一种新污染物废水生物-间歇电解处理装置及方法与流程

本发明属于水污染治理，具体来说，涉及一种新污染物废水生物-间歇电解处理装置及方法。

背景技术：

1、随着新污染物治理管控工作的推进，许多浓度低、生物难降解的新污染物进入了管理者的管控目标中，例如抗生素、pfas（全氟和多氟烷基物质，per- andpolyfluoroalkyl substances）等化合物。目前常规的单一活性污泥法无法对这类新污染物进行降解，无法实现达标处理排放，排放到环境中的新污染物对环境具有长期富集毒害或内分泌干扰。虽然电解技术可对pfas等化合物进行降解，然而，由于此类污染物在污水中的浓度较低，电解过程中往往对水及污水中的其它化合物进行电解，能耗特别高，而对此类污染物的降解效率很低，处理效果差。因此，急需一种处理装置，可对废水中地新污染物进行快速、高效处理。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种新污染物废水生物-间歇电解处理装置及方法，可有效去除废水中的新污染物。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明实施例提供一种新污染物废水生物-间歇电解处理装置，包括生物池和电解池，生物池的顶部通过出水装置与电解池的顶部连通，生物池的底部设有进水管；所述电解池内由上至下依次设有吸附层、第一承托层和出水层，所述出水层设有出水管；所述吸附层中设有至少两块相对设置的电极板，电极板与电源连接。

4、作为本发明实施例的进一步改进，所述吸附层采用导电聚合物、石墨烯及其衍生物、碳纳米管、活性炭复合材料或金属有机框架与碳基复合材料制成。

5、作为本发明实施例的进一步改进，所述电极板在吸附层中沿电解池高度方向相互平行且间隔布设；相邻两块电极板分别与电源的正极和负极连接。

6、作为本发明实施例的进一步改进，所述电解池内设有第二承托层，第二承托层上设有石英砂滤层；所述第二承托层位于吸附层的上方。

7、作为本发明实施例的进一步改进，所述生物池内由下向上依次设有布水层、第三承托层和生物料层；进水管设置在布水层中。

8、作为本发明实施例的进一步改进，所述布水层中还设有曝气管。

9、作为本发明实施例的进一步改进，所述生物池的顶部还设有冲洗排出管，与出水装置连通。

10、第二方面，本发明实施例还提供一种新污染物废水生物-间歇电解处理方法，采用第一方面提供的新污染物废水生物-间歇电解处理装置；所述方法包括：

11、步骤10，从进水管向生物池中输入废水，废水在生物池中由下向上流动，通过生物降解处理废水中的有机污染物，处理后的废水通过出水装置进入电解池中；

12、步骤20，废水在电解池中由上向下流动，吸附层吸附废水中的污染物，经过吸附层后的水从出水层经出水管流出；

13、步骤30，在出水管的出口处检测水中污染物的浓度，如果浓度超过预设阈值，则停止向生物池中输入废水；打开电源，使得电极板通电，对吸附层中吸附的污染物进行电解；预设时间段后，关闭电源，向生物池中输入废水。

14、作为本发明实施例的进一步改进，步骤20中，废水在电解池中由上向下流动，先经过石英砂滤层，石英砂滤层拦截废水中的颗粒物，然后废水再流向吸附层。

15、作为本发明实施例的进一步改进，在冲洗阶段，从进水管向生物池内输入清水，对生物池进行冲洗，冲洗后的水依次经出水装置和冲洗排出管排出；从出水管向电解池中输入清水，对电解池进行冲洗，冲洗后的水依次经出水装置和冲洗排出管排出。

16、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

17、（1）本发明提供的新污染物废水生物-间歇电解处理装置及方法，先利用生物池对废水中的大部分有机污染物进行生物降解，然后再利用电解池对废水中的抗生素、pfas等新污染物进行吸附，有效去除废水中的新污染物，并使得新污染物浓度在吸附层中浓缩，通过间歇通电对吸附层中的新污染物进行电解，不会过多电解水和其他污染物，提高电解效率；本发明先利用生物降解，大大降低废水中污染物浓度后输入吸附层，可减轻吸附层的处理负担，防止吸附层短时间饱和，提高处理效率；对出水中污染物浓度进行实时监测，在出水污染物浓度达到预设阈值时，即吸附层即将饱和，电极板通电对吸附层中的新污染物进行电解，预设时间段后，停止通电，保证处理效率的同时降低能耗。

