[实用新型]一种低温等离子体协同类芬顿生物膜反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种难降解废水处理设备，具体涉及生物膜沉积铁与回收过氧化氢溶液的芬顿处理结合等离子体、微生物作用的反应装置。

背景技术

化工、纺织等行业废水含有大量难降解有机物，单独的等离子体、芬顿技术处理能力有限，且对于普通均相芬顿体系而言，反应结束后还会产生大量的含铁污泥，后处理复杂。造成二次污染。缺少一种能够将铁离子负载与载体上，使之不产生二次污染的技术。另外，接触辉光放电等离子技术降解苯酚、苯甲酸类废水产生过氧化氢未得到有效利用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是制造一种以生物膜为载体吸附铁离子，在过氧化氢溶液环境中，非均相芬顿技术结合低温等离子体技术处理难降解废水的装置，以及该装置的实施方法。

为解决上述技术问题，本实用新型低温等离子体协同芬顿生物膜反应装置的技术解决方案为：（1）采用接触辉光放电等离子技术对难降解废水进行预处理；（2）将降解过程产生的大量过氧化氢控制在最佳浓度；（3）取样口不断测定沉积铁生物膜反应池中过氧化氢含量；（4）采用接触辉光放电等离子体技术产生等离子体（Ar)；(5)用低温等离子体处理载体后投加于Fe(OH)₃胶体悬浮液中形成沉积铁；(6）沉积铁生物膜反应池中的难降解废水在低温等离子体、非均相芬顿技术同时作用下降解。

具体技术方案如下：一种低温等离子体协同类芬顿生物膜反应装置，所述装置包括接触辉光多电极等离子体反应器、过氧化氢含量控制系统、沉积铁生物膜反应池；其特征在于：

所述接触辉光多电极等离子体反应器，由高压直流电源和多电极反应器组成；其中多电极反应器包括阴极（5）、多电极阳极（6）、支管（11）、磁子（14）、测温口（15）、取样口（16）；所述阴极（5）置于支管（11）中；阴极（5）、多电极阳极（6）置于生物膜装置（12）中；磁子（14）安装于生物膜装置（12）底部下方，为磁力加热搅拌器部件，对反应池内废水进行加热、搅拌；测温口（15）、取样口（16）开设于多电极反应器的多电极阳极（6）与阴极（5）之间圆孔处；

所述过氧化氢含量控制系统，连接取样口（16），由取样口（16）取出水样，定时监测装置中过氧化氢含量，并反馈给高压直流电源，控制电压来控制过氧化氢产量，同时通过增减阳极数目来控制过氧化氢产量，以达到适合的过氧化氢浓度范围；

所述沉积铁生物膜反应池，包括液位控制器（1）、水泵（2）、进水管（3）、出水管（4）、导管（7）、流量计（8）、空气压缩机（9）、冷却水管（10）、生物膜装置（12）、曝气器（13）、矩形粗孔过滤材料（17）和扇形粗孔过滤材料（18）；难降解废水通过水泵（2）由进水管（3）进入装置内，通过液位控制器（1）控制装置内的水位，并反馈给水泵（2），控制进水；所述反应池呈圆柱形，冷却水管（10）包围该圆柱形池体，冷却水由池底管口进入由池顶管口流出，用于降低接触辉光放电时的反应池内温度；生物膜装置（12）内分布有呈环形均匀排列的十六块矩形生物膜载体及六块扇形生物膜载体，生物膜载体采用粗孔过滤组件，矩形粗孔过滤组件（17）的上部设有总出水管（4）；各组件出水口均与总出水管（4）相连；在装置底部设有曝气器（13），通过空气压缩机（9）供气，并由转子流量计（8）控制供气量。

进一步的，所述矩形生物膜载体为十六块，扇形生物膜载体为六块。

进一步的，所述相邻矩形粗孔过滤组件（17）间隔5cm，相邻扇形粗孔过滤组件（18）间隔5cm。

以上所述一种低温等离子体协同类芬顿生物膜反应装置的实施方法，分为三个阶段，第一阶段为生物膜形成阶段；第二阶段为产过氧化氢阶段（初步处理阶段）；第三阶段为协同降解污染物阶段，所述方法步骤如下：

第一阶段：首先细菌与载体表面相接触，然后用低温等离子体Ar处理载体后置于Fe(OH)₃胶体悬浮液中形成沉积铁，调节放电电流，保持60W的功率，使微生物胞外多糖类物质在相对稳定的条件下附着于载体表面，随其生长繁殖形成生物膜；

第二阶段：将难降解废水通过水泵（2）由进水管（3）进入低温等离子体协同类芬顿生物膜反应装置中央，首先进入生物膜装置，从附着生物膜的半包围的粗孔过滤材料（17）、（18）中向外溢满全池；调整辉光电压为620V，在pH=4时，采用接触辉光放电等离子体技术降解废水，作为初步处理阶段；伴随着废水的降解，阳极和电解质溶液界面之间产生大量活性物质过氧化氢，过氧化氢浓度逐渐增加；