[发明专利]一种废水处理装置及方法

说明书

本发明公开了一种废水处理装置及方法，该装置包括铁碳微电解反应池，所述铁碳微电解反应池内通过阳离子交换膜分隔成用于储存无机酸的储酸区和用于进行铁碳微电解反应的废水处理区；所述储酸区的顶部设有进酸口，底部设有曝气装置和排酸口；所述废水处理区的顶部设有进液口，底部设有曝气装置、排水口，内部填装有铁碳微电解填料。本发明装置通过阳离子交换膜分隔成储酸区和废水处理区，通过储酸区内无机酸中的H⁺与废水处理区内的NH₄⁺、K⁺、Na⁺等阳离子进行交换，为废水处理区内的微电解反应提供H⁺，强化了废水的脱色脱碳反应，提高了废水的可生化性，节约了额外添加碳源的成本，同时也实现了同步脱氮，提高了废水的处理效率。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种废水处理装置及方法。

背景技术

畜禽养殖废水属于高浓度有机废水，具有高COD、高氮的特性。目前，我国农村普遍采用沼气发酵池来处理畜禽养殖废水，经过厌氧消化后产生的废水仍含有高浓度的COD和氨氮，并且C/N、B/C较低，属于可生化性较差的污水；所以，使用常规的活性污泥法、接触氧化法等好氧生物处理技术很难达到COD、氨氮的有效去除，尤其表现在废水中COD很大一部分为难降解COD，可生化性较差导致去除困难，以及生物脱氮过程中反硝化阶段碳源不足，需要额外添加乙酸钠等有机碳源，造成处理成本大大增加，并且废水经过生物好氧处理后色度往往无法去除，甚至有所上升。

垃圾渗滤液同样是一种难降解的高浓度有机废水，与沼液类似，具有高COD、高氨氮、高色度的特性，C/N、B/C较低，可生化性较差，此外还可能含有重金属，目前采用针对传统生活污水的生化处理技术很难有效处理。

目前，针对低C/N污水提高其脱氮效果的手段主要有添加有机碳源和降低氨氮浓度。

对于第一种手段，王兰等人的研究发现：传统活性污泥法、接触氧化是早期废水好氧处理的主要工艺，脱氮效果差；序批式反应器、缺氧-好氧工艺、膜生物反应器是近年的主要处理工艺，尽管具有较好的脱氮潜力，但是，废水中须补充有机碳源之后，才能获得好的脱氮效果(王兰,邓良伟,王霜,等.畜禽养殖废水厌氧消化液好氧处理研究与应用现状.中国沼气,2015,33(5):3-10.)。

对于第二种手段，在已有的发明名称为《一种水中氨氮富集方法及装置》，申请号为201310269355.6的专利申请文献中公开了一种污水处理装置，采用电驱动的方式，在单一处理单元中使用膜组件对水中有机物和氨氮分别进行分离和富集，使得系统出水含有较高浓度的氨氮和较低浓度的有机物，从而使原水中的C/N提高，这在一定程度上克服了生物处理工艺中反硝化阶段碳源不足的问题。但其使用阳离子交换膜分离污水中的氨氮需要电作为驱动力，能耗成本较高，不利于推广。

厌氧发酵后的废水不仅C/N较低，B/C也较低，COD中很大一部分为难降解COD，即使经过膜的富集作用也很难满足反硝化脱氮阶段微生物对有机碳源的需求。

铁碳微电解技术是利用原电池原理，以材料的铁为阳极，碳为阴极，当废水流经铁碳微电解材料时形成无数原电池微电流，从而形成对废水中有机物的氧化还原能力，降解COD，提高废水的可生化性，提高B/C，并且对废水的色度有较好的脱除效果。