CN104030531B - 光电复合生物处理方法及其反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明一种光电复合生物处理反应器，由一个容器构成，所述的容器中设置有一个微电解处理区，所述的微电解处理区中设置有具有TiO2涂层的铁碳填料，所述的微电解处理区的内部设置有光催化反应区，所述的微电解处理区的下部设置有一个曝气装置，所述的微电解处理区的上部设置有一个生物处理区，所述的生物处理区中设置有负载生物酶的悬浮填料，所述容器的上端设置有一个进水口或者出水口，所述的容器的下端设置有出水口或者进水口。本发明还提供了一种光电复合生物处理废水的方法，本发明通过微电解和生物法的协同作用，解决了现有的水处理技术问题，改善了废水的处理效果，提高了处理效率，节约能源，降低了处理成本。
Description
技术领域
本发明属于环境和生物化工领域，尤其涉及一种废水处理装置，具体来说是一种光电复合生物处理方法与反应器。
背景技术
随着经济的快速发展,环境问题日益凸显,我国水资源紧缺,废水处理显得尤为重要。各大化工厂,工业用水量加大,成分复杂,可生化性差,不利于水的净化,其中含的重金属又危害人畜健康。
常用的微电解方法,主要是针对酸性废水,对进水pH范围窄,为了达到高的处理效果,对废水加酸,增加了处理成本。只用电解,处理效率低,一些组合工艺,操作复杂,成本高,处理水体单一。
发明内容
针对上述现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种光电复合生物处理方法与反应器，所述的这种复合生物处理反应器要解决现有技术中的废水处理装置操作复杂，成本高，处理效率低的技术问题。
本发明一种光电复合生物处理方法与反应器，由一个容器构成，所述的容器中设置有一个微电解处理区，所述的微电解处理区中设置有具有TiO2涂层的铁碳填料，所述的微电解处理区的内部设置有光催化反应区，所述的微电解处理区的下部设置有一个曝气装置，所述的微电解处理区的上部设置有一个生物处理区，所述的生物处理区中设置有负载生物酶悬浮填料，所述容器的上端设置有一个进水口或者出水口，所述的容器的下端设置有出水口或者进水口。
进一步的，所述的微电解处理区和生物处理区之间通过网格分隔。生物区的混合液在一定程度上可以回流至微电解区，反复进行氧化还原反应。
进一步的，所述的光催化反应区为一个紫外光发光装置。
具体的，在所述微电解处理区中，所用的填料涂有TiO2，在紫外光下，对其催化，对中性及弱酸性废水进行氧化还原对大分子难降解的物质进行分解氧化，降低其浓度，并分解为可生化降解的物质。
具体的，所述的生物反应区，富集了较高浓度的微生物，具有生物膜和活性污泥双重作用。
具体的，所述的生物反应区，填料表面负载生物酶，对特定的废水进行降解。
本发明还提供了一种光电复合生物处理废水的方法，先将废水引入一个生物处理区，利用生物处理器中的负载生物酶的悬浮填料去除水中的有机物，生物处理区处理后的废水进入一个微电解处理区中，利用微电解处理区中的具有TiO2部分涂层的铁碳填料，通过吸附、凝聚、络合、还原、电子传递作用,降低色度,去除部分COD,微电解处理区还连接一个曝气装置，通过曝气装置，保证微电解和生物反应的顺利进行,氧化分解废水中的有机物。
进一步的，通过在微电解区设置紫外发光装置，利用紫外发光装置对中性条件下吸氧腐蚀起催化作用，加速亚铁离子的生成，促进吸附、凝聚、络合、还原反应净化污水。
本发明还提供了一种光电复合生物处理废水的方法，将废水引入一个微电解处理区中，利用微电解处理区中的具有TiO2部分涂层的铁碳填料，通过吸附、凝聚、络合、还原、电子传递作用,降低色度,去除部分COD,微电解处理区处理后的废水引入一个生物处理区，利用生物处理器中的负载生物酶的悬浮填料去除水中的有机物，微电解处理区还连接一个曝气装置，通过曝气装置，保证微电解和生物反应的顺利进行,氧化分解废水中的有机物。
