一种微电场强化活性污泥去除水中难降解污染物的装置

本技术属于污水处理，涉及一种微电场强化活性污泥去除水中难降解污染物的装置。

背景技术：

1、活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法，它能从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，同时也能去除一部分磷素和氮素，是生物处理废水中污染物的各种方法的统称。目前，活性污泥法及其衍生改良工艺是处理城市污水最广泛使用的方法。

2、悬浮污泥具有很高的生物量和代谢活性，对污染物去除发挥着重要作用。而在外加微电场作用下，悬浮污泥微生物群落响应弱电刺激，会使悬浮污泥的污染物降解效率显著提高。微电场可以明显改变悬浮污泥微生物群落结构与组成，使降解污染物的典型功能基因得到显著富集。

3、近年来，随着工农业的快速发展，许多含有大量生物难降解有机污染物未经处理直接排放和经过一定处理仍达不到排放标准的难处理废水对我国水资源造成严重污染。难降解有机污染物是指被微生物分解时速度很慢、分解又不彻底的有机物，一般包括多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机氰化物、有机磷农药、表面活性剂、有机染料等。难降解有机污染物广泛存在于化工、印染、制药、造纸等行业废水中，这类物质具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性等特性。例如，纺织印染行业的高污染特性素来备受环保方面的关注，在纺织原材料加工生产纺织品的过程中，会产生含有大量环境危害化学品的废水，纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点。随着环保政策逐渐趋严，印染废水排放标准要求不断提高，推动了废水处理能力和技术水平的提升。虽然单位产品废水排放量呈下降趋势，但印染废水及污染物的排放总量还是不小，需进一步开发更先进、高效的废水处理技术。

4、现阶段处理印染废水的方法主要包括三大类，物理法、化学法和生物法，物理法主要依靠吸附与混凝技术去除印染废水中的污染物，但存在运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差等缺点。

技术实现思路

1、针对当前单纯的生物法污水处理装置去除效果差的问题，本实用新型的目的在于提供一种微电场强化活性污泥去除水中难降解污染物的装置，利用微电场促进微生物活性去除水中难降解污染物，采用微电场与生物法相耦合的难降解污染物处理装置，提高微生物的活性，从而实现水中难降解污染物高效去除的目的。

2、本实用新型通过以下技术方案实现：

3、一种微电场强化活性污泥去除水中难降解污染物的装置，其特征在于：包括反应器，所述反应器右侧上部设有进水口，左侧下部设有出水口，所述反应器内部设置三个挡板将反应器分隔为第ⅰ反应室、第ⅱ反应室、第ⅲ反应室和第ⅳ反应室，每个挡板顶部设置若干个溢流孔；所述第ⅱ反应室和第ⅲ反应室内设有阳极板和阴极板，所述第ⅰ反应室和第ⅳ反应室内设有电动搅拌器，所述第ⅰ反应室、第ⅱ反应室、第ⅲ反应室和第ⅳ反应室底部设有曝气头；所述第ⅰ反应室、第ⅱ反应室、第ⅲ反应室和第ⅳ反应室内装填有活性污泥。

4、所述阳极板和阴极板分别与直流电源的正极与负极连接。所述阳极板石墨板、石墨棒、碳棒、炭毡、钛板、钛棒、铁板、铁棒、铝板或铝棒；所述阴极板为石墨板、石墨棒、碳棒、炭毡、钛板、钛棒、铁板、铁棒、铝板或铝棒。所述阳极板和阴极板之间的间距为9.0-10.0cm。所述第ⅰ反应室和第ⅳ反应室底部设置有出泥阀。所述反应器为长方体结构。

5、利用上述装置去除水中难降解污染物的工艺，包括以下步骤：

6、（1）将活性污泥接种于反应器的四个反应室中，并对活性污泥进行6~8天的驯化；

7、（2）污泥驯化完成后，开启直流电源，向阳极板和阴极板通电，设置电压为0.2~4.0v；

8、（3）含有难降解污染物的污水由右上侧进水口进入后，通过溢流孔流经四个反应室后于左下侧出水口排出；进水速率为0.6 l/min，在整个降解过程中，电动搅拌器的转速在400 rpm，曝气量为2 l/min，ph值控制在7.0～8.0；降解后的污水由出水口排出。含有难降解污染物的污水为印染废水，其中亚甲基蓝浓度在0.2-50 mg/l。

