板的外侧设有反应器阳极集电板，阴极填料层隔板的外侧设有反应器阴极集电板，反应器阳极集电板和反应器阴极集电板通过导线与外部电源连接。
所述的阳极填料层隔板和阴极填料层隔板对称位于参比电极的两侧。
所述阳极填料层隔板和阴极填料层隔板上设有通孔。
所述电辅助强化处理区b与UASB厌氧处理区A的体积比为1﹕1。
所述反应器穿孔布水板的开孔比为30％。
所述导线为钛丝。
所述反应器阳极集电板及反应器阴极集电板为石墨板。
所述阳极填料层及阴极填料层由直径5-8mm的石墨颗粒组成。
采用微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置水处理方法如下：
一、将污水处理厂二沉池污泥经葡萄糖活化后投入微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置中的UASB厌氧处理区a内，接种量为UASB厌氧处理区a体积的2/3；
二、废水从反应器进水口进入微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，废水在UASB厌氧处理区a内以1.5-2m/h的上升流速进入电辅助强化处理区b，然后在外电源电压为0.5-1.0V、温度为25-30℃、水力停留时间为8-12h的条件下处理，出水口出水，即完成水处理。
步骤一中将污水处理厂二沉池污泥葡萄糖活化的方法如下：
取污水处理厂二沉池污泥过滤、沉淀、淘洗并加水稀释至为浓度6g/l，再加入葡萄糖至混合液中葡萄糖浓度为2g/l，投加Na2HPO3和NH4Cl至混合物中COD﹕N﹕P质量比为200﹕5﹕1，，连续培养2周，接种至反应器。
本发明提出的微生物电辅助厌氧生物联合处理方法具有简单、经济、高效等优点。微生物电化学系统的引入能有效促进染料厌氧脱色效率和运行稳定性；并且由于只需外加较低电功率即可应用，因此只需增加少量的运行成本即可取得显著的提高效果。另外，该操作简单方便，可直接应用于现有的各种染料废水生物处理装置。因此，本方法在实际印染废水处理方面有很好的应用前景。不仅如此，本发明还可以拓展应用于其他难降解废水的生物处理工艺，对于各种有毒难降解废水的经济高效处理也具有很好的参考价值。本发明方法处理含偶氮染料废水脱色率高和COD去除能力强。
附图说明
图1是微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置的示意图；
图2是微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置的俯视图；
图3是阳极填料层隔板7-1的示意图；
图4是静态实验中刚果红溶液脱色率随时间的变化曲线；
图5是经过24h处理后进水与出水的全扫描吸光度变化曲线；
图6是经过24h处理后进水的全扫描吸光度变化曲线；
图7是经过24h处理后出水的全扫描吸光度变化曲线。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，它包括反应器阳极集电板11-1、反应器阴极集电板11-2、参比电极6、反应器进水口1、排泥口5、反应器穿孔布水板2、回流管3、回流泵4、导线12、出水口9、阳极填料层隔板7-1、阴极填料层隔板7-2和集气口10，所述反应器阳极集电板11-1、反应器阴极集电板11-2、参比电极6、出水口9、阳极填料层隔板7-1、阴极填料层隔板7-2、外部电源13、和集气口10组成电辅助强化处理区b，所述的反应器进水口1、排泥口5、反应器穿孔布水板2、回流管3和回流泵4组成UASB厌氧处理区a，所述反应器阳极集电板11-1插入阳极填料层8-1，反应器阴极集电板11-2插入阴极填料层8-2，所述的参比电极6位于微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置的中间，参比电极6的两边设有阳极填料层隔板7-1和阴极填料层隔板7-2，阳极填料层隔板7-1的外侧设有反应器阳极集电板11-1，阴极填料层隔板7-2的外侧设有反应器阴极集电板11-2，反应器阳极集电板11-1和反应器阴极集电板11-2通过导线12与外部电源13连接。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的阳极填料层隔板7-1和阴极填料层隔板7-2对称位于参比电极6的两侧。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是所述阳极填料层隔板7-1和阴极填料层隔板7-2上设有通孔。其它与具体实施方式一或二之一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是所述电辅助强化处理区b与UASB厌氧处理区A的体积比为1﹕1。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是所述反应器穿孔布水板2的开孔比为30％。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是所述导线12为钛丝。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是所述反应器阳极集电板11-1及反应器阴极集电板11-2为石墨板。其它与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是所述阳极填料层8-1及阴极填料层8-2由直径5-8mm的石墨颗粒组成。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式采用微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置水处理方法如下：
一、将污水处理厂二沉池污泥经葡萄糖活化后投入微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置中的UASB厌氧处理区a内，接种量为UASB厌氧处理区a体积的2/3；
二、废水从反应器进水口1进入微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，废水在UASB厌氧处理区a内以1.5-2m/h的上升流速进入电辅助强化处理区b，然后在外电源电压为0.5-1.0V、温度为25-30℃、水力停留时间为8-12h的条件下处理，出水口9出水，即完成水处理。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式九不同的是步骤一中将污水处理厂二沉池污泥葡萄糖活化的方法如下：
