[发明专利]一种光伏三维微电-磁场驱动强化的复合厌氧废水处理系统及工艺

说明书

本发明涉及一种光伏三维微电‑磁场驱动强化的复合厌氧废水处理系统及工艺，所述复合厌氧废水处理系统自下而上由低氧化还原电位区(2)、厌氧反应处理区(5)、高氧化还原电位区(8)和气室(10)四部分组成。所述的低氧化还原电位区(2)由微生物燃料电池组成，高氧化还原电位区(8)由电化学工作系统组成，两者通过回流管道(14)及导线相连。该系统可以有效解决不同有机物降解时间不同步的问题，使持久性有机污染物与易降解有机污染物同步降解，减小了厌氧出水对下级好氧系统的负荷冲击。本发明是集太阳能光伏驱动、厌氧生物降解、电化学高效降解于一体的复合系统，显著提高了厌氧废水处理系统的处理效率和应用能力，是一种新型的厌氧反应处理模式。

技术领域

本发明涉及一种光伏三维微电-磁场驱动强化的复合厌氧废水处理系统及工艺，将厌氧生物水处理技术、太阳能光伏系统以及电磁场相耦合，属于污水处理领域。

背景技术

随着经济发展和社会进步，全球性的能源危机和环境污染等问题日趋严重。目前大多数废水，采用微生物厌氧降解处理。而对于普通微生物厌氧降解，一般存在反应周期慢，代谢不完全，降解效率低下等问题。同时由于厌氧本身的生物学特征，使得微生物厌氧降解受到各种因素影响，例如不同的电子传递受体，导致污染物的降解速率不同。而污染物也因其化学性质不同，降解难易程度不同，使得不同污染物降解速率不同步等问题，尤其对于一些难降解的持久性有机污染物，严重影响了厌氧降解效率。因此探索新技术和方法来提高微生物厌氧降解迫在眉睫。

电化学工作系统是利用电极直接电化学反应或是通过电极表面产生的强氧化性活性物质使废水中的有机物以及部分无机物发生氧化还原转变，将污染物转化为无害物质。而利用太阳能光伏系统驱动电化学工作系统可以首先利用热太阳能热来活化反应物分子，通过电太阳能将活化的分子分解成无毒，无害和小分子。电太阳能和热太阳能两者驱动能量传递的电荷转移路径，这使得能够有效地去除难降解有机物，同时可以极大节省废水处理成本(文献Chemosphere，2016，154：604-612)。

微生物燃料电池是一种集净水与产能为一体的生物膜技术，微生物在阳极中通过代谢，氧化底物中的有机物生成电子和质子，电子通过外电路到达阴极，与通过溶质到达阴极的质子及存在于阴极的最终电子受体相结合，以此来实现净水及产电的目的(文献Physical Chemistry Chemical Physics Pccp，2007，9(21)：2619-29)。而低电流可以刺激微生物代谢的关键酶系，提高难降解有机污染物的降解效率(文献ElectrochimicaActa，2014，135(22)：439-446)。

因此，综合电化学工作系统、厌氧处理技术以及微生物燃料电池三种厌氧生物水处理技术的降解优点，构建一套新的复合厌氧废水处理系统和方法，对全面提高对有机物的降解效率，全面解决环境问题具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种光伏三维微电-磁场驱动强化的复合厌氧废水处理系统。本发明的另一目的是提供利用上述复合厌氧废水处理系统处理废水的工艺，该系统将厌氧生物水处理技术、太阳能光伏系统以及电磁场相互耦合，与传统厌氧生物降解相比，该系统可以有效解决不同有机物降解时间不同步的问题，提高对持有性有机污染物的降解效率，减小厌氧出水对下级好氧系统的负荷冲击，大大降低处理成本，解决了现有技术中存在的问题。