一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置

本发明属于污废水处理，尤其涉及一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置。

背景技术：

1、随着经济的发展，城市污水以及工业废水中目前广泛存在药物与个人护理品(ppcps)、内分泌干扰物(edcs)、消毒副产物(dbps)以及其它不可生物降解的新兴有机污染物质，这些物质普遍被认为对人体及其它生物具有生殖、神经等毒理学效应或具有致癌可能性。

2、然而，一方面传统污水处理工艺不能将其有效去除，带给受纳水体及剩余污泥处置地的二次污染，进而影响给水厂水源和当地地下水水质；另一方面，常规的给水处理工艺混凝、沉淀、过滤对其中一部分物质并没有明显的去除效果。虽然高级氧化及膜分离可以有效地去除水中部分新兴有机污染物质，但因诸多原因并未在应用，有毒新兴有机污染物质一旦进入水源必然威胁用水安全，因此，亟需一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置，包括降解箱，所述降解箱内固接有正极板和两负极板，两所述负极板分别位于所述正极板两侧，所述正极板和两所述负极板将所述降解箱分隔为四个降解腔，四个所述降解腔相互连通；

3、所述降解箱顶端设有驱动组件，所述驱动组件上往复滑动连接有四个生物膜组件，四个所述生物膜组件分别位于四个所述降解腔内；

4、所述正极板两侧分别设有光催化组件，所述驱动组件传动连接有两扰动组件，两所述扰动组件分别一一伸入两所述光催化组件内。

5、优选的，所述驱动组件包括伺服电机和轴座，所述伺服电机和所述轴座分别对称固定安装在所述降解箱两侧，所述伺服电机的输出轴固接有传动杆的一端，所述传动杆的另一端与所述轴座转动连接，所述传动杆上开设有四个往复螺纹槽，四个所述生物膜组件分别一一滑动连接在四个所述往复螺纹槽上，所述传动杆上固接有两凸轮，两所述凸轮分别与两所述光催化组件传动连接。

6、优选的，所述生物膜组件包括往复螺母，所述往复螺母滑动配合在所述往复螺纹槽上，所述往复螺母底面固接有支杆，所述支杆底端固接有横板，所述横板两端与所述降解箱两内侧壁限位滑动连接，所述横板底面固接有若干连接框，所述连接框伸入所述降解腔内，所述连接框侧壁相对称固接有若干第一存放网箱，所述第一存放网箱内放置有若干裹绕生物膜的微颗粒。

7、优选的，所述降解箱两内侧壁相对称开设有导向限位槽，若干所述横板的两端分别滑动连接在两所述导向限位槽内。

8、优选的，所述连接框内顶壁固接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的伸缩端固接有连接板，所述连接板底端与所述连接框内底面之间具有间隙，所述连接板上相对称固接有若干齿板，若干所述齿板与若干所述第一存放网箱一一对应设置，所述齿板上啮合连接有齿轮，所述齿轮背离所述连接板的一端中心固接有轴杆，所述轴杆通过密封轴承与所述连接框侧壁转动连接，且所述轴杆远离所述齿轮的一端伸入所述第一存放网箱内并固接有搅拌杆，所述搅拌杆与所述裹绕生物膜的微颗粒接触。

9、优选的，所述光催化组件包括第二存放网箱，所述第二存放网箱固接在所述正极板侧壁，所述第二存放网箱内放置有若干吸附有光催化剂的微颗粒。

10、优选的，所述扰动组件包括支撑板，所述支撑板固接在所述降解箱两侧壁顶面之间，所述支撑板上贯穿滑动连接有若干扰动杆，所述扰动杆顶端固接有挤压板，所述挤压板与所述凸轮可拆卸连接，所述挤压板与所述支撑板之间固接有若干压缩弹簧，所述扰动杆底端伸入所述第二存放网箱，所述扰动杆位于所述第二存放网箱内的侧壁上固接有若干扰动叶片，所述扰动叶片与所述吸附有光催化剂的微颗粒接触。

11、优选的，所述降解箱一侧设有过滤箱，所述过滤箱内壁由上至下依次固接有滤板和石英砂层，所述过滤箱侧壁固接有导流管，所述导流管位于所述石英砂层下方，所述导流管一端与所述过滤箱内腔连通，另一端固接并连通有水泵的入水端，所述水泵的出水端固接并连通有进液管的一端，所述进液管的另一端与任意所述降解腔连通。

12、优选的，所述降解箱侧壁底部固接有出液管，所述出液管一端与任意所述降解腔连通，另一端伸出所述降解箱并固定安装有电磁阀门。

13、优选的，所述降解箱底部侧壁固接有四个曝气管，四个所述曝气管的一端分别一一对应伸入四个所述降解腔，四个所述曝气管的另一端共同固接并连通有一连通气管，所述连通气管连通有曝气泵，所述曝气泵固定安装在所述降解箱外侧壁。

14、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

15、通过正极板、两负极板、生物膜组件和光催化组件，使三维电极生物膜和光电催化相结合，并且通过驱动组件带动生物膜组件在降解腔内往复滑动，以及带动扰动组件在光催化组件内进行扰动，能够提高生物膜组件和光催化组件内颗粒物与污废水的接触面积，便于吸附部分污染物，增强装置的处理能力，从而充分发挥电催化、生物降解、和物理截留等协同作用，可高效降解难处理有机污染物，提高电流效率和处理效果，同时降低了处理成本。