9、本实用新型具有如下优点：

10、（1）在活性污泥反应器内设置电极板，将微电场与活性污泥相耦合，利用微电场对活性污泥中微生物群落结构与组成的影响，促进不同功能微生物之间的相互作用，增强微生物对难降解污染物的处理效能，为水污染控制提供了新思路。

11、（2）本实用新型设置多级反应室并进行曝气供氧，在中间反应室设置电极板，通过控制微电场和曝气很好的调控了活性污泥中微生物的活性，提高了难降解污染物的处理性能。

12、（2）结构简单、操作简单、便于推广、成本低，便于工业化。

13、（3）该装置对印染废水亚甲基蓝有很好的处理效果，同时对水中氨氮、cod、色度、浊度等均有较好的处理效果，不仅可用于印染废水处理，在其他废水处理领域也有较大的应用前景。

技术特征：

1.一种微电场强化活性污泥去除水中难降解污染物的装置，其特征在于：包括反应器，所述反应器右侧上部设有进水口，左侧下部设有出水口，所述反应器内部设置三个挡板将反应器分隔为第ⅰ反应室、第ⅱ反应室、第ⅲ反应室和第ⅳ反应室，每个挡板顶部设置若干个溢流孔；所述第ⅱ反应室和第ⅲ反应室内设有阳极板和阴极板，所述第ⅰ反应室和第ⅳ反应室内设有电动搅拌器，所述第ⅰ反应室、第ⅱ反应室、第ⅲ反应室和第ⅳ反应室底部设有曝气头；所述第ⅰ反应室、第ⅱ反应室、第ⅲ反应室和第ⅳ反应室内装填有活性污泥。

2.如权利要求1所述的微电场强化活性污泥去除水中难降解污染物的装置，其特征在于：所述阳极板和阴极板分别与直流电源的正极与负极连接。

3.如权利要求1所述的微电场强化活性污泥去除水中难降解污染物的装置，其特征在于：所述阳极板石墨板、石墨棒、碳棒、炭毡、钛板、钛棒、铁板、铁棒、铝板或铝棒；所述阴极板为石墨板、石墨棒、碳棒、炭毡、钛板、钛棒、铁板、铁棒、铝板或铝棒。

4.如权利要求1所述的微电场强化活性污泥去除水中难降解污染物的装置，其特征在于：所述阳极板和阴极板之间的间距为9.0-10.0cm。

5.如权利要求1所述的微电场强化活性污泥去除水中难降解污染物的装置，其特征在于：所述第ⅰ反应室和第ⅳ反应室底部设置有出泥阀。

6.如权利要求1所述的微电场强化活性污泥去除水中难降解污染物的装置，其特征在于：所述反应器为长方体结构。

技术总结本技术公开了一种微电场强化微生物体系去除水中难降解污染物的装置，包括反应器，反应器右侧上部设有进水口，左侧下部设有出水口，反应器内部设置三个挡板将反应器分隔为第Ⅰ反应室、第Ⅱ反应室、第Ⅲ反应室和第Ⅳ反应室，每个挡板顶部设置若干个溢流孔；第Ⅱ反应室和第Ⅲ反应室内设有阳极板和阴极板，第Ⅰ反应室、第Ⅱ反应室、第Ⅲ反应室和第Ⅳ反应室底部设有曝气头；第Ⅰ反应室、第Ⅱ反应室、第Ⅲ反应室和第Ⅳ反应室内装填有活性污泥。该装置在活性污泥反应器内设置电极板，将微电场与活性污泥相耦合，利用微电场对活性污泥中微生物群落结构与组成的影响，增强微生物对难降解污染物的处理效能，为水污染控制提供了新思路。技术研发人员：赵霞,殷飞,李玉城,谭小毅,李文全,刘维敬,李亚斌受保护的技术使用者：兰州理工大学技术研发日：20231117技术公布日：2024/7/11