申請日2015.06.12

　　公開(公告)日2017.04.12

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發(fā)明公開一種用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理裝置及工藝，裝置包括厭氧折流板反應(yīng)區(qū)、好氧區(qū)、Fenton氧化區(qū)、二沉區(qū)。厭氧折流板反應(yīng)區(qū)包括三個隔室;好氧區(qū)和Fenton氧化區(qū)中設(shè)有空氣泵，二沉區(qū)中設(shè)有污泥回流泵與擋泥板;厭氧折流板反應(yīng)區(qū)、好氧區(qū)與Fenton氧化區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有陽極電極、第一陰極電極、第二陰極電極三種電極，電極通過外電路與電源相連接。進(jìn)水依次經(jīng)好氧區(qū)、Fenton氧化區(qū)與二沉區(qū)處理后排放。該一體化系統(tǒng)不僅在原有的微生物處理技術(shù)上起到了極大的強(qiáng)化作用，而且通過利用微生物電解池為Fenton氧化區(qū)提供H2O2，解決了傳統(tǒng)Fenton氧化工藝能耗大的問題，提供了一種家具廢水處理的新技術(shù)。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理裝置，其特征在于：裝置外殼(1)內(nèi)依次設(shè)有厭氧折流板反應(yīng)區(qū)(2)、好氧區(qū)(3)、Fenton氧化區(qū)(4)和二沉區(qū)(5)四個區(qū)域，每個區(qū)域之間由隔板(9)半隔開，厭氧折流板反應(yīng)區(qū)(2)分為第一隔室(201)、第二隔室(202)和第三隔室(203),每個隔室頂部均設(shè)有導(dǎo)氣管(8)，厭氧折流板反應(yīng)區(qū)(2)上部設(shè)有進(jìn)水口(6)，二沉區(qū)(5)上部設(shè)有出水口(7)，厭氧折流板反應(yīng)區(qū)(2)內(nèi)設(shè)有折流板(10)，好氧區(qū)(3)、Fenton氧化區(qū)(4)內(nèi)均設(shè)有曝氣頭(14)，曝氣頭(14)外接空氣泵(13)，二沉區(qū)(5)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流板(11)與擋泥板(12)，二沉區(qū)(5)底部設(shè)置污泥回流泵(15)，回流的污泥流向好氧區(qū)(3)，厭氧折流板反應(yīng)區(qū)(2)內(nèi)設(shè)有陽極電極(16)，好氧區(qū)(3)內(nèi)設(shè)有第一陰極電極(17)，F(xiàn)enton氧化區(qū)(4)內(nèi)設(shè)有第二陰極電極(18)，陽極電極(16)分別與第一陰極電極(17)和第二陰極電極(18)通過不銹鋼絲(20)并聯(lián)，陽極電極(16)與電源(19)的正極相連，第一陰極電極(17)和第二陰極電極(18)均與電源(19)的負(fù)極相連;陽極電極(16)、第一陰極電極(17)、第二陰極電極(18)均采用碳?xì)肿鳛椴牧?所述的好氧區(qū)(3)、Fenton氧化區(qū)(4)和二沉區(qū)(5)之間的隔板(9)下部封死，上部與裝置外殼(1)頂部間留有一定高度的空隙。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理裝置，其特征在于：裝置外殼(1)的材料采用不銹鋼板。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理裝置，其特征在于：厭氧折流板反應(yīng)區(qū)(2)、好氧區(qū)(3)、Fenton氧化區(qū)(4)、二沉區(qū)(5)四個區(qū)域體積比分別3:2:2:1。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理裝置，其特征在于：好氧區(qū)(3)、Fenton氧化區(qū)(4)和二沉區(qū)(5)之間的隔板(9)上部與裝置外殼(1)頂部間留有12cm高度的空隙。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理裝置，其特征在于：二沉區(qū)(5)中設(shè)有導(dǎo)流板(11)，距Fenton氧化區(qū)(4)與二沉區(qū)(5)之間的隔板(9)距離為7cm，導(dǎo)流板(11)下部留有12cm高度。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理裝置，其特征在于：好氧區(qū)(3)中的曝氣頭(14)固定在好氧區(qū)(3)和Fenton氧化區(qū)(4)之間的隔板(9)上，距離隔板底部17cm，氣水比為12：1。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理裝置，其特征在于：Fenton氧化區(qū)(4)中的曝氣頭(14)固定在Fenton氧化區(qū)(4)和二沉區(qū)(5)之間的隔板(9)上，距離裝置外殼(1)底部17cm，氣水比為12：1。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理裝置，其特征在于：二沉區(qū)(5)內(nèi)設(shè)有擋泥板(12)，擋泥板(12)與裝置外殼(1)底部的夾角為60°。