取污水处理厂二沉池污泥过滤、沉淀、淘洗并加水稀释至为浓度6g/l，再加入葡萄糖至混合液中葡萄糖浓度为2g/l，投加Na2HPO3和NH4Cl至混合物中COD﹕N﹕P质量比为200﹕5﹕1，，连续培养2周，接种至反应器。其它与具体实施方式九相同。
采用下述实验验证本发明效果：
结合图1采用微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置水处理方法如下：
一、将污水处理厂二沉池污泥经葡萄糖活化后投入微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置中的UASB厌氧处理区a内，接种量为UASB厌氧处理区a体积的2/3；
二、废水从反应器进水口1进入微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，废水在UASB厌氧处理区a内以1.5-2m/h的上升流速进入电辅助强化处理区b，废水透过阳极填料层隔板7-1及阴极填料层隔板7-2到达阳极填料层8-1及阴极填料层8-2，电辅助强化处理区b由外部电源13进行供电，供电过程分别经过导线12和反应器阳极集电板11-1、反应器阴极集电板11-2传递给阳极填料层8-1及阴极填料层8-2，然后在外电源电压为0.5-1.0V、温度为25-30℃、水力停留时间为8-12h的条件下处理，出水口9出水，反应器产生的微量甲烷气体由集气口10排出，即完成水处理。

Claims (10)

1.微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，它包括反应器阳极集电板(11-1)、反应器阴极集电板(11-2)、参比电极(6)、反应器进水口(1)、排泥口(5)、反应器穿孔布水板(2)、回流管(3)、回流泵(4)、导线(12)、出水口(9)、阳极填料层隔板(7-1)、阴极填料层隔板(7-2)和集气口(10)，其特征在于所述反应器阳极集电板(11-1)、反应器阴极集电板(11-2)、参比电极(6)、出水口(9)、阳极填料层隔板(7-1)、阴极填料层隔板(7-2)、外部电源13、和集气口(10)组成电辅助强化处理区b，所述的反应器进水口(1)、排泥口(5)、反应器穿孔布水板(2)、回流管(3)和回流泵(4)组成UASB厌氧处理区a，所述反应器阳极集电板(11-1)插入阳极填料层(8-1)，反应器阴极集电板(11-2)插入阴极填料层8-2，所述的参比电极(6)位于微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置的中间，参比电极(6)的两边设有阳极填料层隔板(7-1)和阴极填料层隔板(7-2)，阳极填料层隔板(7-1)的外侧设有反应器阳极集电板(11-1)，阴极填料层隔板(7-2)的外侧设有反应器阴极集电板(11-2)，反应器阳极集电板(11-1)和反应器阴极集电板(11-2)通过导线(12)与外部电源13连接。
2.根据权利要求1所述微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，其特征在于所述的阳极填料层隔板(7-1)和阴极填料层隔板(7-2)对称位于参比电极(6)的两侧。
3.根据权利要求1所述微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，其特征在于所述阳极填料层隔板(7-1)和阴极填料层隔板(7-2)上设有通孔。
4.根据权利要求1所述微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，其特征在于所述电辅助强化处理区b与UASB厌氧处理区A的体积比为1﹕1。
5.根据权利要求1所述微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，其特征在于所述反应器穿孔布水板(2)的开孔比为30％。
6.根据权利要求1所述微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，其特征在于所述导线(12)为钛丝。
7.根据权利要求1所述微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，其特征在于所述反应器阳极集电板(11-1)及反应器阴极集电板(11-2)为石墨板。
8.根据权利要求1所述微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，其特征在于所述阳极填料层(8-1)及阴极填料层8-2由直径5-8mm的石墨颗粒组成。
9.采用权利要求1所述微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置水处理方法，其特征在于采用微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置水处理方法如下：
一、将污水处理厂二沉池污泥经葡萄糖活化后投入微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置中的UASB厌氧处理区a内，接种量为UASB厌氧处理区a体积的2/3；
二、废水从反应器进水口(1)进入微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置，废水在UASB厌氧处理区a内以1.5-2m/h的上升流速进入电辅助强化处理区b，然后在外电源电压为0.5-1.0V、温度为25-30℃、水力停留时间为8-12h的条件下处理，出水口(9)出水，即完成水处理。
10.根据权利要求9所述的采用微生物电辅助系统强化降解含偶氮染料废水的处理装置水处理方法，其特征在于步骤一中将污水处理厂二沉池污泥葡萄糖活化的方法如下：
取污水处理厂二沉池污泥过滤、沉淀、淘洗并加水稀释至为浓度6g/l，再加入葡萄糖至混合液中葡萄糖浓度为2g/l，投加Na2HPO3和NH4Cl至混合物中COD﹕N﹕P质量比为200﹕5﹕1，，连续培养2周，接种至反应器。
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