[发明专利]一种膜电生物耦合工艺处理难降解有机废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜电生物耦合工艺处理难生物降解有机废水的方法，该方法主要是采用电辅助微生物(电生物)强化难降解有机废水还原和氧化降解过程并耦合膜过滤技术而开发的，属于环境保护领域，

背景技术

随着社会工业的发展，水环境中难降解有机物的处理是环境治理中的难点，针对含难降解有机物的工业废水日渐多样化且生化处理难度加大的趋势，特别是医药废水、印染废水、化工及燃料废水等，废水成分复杂、色度大、生物毒性大。常规的生物处理效果差，出水悬浮物含量高。电辅助作为一种强化微生物处理的手段，特别是电辅助阴极提供微生物还原降解所需的电子供体，可极大地提高生物的还原降解效率。此外，电辅助作为一种生物刺激因素，使生物体产生一系列的电场生化效应，也进一步提高了微生物的降解效率。电生物体系的核心是形成电辅助与微生物新陈代谢的多相耦合过程，以提高难生物降解有机废水的处理效率。

膜过滤是一种高效分离的过程，广泛应用于水处理领域，如MBR污水处理工艺、污水回用的CMF工艺等。难降解有机废水因其水质特性影响污泥微生物的泥水分离，造成生物处理后的出水悬浮物含量高，即影响出水水质又影响生物降解系统的污泥微生物的富集。因此将电生物和膜过滤进行耦合，组成膜电生物耦合工艺处理难降解有机废水具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于将电生物和膜过滤结合起来，提高膜电生物工艺在难降解有机污染物方面协同强化降解效率。提供一种在电催化下利用微生物高效、稳定降解难降解有机废水，并通过膜过滤出水的新方法。

本发明的特征在于：电生物体系分为厌氧和好氧两个区域，阴极板放置在厌氧区中，阴极板采用具有储电子和缓慢释电子功能的钯极板、镀钯极板或石墨极板，该区仅进行搅拌，不曝气；阳极板放在好氧区，过滤膜也放在好氧区，在该区曝气供氧并吹扫膜面。耦合工艺的厌氧区处于厌氧的状态，在电辅助供电子的情况下，厌氧微生物利用电辅助提供的电子还原降解有机污染物，而后废水溢流进入好氧区，在好氧区进行生物好氧处理和阳极氧化处理后，经负压抽吸膜过滤出水。过滤膜的外径在5.0～15mm之间，内径在2～12mm之间，膜的平均孔径在0.1～0.4μm之间。电生物体系可充分发挥微生物和电辅助的强化作用，且微生物可在厌氧和好氧条件下保持各自的最佳降解环境。电辅助电极的电压为0.2～3V，总水力停留时间在20～50h，耦合工艺的厌氧与好氧区的水力停留时间比为1∶1～5∶1。厌氧区域的搅拌强度为2～8w/m³，好氧区域曝气的气水比为5～10∶1。

本发明的优点在于：充分发挥了电生物和膜过滤耦合的优点，简化了工艺流程。该方法可使难降解有机废水的COD_Cr去除在90％以上，色度去除在95％以上，电生物提高了污水处理效果，膜污染得到了较好的控制。膜出水提高了固液分离的效率，出水水质稳定。

附图说明

图1：膜电生物耦合工艺处理难降解有机废水的流程示意图

1.进水 2.搅拌器 3.阴极板 4.厌氧区 5.厌氧混合液溢流 6.厌氧沉淀区 7.厌氧出水

8.阳极板 9.膜抽吸出水 10.阳极区 11.真空泵 12.曝气系统 13.直流电源

具体实施方式

实施例1：

采用膜电生物耦合工艺处理焦化化工有机废水，处理水量15m³/h。该有机废水含有苯酚、氰、氯酚、煤焦油等有机物，COD_Cr含量在1500～3000mg/L之间。焦化化工有机废水在反应器中停留时间为20h，厌氧区域和好氧区域水力停留时间均为10h，厌氧区域的微生物浓度在3000～5000mg/L之间，好氧区域的微生物浓度在2000～4000mg/L之间。厌氧区域搅拌功率为150W，好氧区的曝气的气水比为8∶1，阴极板采用钛基镀钯的网状平板极板，阳极采用石墨极板，直流电源所施加的电压为1.2V。

经调试稳定运行后，膜出水水质如下：酚＜0.5mg/L，氰＜0.2mg/L，COD＜90mg/L，在调试及近一年的运行中膜通量几乎没有衰减，污水处理效果好，膜污染得到了较好的控制。该发明为难降解有机废水的高效降解提供了新的方法和思路。

实施例2：