一種微電流強(qiáng)化染料類廢水生物降解的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種微電流強(qiáng)化染料類廢水生物降解的裝置和方法，屬于環(huán)境保護(hù)技 術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 染料廢水具有色度高、COD高、鹽度高、可生化性差、對環(huán)境危害大等特點(diǎn)，是國內(nèi) 外公認(rèn)的難降解有機(jī)廢水之一。由于這類污染物毒性大，成份復(fù)雜，化學(xué)耗氧量高，一般微 生物對其幾乎沒有降解效果。
[0003] 目前國內(nèi)外常用的處理染料廢水的方法有物理法、化學(xué)法、生物法以及其他結(jié)合 多學(xué)科的處理方法如電化學(xué)耦合微生物法。其中，電化學(xué)法通過化學(xué)轉(zhuǎn)化或化學(xué)燃燒，快速 高效地與廢水中的污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化降解成二氧化碳和水或 其他簡單的有機(jī)物。電化學(xué)水處理技術(shù)具有適用范圍廣、設(shè)備簡單、易于自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。 但電化學(xué)法也存在著耗能高，難降解有機(jī)物分子雖然被從廢水中去除，但沒有得到徹底降 解的問題，而生物法是徹底解決一切污染問題的最根本途徑。生物法能有效地去除污水中 的有機(jī)物、臭味，降低污水的色度，運(yùn)行成本低，管理方便。但生物法存在著降解速度慢，降 解不徹底的缺點(diǎn)。
[0004] 電-生物耦合技術(shù)是一種新的廢水處理技術(shù)，該技術(shù)將生物膜法和電化學(xué)法相結(jié) 合，依靠生物本身對載體的吸附生長，將微生物固定在電極表面，形成一層生物膜，然后在 電極間通以一定電流，使污染物在生物和電化學(xué)雙重作用下得到降解。通過微電流刺激微 生物降解染料廢水，不僅能夠節(jié)約成本，而且可以加速有機(jī)物的降解，對環(huán)境不產(chǎn)生污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種微電流強(qiáng)化染料類 廢水生物降解的裝置和方法，利用微生物能夠降解染料廢水的特點(diǎn)，建立在微電流刺激強(qiáng) 化染料廢水降解的裝置，以提高染料的去除效率，本發(fā)明方法縮短了處理的時(shí)間并節(jié)約了 能源，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生污泥及惡臭。
[0006] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種微電流強(qiáng)化染料類廢水生物降解的裝置，包括過濾箱，使用過濾膜將過濾箱 內(nèi)部分隔為陰極單元和陽極單元，在陰極單元中填充活性炭顆粒并接種活性污泥；在陰極 單元中插入陰極導(dǎo)電體，在陽極單元中插入陽極導(dǎo)電體，陰極導(dǎo)電體通過導(dǎo)線與電源的陰 極相連，陽極導(dǎo)電體通過導(dǎo)線與電源的陽極相連；進(jìn)水口設(shè)置在陰極單元相對過濾膜一側(cè) 的下部，出水口設(shè)置在陽極單元相對過濾膜一側(cè)的上部。
[0008] 優(yōu)選的，所述陰極導(dǎo)電體為黏有石墨碳?xì)值牟讳P鋼板，使用的粘合劑為導(dǎo)熱導(dǎo)電 膠；所述陽極導(dǎo)電體為鈦基涂層電極板；所述過濾膜為全氟磺酸型質(zhì)子交換膜。
[0009] 優(yōu)選的，所述過濾箱為有機(jī)玻璃材質(zhì)。
[0010] 優(yōu)選的，所述導(dǎo)線為鈦導(dǎo)線，所述電源為恒壓直流電源。
[0011] 一種采用上述裝置進(jìn)行微電流強(qiáng)化染料類廢水生物降解的方法，包括如下步驟：
[0012] (1)在過濾箱中放置過濾膜形成陰極單元和陽極單元，在陰極單元內(nèi)填充活性炭 顆粒，分別將陰極導(dǎo)電體和陽極導(dǎo)電體插入到陰極單元和陽極單元內(nèi)，連接電源；
[0013] (2)在陰極單元⑵內(nèi)接種活性污泥，采用連續(xù)流方式向陰極單元⑵注入常規(guī)配 方營養(yǎng)液，馴化培養(yǎng)40~60天；
