一种厌氧好氧三维电催化耦合净水系统及净水方法
【专利摘要】本发明公开了一种厌氧好氧三维电催化耦合净水系统及净水方法。厌氧好氧三维电催化耦合净水系统的三维粒子电极层位于吸附型生物滤料层上部，三维粒子电极层与吸附型生物滤料层通过塑料多孔板相连接，三维粒子电极层周围连通主电极阳极，中间连接主电极阴极，主电极阳极和主电极阴极分别为钛网和不锈钢，催化粒子电极填充于主电极之间，吸附型生物滤料层底部与配水室通过塑料多孔板的形式相连接，配水室接有回流装置，曝气盘将吸附型生物滤料层分为厌氧段和好氧段。本发明的净水方法，包括如下步骤：（1）原水配水室里与回流水混合；（2）物理过滤、截留；（3）厌氧/好氧生物处理去除有机物和脱氮；（4）高级氧化；（5）出净水。本发明的净水系统其厌氧、好氧、高级催化氧化耦合在同一反应器内，水处理中各个阶段相互协同，并且在物理过滤、厌氧/好氧处理、高级氧化的相互作用下，达到预定的处理效果，出水水质稳定。
【专利说明】一种厌氧好氧三维电催化耦合净水系统及净水方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于废水处理【技术领域】，特别是涉及一种可用于污水处理的厌氧好氧三维 电催化耦合净水系统及净水方法。
【背景技术】
[0002] 生物处理技术包括厌氧处理和好氧处理，随着我国工业的迅速发展，越来越多的 难降解物质出现在污水中，需要各个处理技术进行组合才能发挥作用，并且现在的水处理 方法已单一技术为主，这样就需要大量建设投资费用。一体化耦合技术可以有效解决此类 问题。
[0003] 电生物耦合技术是在同一个反应器内将电化学反应与微生物反应耦合起来，彼此 发挥各自的长处，达到互补和增强处理效果的目的，从而实现提高污水的去除效率，降低设 备投资等。生物处理和电化学处理是用于污染控制的两种重要方法，二者各有其优缺点。电 生物耦合技术可充分发挥二者的优点，并弥补或克服对方的缺点，因此具有更好的处理效 果和更广泛的应用。。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种厌氧好氧三维电催化耦合净水系统及净水方法。
[0005] 为解决上述问题，本发明由厌氧好氧三维电催化耦合池，回流装置，配水室，曝气 装置构成。
[0006] 所述的厌氧好氧三维电催化耦合池包括三维粒子电极层和吸附型生物滤料层，三 维粒子电极层位于吸附型生物滤料层上部，周围连通主电极阳极，中间连接主电极阴极，主 电极阳极和主电极阴极分别为钛网和不锈钢，催化粒子电极填充于主电极之间，吸附型生 物滤料层处理后的水通过塑料多孔板从吸附型生物滤料层上部进入三维粒子电极层，直流 电源通过阳极线、阴极线分别和钛网和不锈钢孔板电极相连，吸附型生物滤料层底部与承 托层连接，承托层通过塑料多孔板与配水室相连通。
[0007] 所述的厌氧好氧三维电催化耦合池为圆柱型，三维粒子电极层和吸附型生物滤料 层直径形同，高度比为3:7,分别装填3-5_钢渣基粒子电极和3-5_沸石。
[0008] 所述的回流装置为回流泵，设于回流管上，将三维粒子电极层部分出水，通过回流 泵，回流到配水室。
[0009] 所述的配水室安装有反冲洗进水管、污水管、回流管，反冲洗水泵和反冲洗进水管 连接，回流泵和回流管连接。
[0010] 所述的曝气装置包括曝气盘、曝气管、空气压缩机，空气压缩机通过曝气管和曝气 盘连接，曝气盘位于吸附型生物滤料层内，承托层以上30cm处，曝气盘将吸附型生物滤料 层分为厌氧段和好氧段。