　　9.一種使用如權(quán)利要求1所述裝置的用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理工藝，其特征在于包括如下步驟：

　　1)家具廢水從厭氧折流板反應(yīng)區(qū)(2)上部進(jìn)水口(6)進(jìn)水，依次流過厭氧折流板反應(yīng)區(qū)(2)第一隔室(201)、第二隔室(202)和第三隔室(203)，對廢水進(jìn)行厭氧處理，以降解好氧生物處理難以降解的有機(jī)物;

　　2)在厭氧折流板反應(yīng)區(qū)(2)中設(shè)置陽極電極(16)，在好氧區(qū)(3)和Fenton氧化區(qū)(4)內(nèi)分別設(shè)置第一陰極電極(17)和第二陰極電極(18)，對三個電極進(jìn)行通電，利用外加電壓后的陽極電極(16)富集產(chǎn)電微生物，提高生物活性，從而提高污染物降解速率，厭氧折流板反應(yīng)區(qū)(2)中產(chǎn)生的氣體通過導(dǎo)氣管(8)排出;厭氧折流板反應(yīng)區(qū)(2)的出水通過導(dǎo)流板(11)流入好氧區(qū)(3);

　　3)通過曝氣頭(14)對好氧區(qū)(3)中的廢水進(jìn)行曝氣，好氧微生物通過好氧代謝將家具廢水中的可生物降解有機(jī)物降解為穩(wěn)定無機(jī)物;好氧區(qū)(3)中的第一陰極電極(17)接受從陽極電極(16)通過外電路傳遞而來的電子，加強(qiáng)自身的物質(zhì)代謝與能量代謝，提高污染物降解速率;

　　4)將好氧區(qū)(3)的出水排入Fenton氧化區(qū)(4)進(jìn)行Fenton氧化，通過曝氣頭(14)將 O2通入Fenton氧化區(qū)(4)，同時利用Fenton氧化區(qū)(4)中的第二陰極電極(18)接受從陽極電極(16)通過外電路傳遞而來的電子，與質(zhì)子和曝氣頭產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)生成H2O2，徹底降解難生物降解的有機(jī)物;

　　5)Fenton氧化區(qū)(4)的出水排入二沉區(qū)(5)并通過擋泥板(12)進(jìn)行泥水分離，回流污泥通過二沉區(qū)(5)底部設(shè)置的污泥回流泵(15)流向好氧區(qū)(3)，出水通過二沉區(qū)(5)上部的出水口(7)排出。

　　說明書

　　用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理裝置及工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，具體涉及一種用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理裝置及工藝。

　　背景技術(shù)

　　家具生產(chǎn)是我國工業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，近年來，隨著工業(yè)水平的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的手工作坊式木制家具生產(chǎn)逐漸轉(zhuǎn)變成工業(yè)化、規(guī)�；�的生產(chǎn)方式，同時由于人們對生活質(zhì)量要求的提高，木制家具需求量迅速擴(kuò)大，家具企業(yè)的數(shù)量也急劇增長。然而，一直以來企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水都未得到有效治理。木材加工時的木段切割剝皮工序、木材蒸煮工序、干燥沖洗工序等均會產(chǎn)生廢水。其中，鋸末廢水是木材在切割過程中，為降低切割溫度而沖洗切削表面的廢水，其中主要污染物為木材沖洗過程中溶出的油脂與鋸末，其COD較低而懸浮物濃度很高;烘干蒸煮廢水是木材在蒸煮工藝段所產(chǎn)生的廢水，其中主要污染物為蒸煮過程中溶出的有機(jī)物質(zhì)與人工添加物質(zhì)，其COD和懸浮物濃度都很高;木材淋洗水是在干燥沖洗工序段產(chǎn)生的廢水，其中主要污染物為沖洗過程中溶入水中的有機(jī)物質(zhì)。木材加工廢水中有機(jī)物含量高，其中木質(zhì)素及樹脂類化合物所占比重高，使得廢水的可生化性差。而常規(guī)的廢水處理方法不能有效處理這些有毒有害難降解的有機(jī)污染物，難以完全達(dá)到相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)，易對環(huán)境水體造成嚴(yán)重污染。因此如何將廢水中的木質(zhì)素及樹脂類化合物溶出，以提高廢水的可生化性是治理木材加工廢水首要解決的問題。

