用于强化难降解有机废水水解酸化的生物电化学反应器

本技术属于废水处理设备，尤其涉及一种用于强化难降解有机废水水解酸化的生物电化学反应器。

背景技术：

1、生物电化学技术(简称bec)是在微生物燃料电池技术的基础上发展而来，包括池体、阳极、阴极和连接阴阳电极的导线。传统的微生物燃料电池系统内，在阳极区厌氧环境下，微生物降解废水中的有机污染物产生并转移电子至阳极，通过导线将这些电子传输到阴极，与阴极区的电子受体结合而消耗，同时质子则通过将阳极和阴极区隔离的质子交换膜或连接阳极和阴极区的盐桥从阳极区传输至阴极区，与阴极区的电子受体、电子一起反应消耗掉。阴极区的电子受体一般可为溶解氧或其它高电位势化合物。但由于使用质子交换膜或盐桥，不仅增加了bec系统的构建成本和难度，而且严重限制了bec系统的构建规模，使其难以应用于工程实践。

2、现有技术中，公开号为cn202116364u，专利名称为生物电化学强化废水处理装置的专利，其公开了曝气池内设置浸没于水下、且均匀分布的阳极，阳极通过导线与漂浮于水体表面的阴极相连接，在导线上串联设置一电阻器，通过上述结构提供一种处理效率高、能耗低、电极寿命长、材料廉价的生物电化学强化废水处理装置。但是，上述结构中阳极对池水内的生物膜和有机污染物的吸附效果较差，同时，用于实现阴极漂浮的辅助件用量不易调节。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种用于强化难降解有机废水水解酸化的生物电化学反应器，能够实现阳极便于池水内的生物膜和有机污染物的吸附，同时，便于调节以及较为精确的控制阴极露出池水的面积。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于强化难降解有机废水水解酸化的生物电化学反应器，包括，

3、池体；

4、活性炭纤维填料阳极，悬浮在所述池体内的池水中；

5、过滤式阴极，内置有气囊漂浮件，所述过滤式阴极通过所述气囊漂浮件漂浮在池水表面；

6、导线，用于串联所述活性炭纤维填料阳极，以及连接所述活性炭纤维填料阳极与所述过滤式阴极。

7、进一步的，所述活性炭纤维填料阳极包括若干组合型活性炭纤维绳或绳型活动炭纤维绳，若干所述组合型活性炭纤维绳或所述绳型活动炭纤维绳通过所述导线串联连接。

8、进一步的，所述池体内固接有填料支架，所述活性炭纤维填料阳极固定在所述填料支架上。

9、进一步的，所述活性炭纤维填料阳极的顶端与池水表面的距离为0.5m～1m，所述活性炭纤维填料阳极的底端与所述池体底端内壁的距离为0.5m～1m。

10、进一步的，所述过滤式阴极为网笼箱体结构，所述过滤式阴极内连通有出水管。

11、进一步的，所述气囊漂浮件包括设置在所述过滤式阴极内的漂浮气囊，所述漂浮气囊上设置有一调节气孔用于调节所述漂浮气囊浮力。

12、进一步的，所述导线上串联有一可调式电阻器。

13、与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和技术效果：

14、1.将生物接触氧化技术与生物电化学技术结合于一体，无需质子交换膜或盐桥，构造简单，且处理效果好、能耗低。

15、2.活性炭纤维填料阳极可快速吸附截留废水中的有机污染物于填料表面，使废水得到净化；

16、3.活性碳纤维填料阳极由活性炭纤维构成，活性炭纤维具有多孔性和极大的比表面积特点，可附着生长种群丰富的生物膜，极大提高单位容积生物量和水解酸化池容积负荷；

17、4.附着在活性碳纤维填料阳极上生长的生物膜非常方便地利用吸附于填料表面的有机污染物为生长底物。

18、5.微生物降解有机污染物过程中产生的电子可快速地被活性碳纤维填料传递，从而激发微生物活性，增强生物膜降解有机污染物的效能；

19、6.活性碳纤维填料表面的有机污染物被快速降解消耗后，活性碳纤维得到再生，恢复吸附性能；

20、7.通过在过滤式阴极内设置气囊漂浮件，气囊漂浮件可根据池体内池水的改变而充气/放气调节浮力，保证过滤式阴极部分位于池水内，另外部分位于池水外，且气囊漂浮件的浮力调节简单，同时调节效果好。

21、8.阴极采用过滤式结构，可有效过滤截留废水中的漂浮物和悬浮物，从而有效降低出水浊度。

技术特征：

1.用于强化难降解有机废水水解酸化的生物电化学反应器，其特征在于：包括，

2.根据权利要求1所述的用于强化难降解有机废水水解酸化的生物电化学反应器，其特征在于：所述活性炭纤维填料阳极(2)包括若干组合型活性炭纤维绳或绳型活动炭纤维绳，若干所述组合型活性炭纤维绳或所述绳型活动炭纤维绳通过所述导线(5)串联连接。

3.根据权利要求1所述的用于强化难降解有机废水水解酸化的生物电化学反应器，其特征在于：所述池体(1)内固接有填料支架(4)，所述活性炭纤维填料阳极(2)固定在所述填料支架(4)上。

4.根据权利要求1所述的用于强化难降解有机废水水解酸化的生物电化学反应器，其特征在于：所述活性炭纤维填料阳极(2)的顶端与池水(9)表面的距离为0.5m～1m，所述活性炭纤维填料阳极(2)的底端与所述池体(1)底端内壁的距离为0.5m～1m。

5.根据权利要求1所述的用于强化难降解有机废水水解酸化的生物电化学反应器，其特征在于：所述过滤式阴极(3)为网笼箱体结构，所述过滤式阴极(3)内连通有出水管(7)。

6.根据权利要求1所述的用于强化难降解有机废水水解酸化的生物电化学反应器，其特征在于：所述气囊漂浮件包括设置在所述过滤式阴极(3)内的漂浮气囊(10)，所述漂浮气囊(10)上设置有一调节气孔(11)用于调节所述漂浮气囊(10)浮力。

7.根据权利要求1所述的用于强化难降解有机废水水解酸化的生物电化学反应器，其特征在于：所述导线(5)上串联有一可调式电阻器(6)。

技术总结
本技术属于废水处理设备技术领域。公开一种用于强化难降解有机废水水解酸化的生物电化学反应器，包括，池体；活性炭纤维填料阳极，悬浮在池体内的池水中；过滤式阴极，内置有气囊漂浮件，过滤式阴极通过气囊漂浮件漂浮在池水表面；导线，用于串联活性炭纤维填料阳极，以及连接活性炭纤维填料阳极与过滤式阴极。活性炭纤维填料阳极包括若干组合型活性炭纤维绳或绳型活动炭纤维绳，若干组合型活性炭纤维绳或绳型活动炭纤维绳通过导线串联连接；池体内固接有填料支架，活性炭纤维填料阳极固定在填料支架上；本技术能够实现阳极便于池水内的生物膜和有机污染物的吸附，同时，便于调节以及较为精确的控制阴极露出池水的面积。

技术研发人员：崔康平,刘俊,金人杰,孙士杰
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：20230615
技术公布日：2024/1/15