[0014] (3)將待處理的染料類廢水原液進(jìn)行預(yù)處理調(diào)節(jié)：染料濃度為200mg/L~400mg/ L，添加營養(yǎng)液調(diào)節(jié)COD為400mg/L~800mg/L，pH為6. 5~7. 5 ;
[0015] (4)以連續(xù)流方式將預(yù)處理后的染料類廢水送入進(jìn)水口，處理后的染料類廢水以 連續(xù)流方式流出出水口；水力停留時(shí)間為I. 05L/天以上，電源的電壓為0. 8V以上。
[0016] 具體的，所述步驟（1)中，陰極導(dǎo)電體為黏有石墨碳?xì)值牟讳P鋼板，在插入陰極單 元前需進(jìn)行如下處理：首先使用800目以上（比如1000目）砂紙將不銹鋼板打磨光滑，然后 放入硝酸鈉溶液浸泡24小時(shí)以上，再使用去離子水洗凈浸泡，最后晾干；石墨碳?xì)衷?00~ 500°C范圍內(nèi)預(yù)熱30分鐘以上；使用導(dǎo)熱導(dǎo)電膠將預(yù)熱后的石墨碳?xì)终掣皆诹栏珊蟮牟讳P 鋼板表面，放置24小時(shí)以上后再插入陰極單元。
[0017] 具體的，所述步驟（1)中，陽極導(dǎo)電體為鈦基涂層電極板，在插入陽極單元前需進(jìn) 行如下處理：首先使用800目以上（比如1000目）砂紙打磨光滑，然后放入硝酸鈉溶液浸 泡24小時(shí)以上，再使用去離子水洗凈浸泡，晾干后插入陽極單元。
[0018] 具體的，所述步驟（1)中，活性炭顆粒在填充到陰極單元前需進(jìn)行如下處理：首先 將活性炭顆粒浸泡到待處理的染料類廢水原液中直至飽和，再將浸泡飽和的活性炭顆粒填 充到陰極單元內(nèi)。
[0019] 有益效果：現(xiàn)有的處理技術(shù)為純電化學(xué)或者純生物技術(shù)；前者需要的電流較大， 成本大，安全性低；后者微生物技術(shù)受染料廢水的毒性影響較大，處理能力有限；本發(fā)明將 兩者結(jié)合在一起，可以在不影響去除效果的基礎(chǔ)上，大大降低啟動(dòng)電壓，節(jié)約成本，且電化 學(xué)和微生物技術(shù)的結(jié)合不僅僅是簡單的疊加效果，微電流可以刺激微生物的酶活性，提高 微生物的新陳代謝水平，有利于提高脫色效果。具體來說，本發(fā)明提供的微電流強(qiáng)化染料類 廢水生物降解的裝置和方法，相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)勢：
[0020] 1、相對于電化學(xué)技術(shù)能大幅降低啟動(dòng)電壓，節(jié)約成本；
[0021] 2、想對于生物技術(shù)，提高了微生物的抗環(huán)境干擾能力和馴化掛膜速度；
[0022] 3、電化學(xué)和微生物技術(shù)的結(jié)合不僅僅是簡單的疊加效果，微電流可以刺激微生物 的酶活性，提高微生物的新陳代謝水平，有利于提高脫色效果；
[0023] 4、本發(fā)明屬于厭氧處理工藝，不會(huì)產(chǎn)生惡臭和污泥，不會(huì)對環(huán)境造成污染；
[0024] 5、相對于傳統(tǒng)的處理工藝，本發(fā)明在保證出水脫色率的前提下，縮短了處理時(shí)間。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 包括：陽極導(dǎo)電體1 ;陰極單元2 ;過濾膜3 ;活性炭顆粒4 ;電源5 ;進(jìn)水口 6 ;出水 口 7 ;陽極單元8 ;導(dǎo)線9 ;陰極導(dǎo)電體10。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0028] 如圖1所示為一種微電流強(qiáng)化染料類廢水生物降解的裝置，包括過濾箱，使用過 濾膜3將過濾箱內(nèi)部分隔為陰極單元2和陽極單元8,在陰極單元2中填充活性炭顆粒4并 接種活性污泥；在陰極單元2中插入陰極導(dǎo)電體10,在陽極單元8中插入陽極導(dǎo)電體1，陰 極導(dǎo)電體10通過導(dǎo)線9與電源5的陰極相連，陽極導(dǎo)電體1通過導(dǎo)線9與電源5的陽極相 連；進(jìn)水口 6設(shè)置在陰極單元2相對過濾膜3 -側(cè)的下部，出水口 7設(shè)置在陽極單元8相對 過濾膜3-側(cè)的上部。
[0029] 所述陰極導(dǎo)電體10為黏有石墨碳?xì)值牟讳P鋼板，使用的粘合劑為導(dǎo)熱導(dǎo)電膠，不 銹鋼板的尺寸為：長X寬X厚=300mmX200mmX3mm ;所述陽極導(dǎo)電體1為鈦基