　　為了提高廢水可生化性，目前常用的方法為化學(xué)混凝法、水解酸化法、電解法或厭氧生物處理法等�；瘜W(xué)混凝法為目前的主流，常采用的絮凝劑有有機(jī)無機(jī)酸類、簡單無機(jī)鹽類、高分子類以及一些天然礦物質(zhì)、工業(yè)廢料等。但目前尚且沒有性能良好的絮凝劑產(chǎn)品，使用單一的沉淀絮凝劑效果往往不理想，很多試驗(yàn)是無機(jī)高分子加有機(jī)高分子混合處理，投入藥劑量較大，藥劑成本往往占處理成本的50%以上。且處理后與木質(zhì)素混雜，甚至改變木質(zhì)素結(jié)構(gòu)，分離木質(zhì)素困難，限制了木質(zhì)素的應(yīng)用，造成新的污染，實(shí)際上是污染轉(zhuǎn)移。水解酸化通常用于高濃度有機(jī)廢水的預(yù)處理，但其缺點(diǎn)是對有機(jī)物的去除率較低，一般不超過20%，對廢水可生化性的提升效果有限。微電解法和厭氧法均能提高廢水可生化性，但微電解法可能導(dǎo)致鐵碳的板結(jié)與鈍化，還會產(chǎn)生廢渣等二次污染問題。厭氧法操作簡單，運(yùn)行費(fèi)用低，但厭氧污泥馴化時間較長，降解速度相對較慢。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，并提供了一種用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理裝置及工藝。

　　本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

　　一種用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理裝置，該裝置的裝置外殼內(nèi)依次設(shè)有厭氧折流板反應(yīng)區(qū)、好氧區(qū)、Fenton氧化區(qū)二沉區(qū)四個區(qū)域，每個區(qū)域之間由隔板半隔開，厭氧折流板反應(yīng)區(qū)分為第一隔室、第二隔室和第三隔室,每個隔室頂部均設(shè)有導(dǎo)氣管，厭氧折流板反應(yīng)區(qū)上部設(shè)有進(jìn)水口，二沉區(qū)上部設(shè)有出水口，厭氧折流板反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有折流板，好氧區(qū)、Fenton氧化區(qū)內(nèi)均設(shè)有曝氣頭，曝氣頭外接空氣泵，二沉區(qū)內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流板與擋泥板，二沉區(qū)底部設(shè)置污泥回流泵，回流的污泥流向好氧區(qū)，厭氧折流板反應(yīng)區(qū)內(nèi)設(shè)有陽極電極，好氧區(qū)內(nèi)設(shè)有第一陰極電極，F(xiàn)enton氧化區(qū)內(nèi)設(shè)有第二陰極電極，陽極電極分別與第一陰極電極和第二陰極電極通過不銹鋼絲并聯(lián)，陽極電極與電源的正極相連，第一陰極電極和第二陰極電極均與電源的負(fù)極相連。

　　進(jìn)一步作為本發(fā)明的改進(jìn)，裝置外殼的材料采用不銹鋼板。

　　進(jìn)一步作為本發(fā)明的改進(jìn)，厭氧折流板反應(yīng)區(qū)、好氧區(qū)、Fenton氧化區(qū)、二沉區(qū)四個區(qū)域體積比分別3:2:2:1。

　　進(jìn)一步作為本發(fā)明的改進(jìn)，好氧區(qū)、Fenton氧化區(qū)和二沉區(qū)之間的隔板下部封死，上部與裝置外殼頂部間留有12cm高度。

　　進(jìn)一步作為本發(fā)明的改進(jìn)，二沉區(qū)中設(shè)有導(dǎo)流板，距Fenton氧化區(qū)與二沉區(qū)之間的隔板距離為7cm，導(dǎo)流板下部留有12cm高度。

　　進(jìn)一步作為本發(fā)明的改進(jìn)，好氧區(qū)中的曝氣頭固定在好氧區(qū)和Fenton氧化區(qū)之間的隔板上，距離隔板底部17cm，氣水比為12：1。

　　進(jìn)一步作為本發(fā)明的改進(jìn)，F(xiàn)enton氧化區(qū)中的曝氣頭固定在Fenton氧化區(qū)和二沉區(qū)之間的隔板上，距離裝置外殼底部17cm，氣水比為12：1。

　　進(jìn)一步作為本發(fā)明的改進(jìn)，二沉區(qū)內(nèi)設(shè)有擋泥板，擋泥板與裝置外殼底部的夾角為60°。

　　進(jìn)一步作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述的陽極電極、第一陰極電極、第二陰極電極均采用碳?xì)肿鳛椴牧稀?/P>

　　同時，本發(fā)明還提供一種用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理工藝，包括如下步驟：

　　1)家具廢水從厭氧折流板反應(yīng)區(qū)上部進(jìn)水口進(jìn)水，依次流過厭氧折流板反應(yīng)區(qū)第一隔室、第二隔室和第三隔室，對廢水進(jìn)行厭氧處理，以降解好氧生物處理難以降解的有機(jī)物;