进一步的，通过在微电解区设置紫外发光装置，利用紫外发光装置对中性条件下吸氧腐蚀起催化作用，加速亚铁离子的生成，促进吸附、凝聚、络合、还原反应净化污水。
本发明是一种集紫外催化、微电解、生物法于一体的废水处理技术，在反应器内微电解区投加铁碳填料，填料上涂TiO2涂层，保证持续的电流即微电解的持续进行和良好的处理效果。在其上的生物反应区投加悬浮填料，填料表层负载生物酶，在废水中处于悬浮状态，生物悬浮填料具有抗酸碱能力，负载的生物酶催化和促进生物反应的进行。微电解区中，铁碳填料能与废水充分接触，源源不断提供电解所需的电势。在中性、充氧废水中，铁表面发生吸氧腐蚀，产生约0.4v电势差。在酸性废水中，废水充当电解质，填料的铁粉碳粉形成铁碳微电解，产生约1.2v左右的电势差，通过吸附、凝聚、络合、还原、电子传递等作用,降低色度,去除部分COD,提高废水可生化性,使废水得到净化。随着反应的进行，悬浮填料上出现挂膜现象长出生物膜，出水经悬浮填料区发生生物反应，从而实现光电复合生物法处理中性、弱酸性废水，降解污水中有机物。微电解区与生物反应区之间设置格网，预防了填料的流失。设备的底部设有曝气系统，保证中性条件下氧气供给和活性污泥法的正常进行。微电解区放置紫外光照射，对微电解及中性条件下吸氧腐蚀起催化作用，加速亚铁离子的生成和促进吸附，凝聚，络合，还原等反应净化污水。本发明是两个反应区采用两种填料，微电解区采用由若干铁碳颗粒组成的填料，密度略大于水，处于半悬浮状态。上层生物反应区采用悬浮填料。填料密度小于水而悬浮于水中，通过曝气，悬浮填料上长出生物膜降解污水中有机物。本发明通过微电解和生物法的协同作用，解决了现有的水处理技术问题，改善了废水的处理效果，提高了处理效率，节约能源，降低了处理成本。
本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明利用生物与微电解处理，可以处理中性及弱酸性废水，改善了污水的处理效果，是一种相对高效低成本的污水处理方式。本发明的污水处理装置具有良好的节能效果，可以节能20%～30%，同时处理效果稳定，运行可靠，出水水质可以达到国家排放标准的一级标准或更高标准要求。本发明的处理装置具有良好的处理效果，可以提高去除率20%～30%。本发明集紫外光催化，微电解，生物膜法与一体，具有结构简单，能耗小，易操作等优点。
附图说明
图1是本发明光电复合生物处理反应设备的平面图。1-微电解反应区；2-铁碳填料；3-进水口；4-曝气装置；5-光催化反应区；6-悬浮填料；7-生物反应区；8-出水口。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种光电复合生物处理方法与反应器，由微电解处理区1和生物处理区7构成，所述的微电解处理区1中设置有镀TiO2涂层的铁碳填料2，所述的微电解处理区1的内部设置有光催化反应区5，所述的微电解处理区1的上部为生物处理区7，所述的生物处理区7中设置有负载生物酶的生物悬浮填料6，所述的微电解处理区1的底部设置有曝气装置4，由于曝气作用，微生物与污水中的有机物充分接触，有机物的去除效果较好，所述处理反应器的下端设置有一个进水口3，所述的处理反应器的上端设置有出水口8。
进一步的，所述的微电解处理区1和生物处理区7之间通过网格分隔。
进一步的，所述的光催化反应区5由紫外光光源构成。
进一步的，所述处理器可以上进下出，也可以下进上出，图中所示为下进水，上边出水，且可以出水回流。
Claims (6)
