[发明专利]一种利用太阳能的厌氧污水处理强化装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种厌氧污水净化领域中的生物强化装置及方法，更具体的说，它涉及一种利用太阳能的厌氧污水处理强化装置及方法，主要适用于工业废水、垃圾渗滤液等高浓度难降解废水的生物强化处理。

背景技术

高浓度难降解工业废水中污染物浓度高，废水可生化性差，对生态环境和人体健康产生危害，用传统处理工艺处理效果差，技术和经济上都存在较大困难，是工业废水处理领域长期存在的技术难题。现有技术中，有采用物化处理工艺，例如：活性炭吸附法、湿式氧化法、蒸馏法等，运行费用高，投资大，效果仍很不理想；采用焚烧法，或经大倍数加水稀释化进行生化处理，费用更加昂贵，工程化应用困难。

厌氧生物处理过程能耗低，有机容积负荷高，一般为5～10kgCOD/m³·d，最高的可达30～50kgCOD/m³·d；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；剩余污泥量少，耐冲击负荷能力强，产出的沼气是一种清洁的能源。

在全社会提倡循环经济，关注工业废弃物实施资源化再生利用的今天，厌氧生物处理显然是能够使污水资源化的优选工艺。近年来，污水厌氧处理工艺发展十分迅速，各种新工艺、新方法不断出现，而上流式厌氧污泥床UASB(Up-flow Anaerobic Sludge Bed）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到了广泛的欢迎和应用。但是，上流式厌氧污泥床仍存在一定缺陷，进水中悬浮物要适当控制，不宜过高，一般控制在100mg/L以下，污泥床内有短流现象，影响处理能力，并且对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。

中国专利申请号：200710023837.8，发明名称为一种难降解高浓度有机废水的处理方法，该申请案公布了芬顿氧化法-EGSB-MBR组合系统处理难降解高浓度有机废水的方法；中国专利申请号：200810196051.0，发明名称为催化铁还原与厌氧水解酸化协同预处理工业废水的方法，该申请案将毒害污染物的毒性官能团脱出，减少毒性污染物对厌氧微生物毒害作用。

以上研究虽能提高废水综合生物降解性能，但也存在一定问题，对于进水悬浮物较高的污水处理效率难以保证，同时对低温下污水厌氧处理，存在比较大的缺陷。本发明所采用的填料具有一定的孔隙率，可以在发挥电解作用的同时吸附和絮凝废水中的悬浮物；同时利用太阳能将光能转化为电能，通过电化学强化低温下微生物处理效果，弥补现有太阳能转化为热能技术中产热量不足，难以提高污水温度，污水降解效率不高等缺陷。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明针对现有厌氧污水生物处理中难降解物质（如酰胺、脂类、有机酸等）处理效率低的不足，以及厌氧反应器在低温下运行的缺陷，提供一种利用太阳能的厌氧污水处理强化装置及方法。

技术方案

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种利用太阳能的厌氧污水处理强化装置，包括厌氧反应器，所述的厌氧反应器中设置有金属电极板，金属电极板与太阳能直流发电系统相连接。

所述的太阳能直流发电系统由太阳能电池板、充电控制器和蓄电池通过导线连接。所述的金属电极板安装在厌氧反应器的污泥区，金属电极板设有1组以上，金属电极板通过电池板连接导线与太阳能直流发电系统相连接。所述的太阳能电池板的材料为太阳能多晶硅或单晶硅。

一种利用太阳能的厌氧污水处理强化方法，其步骤为：

（a）在厌氧反应器外安装太阳能直流发电系统，太阳能直流发电系统与金属电极板相连接，并处于断路状态；

（b）接种污泥，保持厌氧反应器内有机负荷低于1kgCOD/m³·d，运行2个月后逐渐提高进水浓度至2kgCOD/m³·d，对厌氧反应器中的污泥进行驯化；

（c）污泥经3~6个月完成驯化后，向污泥区加入新型活性催化微电解填料，控制填料与厌氧反应器内污泥区体积比为0.1~0.2；

（d）待颗粒污泥中有机物适应新型活性催化微电解填料共存环境后，接通电路，使污泥-填料体系在外加电压1～3V的状态下运行，形成外电场-微生物-微电解强化反应体系。