[0011] 一种采用上述所述的厌氧好氧三维电催化耦合净水方法，包括如下步骤：（1)向 高位水箱引入污水，经过计量泵计量，进入配水室；（2)通过回流泵，将三维粒子电极层上 端出水回流到配水室，回流体积比为1:1 ;(3)混合后的水，流入吸附型生物滤料层，水流以 向上形式流过滤料层；（4)向曝气盘通入压缩空气，气水体积比为3:1-1:1 ; (5)过滤后的 水，通过塑料多孔板流入三维粒子电极层；（6)直流电源通过阳极线、阴极线分别和钛网、 不锈钢电极相连，提供0-12V电压，进行电化学反应；（7)通过三维粒子电极层的水从净水 管排出；（8)运行一段时间后对厌氧好氧三维电催化耦合净水系统进行反冲洗，先气洗3分 钟，然后同时水洗和气洗5分钟，再水洗8分钟。
[0012] 本发明的有益效果：将厌氧、好氧、高级氧化的优势耦合在同一反应器内进行污水 处理，区别与常规的分别在两个反应器进行的组合工艺，在整个耦合技术的层面上使电流 效率和处理效果大幅提高，同时降低了处理成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为本发明一种厌氧好氧三维电催化耦合净化系统流程图，结合本图做进一步 的说明。
[0014] 附图1为本发明的流程示意图。
[0015] 图1中：1直流电源，2阳极线，3阴极线，4粒子电极，5沸石，6塑料多孔板，7空 气压缩机，8曝气盘，9反冲洗泵，10污水计量泵，11回流泵，12不锈钢电极，13配水室，14吸 附型生物滤料层，15三维粒子电极层，16高位水箱，17回流管，18净水出水管，19反冲洗进 水管，20污水管，21曝气管，22反冲洗出水管，23钛网，24承托层。
【具体实施方式】
[0016] 实施例一： 附图为本发明的一种具体实施例，该实施例包括高位水箱16中的污水通过污水计量 泵10经污水管20进入配水室13,同时，将三维粒子电极层15上端出水通过回流泵11经 回流管17,按照体积回流比为1:1，回流到配水室13,在配水室13内原水和回流水进行充 分混合后一起经塑料多孔板6进入承托层24,然后进入吸附型生物滤料层14，空气压缩机 7通过曝气管21向曝气盘8充气，为微生物和三维粒子电极提供充足的氧气，经过吸附型生 物滤料层14处理后的水通过塑料多孔板6进入三维粒子电极层15，三维电极层15外部接 有直流电源1，直流电源1通过阳极线2、阴极线3分别和三维粒子电极室15内的钛网23、 不锈钢电极12相连，经过三维粒子电极层15处理后的水一部分通过回流管17回流到配水 室13, 一部分通过净水出水管18排出。
[0017] 将高位水箱16中的污水通过污水计量泵10经污水管20进入配水室13,同时，将 三维粒子电极层15上端出水通过回流泵11经回流管17,按照一定的体积回流比回流到配 水室13,在配水室13内原水和回流水进行充分混合后一起经塑料多孔板6进入承托层24， 然后进入吸附型生物滤料层14,滤料为沸石5,高700_，空气压缩机7通过曝气管21向曝 气盘8充气，为微生物和三维粒子电极提供充足的氧气，经过吸附型生物滤料层14处理后 的水通过塑料多孔板6进入三维粒子电极层15,内填钢渣基粒子电极4,高度300mm，通过直 流电源1向三维粒子电极层15提供电能，经过三维粒子电极层15处理后的水一部分通过 回流管11回流到配水室13,一部分通过净水出水管18排出，当达到预定的水头损失时，对 厌氧好氧三维电催化耦合净水系统进行反冲洗，首先由空气压缩机7进行气洗，然后打开 反冲洗水泵9加压对厌氧好氧三维电催化耦合净水系统进行气水联合冲洗，之后关闭空气 压缩机7,再用反冲洗水泵9加压对厌氧好氧三维电催化耦合净水系统进行水洗，反冲洗的 水经反冲洗出水管排出。