　　2)在厭氧折流板反應(yīng)區(qū)中設(shè)置陽極電極，在好氧區(qū)和Fenton氧化區(qū)內(nèi)分別設(shè)置第一陰極電極和第二陰極電極，對三個電極進(jìn)行通電，利用外加電壓后的陽極電極富集產(chǎn)電微生物，提高生物活性，從而提高污染物降解速率，厭氧折流板反應(yīng)區(qū)中產(chǎn)生的氣體通過導(dǎo)氣管排出;厭氧折流板反應(yīng)區(qū)的出水通過導(dǎo)流板流入好氧區(qū);

　　3)通過曝氣頭對好氧區(qū)中的廢水進(jìn)行曝氣，好氧微生物通過好氧代謝將家具廢水中的可生物降解有機(jī)物降解為穩(wěn)定無機(jī)物;好氧區(qū)中的第一陰極電極接受從陽極電極通過外電路傳遞而來的電子，加強(qiáng)自身的物質(zhì)代謝與能量代謝，提高污染物降解速率;

　　4)將好氧區(qū)的出水排入Fenton氧化區(qū)進(jìn)行Fenton氧化，通過曝氣頭將 O2通入Fenton氧化區(qū)，同時利用Fenton氧化區(qū)中的第二陰極電極接受從陽極電極通過外電路傳遞而來的電子，與質(zhì)子和曝氣頭產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)生成H2O2，徹底降解難生物降解的有機(jī)物;

　　5)Fenton氧化區(qū)的出水排入二沉區(qū)并通過擋泥板進(jìn)行泥水分離，回流污泥通過二沉區(qū)底部設(shè)置的污泥回流泵流向好氧區(qū)，出水通過二沉區(qū)上部的出水口排出。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是強(qiáng)化家具廢水高級氧化處理與生物處理的同時節(jié)約能源。本工藝在厭氧-好氧-沉淀的基礎(chǔ)上，通過Fenton氧化作用和微生物的降解作用可以進(jìn)行廢水的處理，同時由于微生物電解池系統(tǒng)作用，提高了廢水降解的效果。

　　厭氧折流板反應(yīng)區(qū)由于陽極上的產(chǎn)電微生物的富集，在外加電壓的作用生物活性會明顯提高，從而使污染物降解速率明顯提高。

　　陰極所在的好氧區(qū)由于接受了從陽極通過外電路傳遞而來的電子，使得自身自身的物質(zhì)代謝與能量代謝得到加強(qiáng)，從而使污染物降解速率明顯提高。

　　陰極所在的Fenton氧化區(qū)由于接受了從陽極通過外電路傳遞而來的電子，與質(zhì)子和曝氣頭產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)生成H2O2，故該法對難生物降解有機(jī)物的降解比較徹底，不產(chǎn)生或基本不產(chǎn)生中間有毒有害物質(zhì)。

　　本發(fā)明在厭氧-好氧-沉淀的基礎(chǔ)上，引入了微生物電解池系統(tǒng)、微生物電解池與Fenton耦合系統(tǒng)。通過在厭氧折流板反應(yīng)區(qū)內(nèi)放置陽極碳?xì)�，好氧區(qū)和Fenton氧化區(qū)內(nèi)放置陰極碳?xì)�，厭氧折流板反�?yīng)區(qū)中的陽極與好氧區(qū)中的陰極、厭氧折流板反應(yīng)區(qū)中的陽極與Fenton氧化區(qū)中的陰極通過不銹鋼絲并聯(lián)并通過導(dǎo)線與電源相連接。在微生物電解池系統(tǒng)的作用下，厭氧折流板反應(yīng)區(qū)中的微生物活性明顯增加，降解污染物速率將極大提高，產(chǎn)生的電子通過外電路輸送到好氧區(qū)中，好氧區(qū)的微生物得到由外電路輸送來的電子，自身的物質(zhì)代謝與能量代謝得到加強(qiáng)，污水處理效果也將極大提高。在微生物電解池與Fenton耦合系統(tǒng)的作用下，厭氧折流板反應(yīng)區(qū)中的微生物活性明顯增加，污染物降解效率將極大提高，產(chǎn)生的電子通過外電路輸送到Fenton氧化區(qū)中，F(xiàn)enton氧化區(qū)的陰極得到由外電路輸送來的電子，并與質(zhì)子和曝氣頭產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)，生成H2O2，故該法不用外加H2O2，因此降低了處理費(fèi)用，并從根本上避免了H2O2在運(yùn)輸和儲藏上潛在的危害，同時對有機(jī)物的降解比較徹底，不產(chǎn)生或基本不產(chǎn)生中間有毒有害物質(zhì)。故該種用于處理家具廢水的微生物電解池-Fenton聯(lián)合處理工藝在污水處理達(dá)標(biāo)與節(jié)能減排方面具有明顯優(yōu)勢。