CN213651989U - 一种偶氮染料废水处理厌氧-好氧电化学加速生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种偶氮染料废水处理厌氧‑好氧电化学加速生物反应器，包括一个反应器本体，所述反应器本体包括厌氧生物反应区和好氧生物反应区，两个反应区之间以隔板孔口相连。在厌氧生物区设置单位阴极，好氧生物区设置单位阳极，外部供电装置分别用导线连接阴阳两极。本实用新型通过分别在传统厌氧‑好氧生物反应器中置入生物阴极和生物阳极，能有效加速偶氮染料的厌氧生物还原和好氧生物降解过程，降低反应停留时间，提高偶氮染料的生物转化效率。
Description
技术领域
本实用新型属于环保技术领域，尤其涉及一种偶氮染料废水处理厌氧-好氧电化学加速生物反应器。
背景技术
偶氮染料广泛应用于社会各领域，但偶氮染料在其生产过程中产生大量废水，该类废水具有排放不稳定、有机物含量高、生物毒性大、色度高等特点，如不能适当处理对环境水体造成较大污染。色度是一种感官指标，排入河体可给人带来不悦感；毒性对生物体具有短期和累计危害，所以对偶氮染料的脱色和降毒是该类废水处理的关键。偶氮类染料主要有偶氮基团的有机物，传统化学氧化等方法是通过破坏染料的发色基团来实现脱色和脱毒，但化学氧化法消耗药剂较多、成本高、易产生二次污染。生物法是废水处理中最为普遍的方法之一，具有成本低、适应性强的特点。厌氧生物法主要是向偶氮染料提供电子，实现偶氮键断裂还原，从而达到脱色脱毒的目的。但该方法存在反应速率慢、水力停留时间长等缺点而限制其在偶氮染料废水处理方面的应用。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是针对上述现有偶氮废水处理方法技术的不足，而提供一种利用电强化厌氧好氧生物加速反应装置高效去除偶氮染料废水的方法。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种偶氮染料废水处理厌氧-好氧电化学加速生物反应器，包括厌氧好氧生物反应器本体，厌氧好氧生物反应器本体内由若干隔板分成厌氧反应区、缺氧反应区、好氧反应区，每个隔板上具有通道，水流在厌氧反应区、缺氧反应区、好氧反应区内呈S形流动路径，所述厌氧反应区在远离通道的一端位置设有进水区，所述好氧反应区在远离通道的一端位置设有出水区；
所述厌氧反应区内置单位阴极以及一个水流推进器，厌氧反应区内的水流推进器将水流向缺氧反应区推进；
所述缺氧反应区内置一个水流推进器，缺氧反应区内的水流推进器将水流向好氧反应区推进；
所述好氧反应区内置单位阳极以及一个水流推进器，厌氧反应区内的水流推进器将水流向出水区推进。
作为更进一步的优选方案，所述好氧反应区的底部设有曝气装置。
作为更进一步的优选方案，所述单位阴极和单位阳极均通过线路连接厌氧好氧生物反应器本体外部的外接电源，线路上具有外接电阻。
作为更进一步的优选方案，所述单位阴极由若干碳纤维钢丝刷螺旋而成，所述碳纤维钢丝刷分为不锈钢丝和碳纤维，碳纤维钢丝刷由碳纤维围绕不锈钢丝扭合而成。
作为更进一步的优选方案，所述不锈钢丝的直径为0.25-0.5mm，所述碳纤维的长度为20-40mm，所述单位阴极的长度为10-300mm。
作为更进一步的优选方案，所述单位阳极包括石墨块、碳纤维布、阳极导线，碳纤维布包裹石墨块形成包装结构，再由阳极导线穿过包裹了石墨块的碳纤维布，形成串形。
作为更进一步的优选方案，所述石墨块的长、宽、高的尺寸为2cm-4cm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
一、单位阴极可以在传统厌氧区中，将厌氧微生物富集于电极表面生长，提高厌氧污泥的浓度；单位阴极可以向厌氧微生物提供电子，刺激嗜电厌氧微生物的生长、提高厌氧微生物对偶氮类有机污染物的还原速率和还原效率，实现偶氮类染料的偶氮基团分解脱色；单位阳极布置于传统的好氧区，利用阳极的氧化功能将还原后的偶氮类有机污染物进行进一步降解，进一步降低毒性，提高污染物的生物可降解性。
二、本实用新型利用电化学辅助偶氮染料废水处理，在阴极达到偶氮类有机污染物的偶氮基团还原断裂脱色效果，阳极可将阴极还原后的污染物进一步氧化降解，同时还可以利用阴极还原、阳极氧化有机物产生的能量，达到低能耗、低污染的目的，可为偶氮类有机废水的高效生物脱色脱毒提供解决方案和技术途径。
三、电化学辅助技术具有便于维修、成本低廉、设备简单、不造成二次污染等优点，又对偶氮类污染物降解的环境友好、合理且有效，能实现深度转化偶氮类有机物为生物低/无毒性的降解产物，增强生物法处理偶氮有机废水的效率和速率。
