[发明专利]一种利用三维电解耦合铁碳微电解处理胞外聚合物的系统及方法

说明书

本发明公开了一种利用三维电解耦合铁碳微电解处理胞外聚合物的系统，包括反应器、电极柱、三维粒子电极、挡板、太阳能光伏板组件以及旋涡鼓风机。反应器由电解反应区和曝气增氧区两部分组成。本发明还公开了利用上述系统处理胞外聚合物的方法：污水由进水口进入反应器，空气从曝气管经过空气曝气口通入反应器，接通太阳能光伏板组件向阴阳电极柱施加电压，在三维粒子电极的协同作用下，对含胞外聚合物废水进行净化处理，处理后的水通过出水口排出。本发明组成结构简单、成本低，可以根据废水量设计装置大小，不受水量大小限制，可以大程度的提高污水的可生化性，对胞外聚合物的去除效果明显，具有广泛的前景和经济利益。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，更具体的涉及一种利用三维电解耦合铁碳微电解处理胞外聚合物的系统及方法。

背景技术

当前，随着污水厂出水排放标准的提高，一级A标后出水的深度处理是迫在眉睫的工作任务。城镇污水处理厂出水即使稳定达到一级A排放标准，但相对于受纳水体来说，仍是重要的污染源(劣Ⅴ类)。城镇污水处理厂生化尾水中含有大量溶解性有机质(DOM)，其中含有一些难于被生物降解的有机物，如微生物分泌代谢的胞外聚合物(EPS)，当直接排入地表水体以后，会由于被生物氧化进而大量消耗水中的溶解氧，造成水体恶臭；同时对水生生物也会造成生态毒性，并危害水体健康。因此，有机物的削减是城镇污水处理厂尾水深度处理的重要考核指标之一。

EPS不仅包括微生物分泌的各种高分子物质以及由细胞死亡溶蚀和高分子物质水解的产物，还包括水体系中一些吸附到EPS上的有机物质和无机物质。EPS的结构比较特殊，主要由多糖、蛋白质、核酸、腐殖酸等聚合物组成，被认为是影响微生物物化性质和适应性的主要因素。EPS能够通过复杂的相互作用与细胞相连，形成含有大量水的网状结构，并将微生物粘结在一起，形成细胞群落。EPS的在废水生物处理系统中可以影响微生物表面的性质，从而影响处理系统的运行稳定性、处理效率和出水水质。因此EPS的去除是污水处理厂生化尾水深度处理的关键。

三维电极法是一种新型的电化学氧化技术，与传统的二维电极法相比，其具有传质系数高、电流效率高、电极比表面积大、无需加入大量电解质等优点，因而多被用于生化尾水的处理。三维电极目前的研究主要集中在三个方面：一个是三维电极新型电极材料的制备与创新，以及三维电极粒子电极材料的探索、制备；二是三维电极结构的优化创新；三是将三维电极尝试应用在不同类型的废水的处理上的探索，以及将三维电极与其它的传统处理技术或是新型技术相结合。

三维电解耦合铁碳微电解是将三维电极和铁碳微电解技术有机的结合起来，最大程度发挥两个技术的优势，可以大程度的提高污水的可生化性，相较这两种技术的单独使用有更大的利用效率，对难处理的污水有很好的处理效果，具有广泛的前景和经济利益。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术处理胞外聚合物的不足，提供一种利用三维电解耦合铁碳微电解处理胞外聚合物的系统，该系统组成结构简单、成本低，可以根据废水量设计装置大小，不受水量大小限制，可以大程度的提高污水的可生化性，对胞外聚合物的去除效果明显，具有广泛的前景和经济利益。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种利用三维电解耦合铁碳微电解处理胞外聚合物的系统，包括反应器、电极柱、三维粒子电极、挡板、太阳能光伏板组件、以及旋涡鼓风机。反应器由电解反应区和曝气增氧区两部分组成。曝气增氧区位于装置的下部分，电解反应区位于曝气增氧区上部，两部分由挡板隔开。

所述反应器底部设有曝气增氧区，曝气增氧区铺设有多列膜片式微孔曝气器，每列膜片式微孔曝气器通过曝气管与设于反应器外的旋涡鼓风机连通，旋涡鼓风机将空气经由空气曝气口通入反应器；

所述电解反应区包括三维粒子电极、电极柱、出水口和电源连接线；在所述挡板和出水口之间填充三维粒子电极，三维粒子电极中插入电极柱，阴极柱与阳极柱以电极矩阵形式安插，每个电极柱间距60～100mm，反应器有连接阴阳电极柱的电源接线接出反应器外；