[实用新型]三维电极生物膜联合光电催化处理污废水的装置

说明书

本实用新型涉及一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水的装置，所述装置过滤区和反应区，所述过滤区和反应区由隔板分开且两者通过隔板上的过水孔连通；所述反应区包括极板系统、隔离膜、第一填料和第二填料；所述极板系统包括设置在反应区中部的正极板和所述正极板两侧平行等距设置的两个负极板；所述两个负极板表面裹绕若干层生物膜；所述隔离膜包裹所述正极板并位于所述正极板和负极板中间；在所述隔离膜和所述反应区的壳体的空间填充所述第一填料，在隔离膜内部空间填充所述第二填料。采用本实用新型反应装置来处理废水；实现了光电化学处理、曝气生物滤池和电化学氧化的协同效果；简化了操作流程，使电耗降低，处理成本降低。

技术领域

本实用新型属于污废水处理技术领域，特别涉及采用电催化、光催化与生物膜技术结合的处理装置与方法。

背景技术

进入20世纪以来，随着现代工业的迅猛发展，产生了大量无法被自然降解的有机污染物。这些污染物的存在对生态环境与人类生存造成了严重威胁。为了应对日益严峻的环境威胁，人类开始尝试应用各种技术手段来处理这些难以降解的有机污染物。高级氧化法由于可将绝大部分有机物完全矿化或分解，近年来被广泛应用于高浓度有机污染物处理当中。

电催化氧化法作为高级氧化法之一，是指通过电极反应氧化去除污水中污染物的过程，该方法具有投药量少、产生污泥少等特点，在高浓度有机废水处理当中具有一定优势。但现有的电催化氧化反应装置仍有很多不足，例如：多组电极同时工作时，水力停留时间较长；现有装置中阳极板的活性表面层利用率较低；现有装置进水布水设备形式较为单一；现有装置在使用过程中会放出大量的热，严重影响装置的工作效率和使用寿命，等。纳米TiO₂光催化氧化技术作为一种高级氧化处理的方法最近几年引起了较为广泛的重视。TiO₂光催化剂具有廉价、无毒、高活性和性能稳定等优点，在降解污染物方面的研究十分活跃。但TiO₂光催化剂自身也存在着难分离、易失活、回收困难及高浓度的Cl^-对活性自由基·OH具有明显的猝灭作用等劣势，降低了其催化效率。

膜生物反应器技术，因其取代了传统生物处理工艺中的二沉池，实现高浓度污泥运行，具有出水水质好、运行维护简单、占地面积小、污泥浓度高、剩余污泥产量低等优点。但该技术仍有不少缺点，如：膜价格高昂、膜污染频繁、膜组件需经常清洗、更换等。

如何将光电催化技术与膜生物技术有机结合，将各自优势充分发挥，同时克服部分技术缺点，成为世界各国科研工作者的研究热点。有鉴于此，提供一种能耗小、光电催化效率高且不易积累污泥的光电催化氧化与电极生物膜协同处理污废水的反应装置及处理方法已成为现阶段亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水的装置与方法，解决现有技术中光电催化能耗大、效率低、易积累污泥及膜污染频繁、膜组件需经常清洗更换等技术问题。

为实现上述目的之一，本实用新型采用的技术方案如下：

一种三维电极生物膜联合光电催化处理污废水的装置，所述装置包括一壳体，所述壳体两侧分别设有污水进水口和净水出水口，所述壳体包括与污水进水口相连的过滤区和与净水出水口相连的反应区，所述过滤区和反应区由隔板分开且两者通过隔板上的过水孔连通；并且所述过水孔上设有微孔膜；所述反应区包括极板系统、隔离膜、第一填料和第二填料；所述极板系统包括设置在反应区中部的正极板和所述正极板两侧平行等距设置的两个负极板；所述两个负极板表面裹绕若干层生物膜；所述隔离膜包裹所述正极板并位于所述正极板和负极板中间；在所述隔离膜和所述反应区的壳体的空间填充所述第一填料，在隔离膜内部空间填充所述第二填料；其中，所述第一填料为裹绕生物膜的微颗粒，所述第二填料为吸附有光催化剂的微颗粒；所述净水出水口设有微孔膜。

进一步，所述隔离膜为醋酸纤维膜。