18、（2）本发明中的吸附层采用导电材料制成，具有导电功能的吸附层不仅可以吸附污染物，而且电极板通电后，一方面导电材料表面供给污染物电子，另一方面导电材料表面产生大量的自由基，与吸附在导电材料表面的污染物进行反应，大大提高了氧化还原降解的能力，从而降低电解能耗，提高电解效率。

19、（3）本发明装置运行一段时间后，可对装置进行冲洗，从电解池底部反向进行冲洗，冲洗后的水经出水装置和冲洗排出管排出；从生物池底部正向进行冲洗，冲洗后的水也经冲洗排出管排出；生物池和电解池独立进行冲洗，电解池中冲洗后的水不流入生物池内，防止电解池内的颗粒杂质进入生物池而影响生物池的处理效果。

技术特征：

1.一种新污染物废水生物-间歇电解处理装置，其特征在于，包括生物池（1）和电解池（2），生物池（1）的顶部通过出水装置（3）与电解池（2）的顶部连通，生物池（1）的底部设有进水管（4）；所述电解池（2）内由上至下依次设有吸附层（21）、第一承托层（22）和出水层（23），所述出水层（23）设有出水管（5）；所述吸附层（21）中设有至少两块相对设置的电极板（6），电极板（6）与电源连接。

2.根据权利要求1所述的新污染物废水生物-间歇电解处理装置，其特征在于，所述吸附层（21）采用导电聚合物、石墨烯及其衍生物、碳纳米管、活性炭复合材料或金属有机框架与碳基复合材料制成。

3.根据权利要求1所述的新污染物废水生物-间歇电解处理装置，其特征在于，所述电极板（6）在吸附层（21）中沿电解池高度方向相互平行且间隔布设；相邻两块电极板分别与电源的正极和负极连接。

4.根据权利要求1所述的新污染物废水生物-间歇电解处理装置，其特征在于，所述电解池（2）内设有第二承托层（24），第二承托层（24）上设有石英砂滤层（25）；所述第二承托层（24）位于吸附层（21）的上方。

5.根据权利要求1所述的新污染物废水生物-间歇电解处理装置，其特征在于，所述生物池（1）内由下向上依次设有布水层（11）、第三承托层（12）和生物料层（13）；进水管（4）设置在布水层（11）中。

6.根据权利要求5所述的新污染物废水生物-间歇电解处理装置，其特征在于，所述布水层（11）中还设有曝气管（7）。

7.根据权利要求1所述的新污染物废水生物-间歇电解处理装置，其特征在于，所述生物池（1）的顶部还设有冲洗排出管（8），与出水装置（3）连通。

8.一种新污染物废水生物-间歇电解处理方法，其特征在于，采用权利要求1～7任意一项所述的新污染物废水生物-间歇电解处理装置；所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的新污染物废水生物-间歇电解处理方法，其特征在于，步骤20中，废水在电解池中由上向下流动，先经过石英砂滤层（25），石英砂滤层（25）拦截废水中的颗粒物，然后废水再流向吸附层（21）。

10.根据权利要求8所述的新污染物废水生物-间歇电解处理方法，其特征在于，在冲洗阶段，从进水管向生物池内输入清水，对生物池进行冲洗，冲洗后的水依次经出水装置和冲洗排出管排出；从出水管向电解池中输入清水，对电解池进行冲洗，冲洗后的水依次经出水装置和冲洗排出管排出。

技术总结本发明提供一种新污染物废水生物‑间歇电解处理装置及方法，新污染物废水生物‑间歇电解处理装置包括生物池和电解池，生物池的顶部通过出水装置与电解池的顶部连通，生物池的底部设有进水管；所述电解池内由上至下依次设有吸附层、第一承托层和出水层，所述出水层设有出水管；所述吸附层中设有至少两块相对设置的电极板，电极板与电源连接。本发明提供的一种新污染物废水生物‑间歇电解处理装置及方法，可有效去除废水中的新污染物。技术研发人员：钟道旭,朱冰清,王水,刘伟,傅博文受保护的技术使用者：江苏省环境科学研究院技术研发日：技术公布日：2025/1/6