四、单位阴极和单位阳极采用组合式置于厌氧区和好氧区，可根据现有厌氧区和好氧区的情况进行合理定制单位阴极和单位阳极的尺寸，进行改造；同时，单位阴极和单位阳极根据实际使用情况还可以灵活更换，维护方便。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的剖视图；
图3是单位阴极的制造过程图；
图4是单位阳极的制造过程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1和图2所示，本实用新型的一种偶氮染料废水处理厌氧-好氧电化学加速生物反应器，包括一个厌氧好氧生物反应器本体1，厌氧好氧生物反应器本体1内设有若干隔板，所述隔板将反应器本体分为1-2个厌氧反应区2、1-2个缺氧反应区3和3-5个好氧反应区4，每个隔板上具有通道，水流在厌氧反应区2、缺氧反应区3、好氧反应区4内呈S形流动路径；
厌氧反应区2设有进水区5、水流推进器7和单位阴极11，缺氧反应区3内置一个水流推进器7，好氧反应区4设有曝气装置8、水流推进器7、出水区6和单位阳极12。
厌氧反应区2的单位阴极11和好氧反应区4的单位阳极12由导线与外接电源9及外接电阻10相连。
如图3所示，单位阴极11由若干碳纤维钢丝刷15螺旋而成，所述碳纤维钢丝刷15分为不锈钢丝14和碳纤维13，碳纤维钢丝刷15由碳纤维13围绕不锈钢丝14扭合而成，图中的A表示扭合，B表示螺旋。
所述不锈钢丝14的直径为0.25-0.5mm，所述碳纤维13的长度为20-40mm，单位阴极螺旋后的长度为10-300mm。
如图4所示，单位阳极12包括石墨块16和碳纤维布17，碳纤维布17包裹石墨块16形成包装结构，再由阳极导线18穿过包裹了石墨块的碳纤维布，形成串形，图中的C表示包裹串连。
石墨块16的长、宽、高的尺寸为2cm-4cm。
具体的说，外接电源9与外接电阻10相连，电源负极通过导线与单位阴极11相连，电源正极通过导线与单位阳极12相连。
单位阴极11竖向悬挂于厌氧反应器中。
智能曝气装置8，具备溶解氧检测器、信息传输和反馈系统，根据设定的溶解氧值，当检测的溶解氧小于1.0mg/L时自动增加风量，当溶解氧大于2.0mg/L时，自动停止曝气。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种偶氮染料废水处理厌氧-好氧电化学加速生物反应器，其特征在于：包括厌氧好氧生物反应器本体（1），厌氧好氧生物反应器本体（1）内由若干隔板分成厌氧反应区（2）、缺氧反应区（3）、好氧反应区（4），每个隔板上具有通道，水流在厌氧反应区（2）、缺氧反应区（3）、好氧反应区（4）内呈S形流动路径，所述厌氧反应区（2）在远离通道的一端位置设有进水区（5），所述好氧反应区（4）在远离通道的一端位置设有出水区（6）；
所述厌氧反应区（2）内置单位阴极（11）以及一个水流推进器（7），厌氧反应区（2）内的水流推进器（7）将水流向缺氧反应区（3）推进；
所述缺氧反应区（3）内置一个水流推进器（7），缺氧反应区（3）内的水流推进器（7）将水流向好氧反应区（4）推进；
所述好氧反应区（4）内置单位阳极（12）以及一个水流推进器（7），厌氧反应区（2）内的水流推进器（7）将水流向出水区（6）推进。
2.根据权利要求1所述的一种偶氮染料废水处理厌氧-好氧电化学加速生物反应器，其特征在于：所述好氧反应区（4）的底部设有曝气装置（8）。
3.根据权利要求1所述的一种偶氮染料废水处理厌氧-好氧电化学加速生物反应器，其特征在于：所述单位阴极（11）和单位阳极（12）均通过线路连接厌氧好氧生物反应器本体（1）外部的外接电源（9），线路上具有外接电阻（10）。
4.根据权利要求1所述的一种偶氮染料废水处理厌氧-好氧电化学加速生物反应器，其特征在于：所述单位阴极（11）由若干碳纤维钢丝刷（15）螺旋而成，所述碳纤维钢丝刷（15）分为不锈钢丝（14）和碳纤维（13），碳纤维钢丝刷（15）由碳纤维（13）围绕不锈钢丝（14）扭合而成。
5.根据权利要求4所述的一种偶氮染料废水处理厌氧-好氧电化学加速生物反应器，其特征在于：所述不锈钢丝（14）的直径为0.25-0.5mm，所述碳纤维（13）的长度为20-40mm，所述单位阴极（11）的长度为10-300mm。
6.根据权利要求1所述的一种偶氮染料废水处理厌氧-好氧电化学加速生物反应器，其特征在于：所述单位阳极（12）包括石墨块（16）、碳纤维布（17）、阳极导线（18），碳纤维布（17）包裹石墨块（16）形成包装结构，再由阳极导线（18）穿过包裹了石墨块的碳纤维布，形成串形。
7.根据权利要求6所述的一种偶氮染料废水处理厌氧-好氧电化学加速生物反应器，其特征在于：所述石墨块（16）的长、宽、高的尺寸为2cm-4cm。
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