[发明专利]污废水增效处理加速器件

说明书

本发明公开了一种污废水生物处理系统‑污(废)水增效处理“加速器件”。包括：反应组件，信号传输组件，控制组件及外壳承载组件四个组件。反应组件实现功能微生物的定/增殖，作为(生物)电化学反应的电子供/受体和电极界面参与电极‑微生物‑污水之间的界面电子传递，优化废(污)水处理系统中的流态特征。信号传输组件实现外加电压的传导以及对关键参数的实时信号采集和传输。监控组件实现对本发明的智能可控化。外壳承载组件实现单设备的集成化装配和多设备串/并联运行装配。本发明可降低废(污)水中难降解有机物的生物毒性，破坏难降解有机物的结构复杂型，加速难降解有机污染物分解，改善废(污)水可生化性。

技术领域

本发明属于污染治理技术领域，涉及一种强化中低浓度工业废水、及工业园区混合型废水、微污染水体及受污染底泥中难降解有机物分解的增效处理设备，具体涉及一种污废水增效处理加速器件。

背景技术

石油化工、塑料、合成纤维、焦化、印染、制药等行业以及工业产业园区含难降解有机污染物的工业废水、工业园区混合型废水日益成为水处理领域的一大难题。一般地，这类废水具有难降解有机污染物(诸如多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机氯化物、有机磷农药、表面活性剂、有机染料等)含量高、可生化性低、水质成分复杂、毒性高、水质水量波动较大、pH变化较大、含盐量高等特点。此外，含有难降解污染物的废水即使经废水处理厂达标处理后，其中也仍然存在少一部分难降解污染物随出水排向自然水体中，这些自然水体长时间、大批量的接纳污水处理厂外排出水，并且同时也接纳道路、农田以及绿化等自然冲淋的微污染水。因此，长此以往，自然水体及底泥中也将残留大量难降解有机污染物。

目前，对于这类含难降解有机物的中低浓度工业废水及工业园区混合型废水的处理方法以厌氧生物处理(调理)结合好氧生物处理为主体工艺，再辅助高级氧化法(Fenton氧化法、臭氧氧化法、催化湿室氧化法等)、物化处理法(活性炭吸附、离子交换法、膜分离等)等作为预处理或强化工艺。

在现有的厌氧生物处理设备中，厌氧或兼性微生物新陈代谢过程产生较多复杂的酶将废水中的大分子、难生物降解污染物分解为小分子、易于生物降解的有机物；或者设备中的微生物直接利用复杂有机物作为碳源，用于自身生长，进而达到去除废水中有机物的作用。但是目前的厌氧生物处理工艺存在以下几个方面的不足：工艺处理速度慢，效率低，停留时间长，占地面积大，基建成本高；对废水中的大分子、难生物降解特征污染物脱毒、脱卤、脱色等效能差；对废水可生化性提高程度有限，减轻后续好氧系统负荷能力有限；对微污染废水、中低浓度工业废水中含的低浓度的难降解有机污染物处理能力有限，整体工艺出水很难达到日益严格的排放标准；操作调控困难，整体系统容易崩溃。

对于上述的现有厌氧系统所存在的问题，大量的小试规模的生物电化学系统验证了生物电化学系统作为一种新兴水处理技术在处理难降解有机污染物、资源能源回收方面的巨大优势。生物电化学系统中以微生物作为催化剂将化学能转化为电能；阳极微生物对废水中小分子有机物高效利用，驯化阴极微生物以电极作为电子供体对有机污染物进行转化降解，整体工艺对碳源电子供体的需求量小；该项技术通过较小的能量输入和对电位条件的控制，加速一些难降解有机污染物(硝基芳香烃类、偶氮类、高氯烃、芳香烃类等)在阴极的还原降解，进而达到对这些难降解污染物定向高效去除。除此外，生物电化学系统还能与传统厌氧工艺进行有机耦合，极大程度提升厌氧装置的空间利用率，增大生物量，对厌氧生物反应残留的难降解污染物实现高效的定向转化，克服工业废水中碳源少、COD/TKN低的弊端，强化废水中难降解有机污染物的转化、去除。