1.一种光电复合生物处理反应器，由一个容器构成，其特征在于：所述的容器中设置有一个微电解处理区，所述的微电解处理区中设置有具有TiO2部分涂层的铁碳填料，所述的微电解处理区的内部设置有光催化反应区，所述的微电解处理区的下部设置有一个曝气装置，所述的微电解处理区的上部设置有一个生物处理区，所述的生物处理区中设置负载生物酶的悬浮填料，所述容器的上端设置有一个进水口，所述的容器的下端设置有出水口，所述的微电解处理区和生物处理区之间通过网格分隔，所述的光催化反应区中设置有一个紫外光发光装置。
2.采用权利要求1所述的一种光电复合生物处理反应器处理废水的方法，其特征在于：先将废水引入一个生物处理区，利用生物处理器中的负载生物酶的悬浮填料去除水中的有机物，生物处理区处理后的废水进入一个微电解处理区中，利用微电解处理区中的具有TiO2部分涂层的铁碳填料，通过吸附、凝聚、络合、还原、电子传递作用,降低色度,去除部分COD,微电解处理区还连接一个曝气装置，通过曝气装置，保证微电解和生物反应的顺利进行,氧化分解废水中的有机物，通过在微电解区设置紫外发光装置，利用紫外发光装置对中性条件下吸氧腐蚀起催化作用，加速亚铁离子的生成，促进吸附、凝聚、络合、还原反应净化污水。
3.采用权利要求1所述的一种光电复合生物处理反应器处理废水的方法，其特征在于：将废水引入一个微电解处理区中，利用微电解处理区中的具有TiO2部分涂层的铁碳填料，通过吸附、凝聚、络合、还原、电子传递作用,降低色度,去除部分COD,微电解处理区处理后的废水引入一个生物处理区，利用生物处理器中的负载生物酶的悬浮填料去除水中的有机物，微电解处理区还连接一个曝气装置，通过曝气装置，保证微电解和生物反应的顺利进行,氧化分解废水中的有机物，利用紫外发光装置对微电解及中性条件下吸氧腐蚀起催化作用，加速亚铁离子的生成，促进吸附、凝聚、络合、还原反应净化污水。
4.一种光电复合生物处理反应器，由一个容器构成，其特征在于：所述的容器中设置有一个微电解处理区，所述的微电解处理区中设置有具有TiO2部分涂层的铁碳填料，所述的微电解处理区的内部设置有光催化反应区，所述的微电解处理区的下部设置有一个曝气装置，所述的微电解处理区的上部设置有一个生物处理区，所述的生物处理区中设置负载生物酶的悬浮填料，所述容器的上端设置有一个出水口，所述的容器的下端设置有进水口，所述的微电解处理区和生物处理区之间通过网格分隔，所述的光催化反应区中设置有一个紫外光发光装置。
5.采用权利要求4所述的一种光电复合生物处理反应器处理废水的方法，其特征在于：先将废水引入一个生物处理区，利用生物处理器中的负载生物酶的悬浮填料去除水中的有机物，生物处理区处理后的废水进入一个微电解处理区中，利用微电解处理区中的具有TiO2部分涂层的铁碳填料，通过吸附、凝聚、络合、还原、电子传递作用,降低色度,去除部分COD,微电解处理区还连接一个曝气装置，通过曝气装置，保证微电解和生物反应的顺利进行,氧化分解废水中的有机物，通过在微电解区设置紫外发光装置，利用紫外发光装置对中性条件下吸氧腐蚀起催化作用，加速亚铁离子的生成，促进吸附、凝聚、络合、还原反应净化污水。
6.采用权利要求4所述的一种光电复合生物处理反应器处理废水的方法，其特征在于：将废水引入一个微电解处理区中，利用微电解处理区中的具有TiO2部分涂层的铁碳填料，通过吸附、凝聚、络合、还原、电子传递作用,降低色度,去除部分COD,微电解处理区处理后的废水引入一个生物处理区，利用生物处理器中的负载生物酶的悬浮填料去除水中的有机物，微电解处理区还连接一个曝气装置，通过曝气装置，保证微电解和生物反应的顺利进行,氧化分解废水中的有机物，利用紫外发光装置对微电解及中性条件下吸氧腐蚀起催化作用，加速亚铁离子的生成，促进吸附、凝聚、络合、还原反应净化污水。
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