[发明专利]一种水解酸化耦合微生物电解装置及其处理方法

说明书

本发明涉及废水处理技术领域，具体地说是一种水解酸化耦合微生物电解装置，包括水解酸化区、电化学区和排水室，其中水解酸化区包括污泥沉降室和气水分离室，且污泥沉降室下端设有进水口，气水分离室内设有用于排出水解酸化产生气体的下集气室，电化学区包括阴极室和阳极室，两极之间设置合理间距，且阴极室内设有使废水中有机物被还原的阴极，阳极室内设有使废水中有机物被氧化的阳极，排水室上设有排气管和出水口，装置工作时废水由进水口进入后依次经过污泥沉降室、气水分离室、阴极室、阳极室和排水室。本发明用水解酸化将大分子有机物转化为乙酸等小分子有机物，为后续BES的阳极产电微生物提供营养成分，降低了进水中乙酸的投加量，节约成本。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体地说是一种水解酸化耦合微生物电解装置及其处理方法。

背景技术

随着化工行业的快速发展，人工合成的有机物种类与数量与日俱增，随之而来的是大量难降解有机废水的产生。这些废水中含有大量的卤代芳烃、多环芳烃、硝基化合物、偶氮化合物等难降解有机污染物，这些污染物一般不能被微生物降解，或需要较长的时间才能被降解，一旦进入到环境中，会给人类健康和生态环境带来严重危害，因此迫切需要采取有效的手段对这类工业废水进行处理，以此控制废水中难降解有机污染物的排放。

对于主要含有硝基苯类化合物的废水来说，其处理方法主要有生物法、物理法和化学氧化法等，其中以生化处理工艺研究最为广泛且应用最为普遍。一般情况下，硝基苯类污染物不能作为营养物质被微生物利用，微生物对这些污染物的降解需要通过共代谢作用实现。然而，硝基苯类废水中所含有的易降解有机物非常少，其B/C往往非常低，很难直接采用生化处理工艺直接进行处理，需要引入新的方法和技术对其进行改进。

微生物电化学系统是近年来能源和环境领域中兴起的研究热点，是在电化学、微生物学、过程工艺学等学科交叉与综合的基础上构建的体系。在BES(即微生物电化学系统)中，电化学活性细菌具有其独特的生理特性，可以以电极作为细胞代谢过程中的电子供体或电子受体，因此可利用这一特点，构建用于处理硝基苯类废水的生物阴极，以电极作为电子供体，驱动其对硝基苯类污染物的还原降解。目前，关于运用BES的生物阴极还原一些污染物比如硝基苯、氯酚、氯乙烯、铬酸盐、高氯酸盐、温室气体N₂O、偶氮染料和硝酸盐等都取得了很好的处理效果。

BES应用于废水处理过程中受到制约的主要因素包括污染物的结构及废水组成。传统的微生物电化学系统主要是利用生物阴极去还原一些具有氧化性或是带有吸电子基团的有机物，如硝基、偶氮键等。然而，BES对于废水成分复杂、其中不具有被还原性质的有机物却不能有效的降解。因此，研发一种提高难降解硝基苯类废水的降解活性的技术是加速微生物电化学推广应用的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水解酸化耦合微生物电解装置及其处理方法，利用水解酸化作用能够有效将大分子有机物转化为乙酸等小分子有机物，为后续BES的阳极产电微生物提供营养成分，大大降低了进水中乙酸的投加量，节约成本，同时本发明也解决了水解酸化过程中因产生的气体造成微生物电解装置的阴极底部废水的接触面积减小而导致污染物去除率降低的技术难题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种水解酸化耦合微生物电解装置，包括水解酸化区、电化学区和排水室，其中所述水解酸化区包括污泥沉降室和气水分离室，且所述污泥沉降室下端设有进水口，所述气水分离室内设有用于排出水解酸化产生气体的下集气室，所述电化学区包括阴极室、过渡室和阳极室，且所述阴极室内设有使废水中有机物被还原的阴极，所述阳极室内设有使废水中有机物被氧化的阳极，所述排水室上设有排气管和出水口，装置工作时废水由所述进水口进入后依次经过所述污泥沉降室、气水分离室、阴极室、阳极室和排水室，且处理后的废水由所述出水口排出，废气由所述排气管排出。

所述污泥沉降室下端呈锥状且锥端设有止水阀，所述污泥沉降室上端设有第一法兰，所述气水分离室下端设有第二法兰与所述第一法兰固连。