[0018] 采用上述一种厌氧好氧三维电催化耦合净水方法包括如下步骤：（1)进水水力负 荷为δπι 3/!!!2·!!，经过污水计量泵计量2,通过污水管进入配水室13 ;(2)通过回流泵11，将三 维粒子电极层15上端出水回流到配水室13,回流体积比为1:1 ; (3)混合后的水，流入吸附 型生物滤料层，水流以向上形式流过滤料层；（4)向曝气盘通入压缩空气，空气压缩机压力 0. 3MPa，气水体积比为3:1 ; (5)过滤后的水，通过塑料多孔板6流入三维粒子电极层15 ; (6)直流电源1通过阳极线2、阴极线3分别和钛网23、不锈钢电极12相连，提供8V电压， 进行电化学反应；（7)通过三维粒子电极层15的水从净水出水管18排出；（8)运行一段 时间后对厌氧好氧三维电催化耦合净水系统进行反冲洗，先气洗3分钟，然后同时水洗和 气洗5分钟，再水洗8分钟。
[0019] 实施例二： 本具体实施例的厌氧好氧三维电催化耦合净水系统与具体实施例一的厌氧好氧三维 电催化稱合净水系统相同。
[0020] 本净水方法与具体实施例一净水方法区别在于：曝气的气水体积比为2:1。
[0021] 实施例三： 本具体实施例的厌氧好氧三维电催化耦合净水系统与具体实施例一的厌氧好氧三维 电催化稱合净水系统相同。
[0022] 本净水方法与具体实施例一净水方法区别在于：曝气的气水体积比为1: 1。
【权利要求】
1. 一种厌氧好氧三维电催化耦合净水系统及净水方法，其特征在于：该系统由厌氧好 氧三维电催化耦合池，回流装置，配水室，曝气装置构成；厌氧好氧三维电催化耦合池设吸 附型生物滤料层（14)、三维粒子电极层（15)，沸石（5)填充于吸附型生物滤料层（14)，位于 承托层（24)上部，三维粒子电极层（15)设置于吸附型生物滤料层（14)上部，主电极阳极和 主电极阴极分别为钛网（23)和不锈钢（12)，催化粒子电极填充于主电极之间；配水室（13) 通过塑料多孔板（6)与承托层（24)连接；曝气盘（8)位于吸附型生物滤料层（14)内，承托 层（24)以上30cm处。
2. 权利要求1所述的厌氧好氧三维电催化耦合净水系统及净水方法，其特征在于：所 述的配水室（13)安装有反冲洗进水管（19)、污水管（20)、回流管（17)，反冲洗水泵（9)和反 冲洗进水管（15)连接，回流泵（11)和回流管（17)连接。
3. 权利要求1所述厌氧好氧三维电催化耦合净水系统及净水方法，其特征在于：吸附 型生物滤料层（14)、三维粒子电极层（15)串联由下至上组合，通过内循环系统将厌氧、好 氧、电催化氧化等反应层耦合，加强了整体的处理效果。
4. 权利要求1所述的厌氧好氧三维电催化耦合净水系统及净水方法，其特征在于：三 维粒子电极层（15)置于吸附型生物滤料层（14)之上，其高度比为：3 :7。
5. 权利要求1所述的厌氧好氧三维电催化耦合净水系统及净水方法，其特征在于：吸 附型生物滤料层（14)填充为沸石（5)。
6. 权利要求1所述的厌氧好氧三维电催化耦合净水系统及净水方法，其特征在于：吸 附型生物滤料层（14)通过曝气盘分为厌氧段和好氧段。
7. 权利要求1所述的厌氧好氧三维电催化耦合净水系统及净水方法，其特征在于：三 维粒子电极层（15)的周围连通主电极阳极，中间连接主电极阴极，催化粒子电极填充于主 电极之间。
8. 权利要求1所述的厌氧好氧三维电催化耦合净水系统及净水方法，其特征在于：三 维粒子电极层（15)填充为钢渣基粒子电极。
【文档编号】C02F9/14GK104118965SQ201410313350
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】冯岩, 王中伟, 郭玉中, 李明明, 边学慧 申请人:济南大学