技术特征：

1.一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置，其特征在于：包括降解箱(1)，所述降解箱(1)内固接有正极板(2)和两负极板(3)，两所述负极板(3)分别位于所述正极板(2)两侧，所述正极板(2)和两所述负极板(3)将所述降解箱(1)分隔为四个降解腔(4)，四个所述降解腔(4)相互连通；

2.根据权利要求1所述的一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置，其特征在于：所述驱动组件包括伺服电机(5)和轴座(6)，所述伺服电机(5)和所述轴座(6)分别对称固定安装在所述降解箱(1)两侧，所述伺服电机(5)的输出轴固接有传动杆(7)的一端，所述传动杆(7)的另一端与所述轴座(6)转动连接，所述传动杆(7)上开设有四个往复螺纹槽(8)，四个所述生物膜组件分别一一滑动连接在四个所述往复螺纹槽(8)上，所述传动杆(7)上固接有两凸轮(9)，两所述凸轮(9)分别与两所述光催化组件传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置，其特征在于：所述生物膜组件包括往复螺母(10)，所述往复螺母(10)滑动配合在所述往复螺纹槽(8)上，所述往复螺母(10)底面固接有支杆(11)，所述支杆(11)底端固接有横板(12)，所述横板(12)两端与所述降解箱(1)两内侧壁限位滑动连接，所述横板(12)底面固接有若干连接框(13)，所述连接框(13)伸入所述降解腔(4)内，所述连接框(13)侧壁相对称固接有若干第一存放网箱(14)，所述第一存放网箱(14)内放置有若干裹绕生物膜的微颗粒(15)。

4.根据权利要求3所述的一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置，其特征在于：所述降解箱(1)两内侧壁相对称开设有导向限位槽(16)，若干所述横板(12)的两端分别滑动连接在两所述导向限位槽(16)内。

5.根据权利要求3所述的一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置，其特征在于：所述连接框(13)内顶壁固接有电动伸缩杆(17)，所述电动伸缩杆(17)的伸缩端固接有连接板(18)，所述连接板(18)底端与所述连接框(13)内底面之间具有间隙，所述连接板(18)上相对称固接有若干齿板(19)，若干所述齿板(19)与若干所述第一存放网箱(14)一一对应设置，所述齿板(19)上啮合连接有齿轮(20)，所述齿轮(20)背离所述连接板(18)的一端中心固接有轴杆(21)，所述轴杆(21)通过密封轴承(22)与所述连接框(13)侧壁转动连接，且所述轴杆(21)远离所述齿轮(20)的一端伸入所述第一存放网箱(14)内并固接有搅拌杆(23)，所述搅拌杆(23)与所述裹绕生物膜的微颗粒(15)接触。

6.根据权利要求2所述的一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置，其特征在于：所述光催化组件包括第二存放网箱(25)，所述第二存放网箱(25)固接在所述正极板(2)侧壁，所述第二存放网箱(25)内放置有若干吸附有光催化剂的微颗粒(26)。

7.根据权利要求6所述的一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置，其特征在于：所述扰动组件包括支撑板(27)，所述支撑板(27)固接在所述降解箱(1)两侧壁顶面之间，所述支撑板(27)上贯穿滑动连接有若干扰动杆(28)，所述扰动杆(28)顶端固接有挤压板(29)，所述挤压板(29)与所述凸轮(9)可拆卸连接，所述挤压板(29)与所述支撑板(27)之间固接有若干压缩弹簧(30)，所述扰动杆(28)底端伸入所述第二存放网箱(25)，所述扰动杆(28)位于所述第二存放网箱(25)内的侧壁上固接有若干扰动叶片(31)，所述扰动叶片(31)与所述吸附有光催化剂的微颗粒(26)接触。

8.根据权利要求1所述的一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置，其特征在于：所述降解箱(1)一侧设有过滤箱(32)，所述过滤箱(32)内壁由上至下依次固接有滤板(24)和石英砂层(34)，所述过滤箱(32)侧壁固接有导流管(33)，所述导流管(33)位于所述石英砂层(34)下方，所述导流管(33)一端与所述过滤箱(32)内腔连通，另一端固接并连通有水泵(35)的入水端，所述水泵(35)的出水端固接并连通有进液管(36)的一端，所述进液管(36)的另一端与任意所述降解腔(4)连通。

9.根据权利要求8所述的一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置，其特征在于：所述降解箱(1)侧壁底部固接有出液管(37)，所述出液管(37)一端与任意所述降解腔(4)连通，另一端伸出所述降解箱(1)并固定安装有电磁阀门(38)。

10.根据权利要求1所述的一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置，其特征在于：所述降解箱(1)底部侧壁固接有四个曝气管(39)，四个所述曝气管(39)的一端分别一一对应伸入四个所述降解腔(4)，四个所述曝气管(39)的另一端共同固接并连通有一连通气管(40)，所述连通气管(40)连通有曝气泵(41)，所述曝气泵(41)固定安装在所述降解箱(1)外侧壁。

技术总结
本发明公开了一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水装置，包括降解箱，降解箱内固接有正极板和两负极板，两负极板分别位于正极板两侧，正极板和两负极板将降解箱分隔为四个降解腔，四个降解腔相互连通；降解箱顶端设有驱动组件，驱动组件上往复滑动连接有四个生物膜组件，四个生物膜组件分别位于四个降解腔内；正极板两侧分别设有光催化组件，驱动组件传动连接有两扰动组件，两扰动组件分别一一伸入两光催化组件内，本发明能够充分发挥电催化、生物降解、和物理截留等协同作用，可高效降解难处理有机污染物，提高电流效率和处理效果，同时降低了处理成本。

技术研发人员：林治全
受保护的技术使用者：济南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13