[发明专利]一种化学-电化学-生物三段式组合废水处理装置及应用

权利要求书

1.一种化学-电化学-生物三段式组合废水处理装置，包括化学除磷反应器(1)、过滤式阴极电芬顿反应器(2)以及MBR池(3)，其特征在于，所述化学除磷反应器(1)由化学除磷反应区和化学除磷沉淀区两部分组成，其中化学除磷反应区内设有搅拌混合装置以及药剂投加装置；所述过滤式阴极电芬顿反应器(2)包括反应器壳体、过滤式阴极、阳极、直流稳压电源、进出水系统、第一曝气系统以及药剂投加系统，其中所述过滤式阴极由膜框和两侧的网状电极组成，且膜框上部设有与所述过滤式阴极内腔相通的抽吸口；所述MBR池(3)包括MBR池反应器壳体、膜组件、MBR进出水系统以及第二曝气系统。

2.根据权利要求1所述的一种化学-电化学-生物三段式组合废水处理装置，其特征在于，所述化学除磷反应区底部与所述化学除磷沉淀区连接，所述化学除磷沉淀区上层清液通过化学除磷反应器(1)的溢流堰自流进入所述过滤式阴极电芬顿反应器(2)内，所述过滤式阴极电芬顿反应器(2)通过第一自吸泵抽吸出水，所述第一自吸泵的进水端与过滤式阴极的抽吸口相连，所述第一自吸泵的出水端接入所述MBR池，MBR池内的膜组件通过第二自吸泵抽吸出水；所述过滤式阴极电芬顿反应器设有内回流系统，所述内回流系统的进水端与所述过滤式阴极的抽吸口相连。

3.根据权利要求1所述的一种化学-电化学-生物三段式组合废水处理装置，其特征在于，所述膜组件为平板膜或中空纤维膜。

4.根据权利要求1所述的一种化学-电化学-生物三段式组合废水处理装置，其特征在于，过滤式阴极采用的电极材料为钢丝网或钛丝网，孔径为25～60μm；阳极材料为石墨板阳极、铱钽氧化物阳极或锡锑氧化物阳极；所述过滤式阴极与所述阳极之间的间距为5～20mm。

5.根据权利要求1所述的一种化学-电化学-生物三段式组合废水处理装置，其特征在于，所述直流稳压电源的电压范围为2～4V。

6.根据权利要求1-5任一所述的化学-电化学-生物三段式组合废水处理装置应用于钢铁钝化液废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)化学除磷阶段：向所述化学除磷反应区投加除磷药剂，所述钢铁钝化液废水中高浓度的磷酸盐与除磷药剂发生反应，反应生成的磷酸盐沉淀在所述化学除磷沉淀区通过固液分离去除；由于化学除磷药剂混凝沉淀的作用，化学除磷过程中同时伴随着部分悬浮物和有机物的去除；

2)过滤式阴极电芬顿阶段：通过所述步骤1)固液分离后的液体进入所述过滤式阴极电芬顿反应器(2)，通过所述药剂投加系统向其中加入Fe²⁺和H₂O₂，所述过滤式阴极表面的Fe²⁺及外加的Fe²⁺与阴极产生的H₂O₂及外加的H₂O₂发生芬顿反应产生·OH，并引发自由基链式反应，实现所述钢铁钝化液废水中难降解有机污染物的矿化或转化为小分子有机物，所述钢铁钝化液废水的可生化性提高到0.3以上；同时，通过所述步骤1)固液分离后的液体中残留的少量磷酸盐在此阶段与反应器内的Fe²⁺发生反应，实现磷酸盐的深度去除；

(3)MBR段：所述过滤式阴极电芬顿反应器(2)的出水进入所述MBR池(3)，出水中的有机物在MBR池内发生的生化反应过程中被进一步降解去除，出水COD浓度≤70mg/L，满足钢铁工业水污染物排放标准GB 134256-2012中新建企业冷轧废水COD的排放限值。