[实用新型]一种配制耦合微电场发生装置的好氧微生物反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种配置耦合微电场发生装置的好氧微生物反应器，主要用于提高菲降解菌的生长速率和降解活性，属于利用微电场刺激提高微生物对环境有机污染物降解效率的技术领域。

背景技术

多环芳烃(Polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)是由两个或两个以上苯环或杂环以线性、弯接、或簇聚的方式构成的混合物，是一类广泛分布于环境中的疏水性有机污染物。PAHs具有高毒性、高生物富集性、难降解、分布广的特点，且随着苯环数量增加，其水溶性越低，脂溶性越强，在环境中存留时间越长，遗传毒性越高，致癌性越强。随着我国石油、煤炭的使用量日益增加，PAHs污染随之日益严重。1999年我国16种PAHs年排放总量为9799吨，而2004年我国16种PAHs年排放总量激增到11.4万吨，占全球PAHs排放总量的22％，且呈逐年递增的趋势。由于PAHs的生物难降解性和累积性，导致我国目前面临日益严峻的PAHs污染，潜在危害可以持续数十年，因此，有效解决PAHs引起的环境污染问题非常急迫。

目前，治理PAHs污染的方法主要以生物修复为主，其中以微生物降解为主的生物修复技术具有成本低，操作简便，无二次污染等优点，是目前治理PAHs污染的最具有潜力的修复手段之一。但是传统的微生物降解手段对于生物难降解及高毒性的有机污染物具有处理效果差、微生物驯化时间长的缺点，提高传统微生物处理效率，降低使用成本，扩大适用面，是最有效的解决方法，而借助外加微电场等技术提高细胞活性，加速微生物对PAHs降解速率，是解决上述问题的重要手段之一。菲是一种含有三个苯环的PAHs，在环境中分布广、难生物降解，常被作为研究PAHs的模式污染物。

微电场-微生物耦合技术是一种新型废水处理技术，将微电场电催化与常规微生物生物处理方法相结合，实现微电场催化作用强化微生物处理废水的性能。研究发现，适当强度的微电场刺激作用可以提高微生物某些有利于目标污染物降解的生物酶活性，提高微生物的代谢能力，达到有利于微生物降解目标污染物的目的。

近年来，不同构型的微电场-微生物反应器纷纷问世，国内外学者对微电场-微生物反应器进行系统研究和改进。但目前的反应器存在电子传递效率低，微生物与电场接触不充分，使得在应用过程中出现效率低和稳定性差的缺点。因此，本专利开发了一种耦合微电场发生装置的好氧微生物反应器，通过改进电极的形状及分布方式，使得微生物与电极接触更加充分，提高了电子传递效率，进而明显提高了PAHs降解菌对菲的降解效率。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺点，而提供一种配置耦合微电场发生装置的好氧微生物反应器，用于菲降解菌处理含菲(PAHs)废水；该反应器通过改进电极的形状及分布方式，使得微生物与电极接触更加充分，提高了电子传递效率，对菲降解菌有刺激作用；可以提高菲降解菌的生长活性和对菲的降解效率。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种配置耦合微电场发生装置的好氧微生物反应器，包括反应器主体，和位于反应器主体外部的高精度支流稳压电源、曝气及气体控制系统、输水软管、磁力驱动循环泵、外循环加热器和磁力驱动搅拌器；其特征在于，所述的反应器主体内具有一个呈筒状的阴极和一个棒状的阳极，阴极和阳极均为石墨电极，阴极位于反应器主体底部，阳极由阳极固定支架固定于阴极内的轴心处且不接触阴极，从而使阴极和阳极呈“周围式”分布；所述的阴极、阳极通过导线与高精度支流稳压电源连接，三者形成回路构成微电场发生装置；所述的反应器主体位于磁力搅拌器台面上，反应主体外壁的上部和下部各具有一个接口，外循环加热器通过磁力驱动循环泵与下部接口相连、通过输水软管与上部接口相连，水流自下而上与反应器主体相连构成闭合外循环加热回路。

优选的，所述的阴极，筒状石墨电极的表面带有均匀分布的27个孔筛，这些筛孔一方面可以增加电极与微生物接触的比表面积，另一方面也可以增加体系的传质效率，此外，筛孔对曝气产生的气泡还具有一定的剪切力，可以提高系统的溶氧效率。

优选的，所述的棒状阳极的规格为直径1cm×长7.5cm，筒状阴极规格为内径5cm×外径6cm×高7.5cm，阴极表面筛孔的规格为半径0.5cm×孔间距2cm。

优选的，所述的反应器主体为柱状的夹层玻璃烧杯，反应器主体的规格为内径6.5cm×外径9cm×高20cm，总体积为650ml，有效体积为300ml。