折流式三维电极-生物膜脱氮反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种折流式三维电极‑生物膜脱氮反应器。该反应器包括：进水池；反应器主体包括位于进水池下游并且顺次连接的至少一个三维电极‑生物膜反应池和生物滤池，在反应器主体内设置有折流板，在至少一个三维电极‑生物膜反应池内设置有电极板和生物载体填料，在生物滤池内设置有生物载体填料，在反应器主体的池底设置有穿孔承托板，在穿孔承托板和反应器主体的池底之间设置有布水管路，布水管路与至少一个三维电极‑生物膜反应池和生物滤池连通；出水池位于生物滤池的下游，出水池具有出水口和回流管路，回流管路通过变频泵与布水管路连接。

Baffled three-dimensional electrode-biofilm denitrification reactor

The invention discloses a baffled three-dimensional electrode biofilm denitrification reactor. The reactor includes: an inlet tank; the main body of the reactor includes at least one three-dimensional electrode, a biofilm reaction tank and a biofilter connected sequentially downstream of the inlet tank; a baffle plate is arranged in the main body of the reactor; an electrode plate and a biocarrier filler are arranged in at least one three-dimensional electrode, a biofilm reaction tank; and a biocarrier filler is arranged in the biofilter. A perforated support plate is arranged at the bottom of the tank of the reactor main body, and a water distribution pipeline is arranged between the perforated support plate and the bottom of the tank of the reactor main body, and the water distribution pipeline is connected with at least one three-dimensional electrode, biofilm reaction tank and biofilter; the outlet basin is located downstream of the biofilter, and the outlet and backflow pipeline are provided, and the backflow pipeline is connected with the water distribution pipeline through a frequency conversion pump.

【技术实现步骤摘要】
折流式三维电极-生物膜脱氮反应器
本专利技术涉及污水处理
，更具体地，涉及一种折流式三维电极-生物膜脱氮反应器。
技术介绍
电极-生物膜技术是在以氢气为电子供体的自养反硝化技术的基础上发展起来的一种生物与电化学相结合的水处理技术。电极-生物膜反应器在少量或不投加有机碳源的条件下，能够实现对氮和部分有机物的去除。电极-生物膜反应器通常包括由阴极和阳极两个电极组成的二维电极。通过在阴极表面驯化挂膜，微生物最终固定于阴极表面，以形成反硝化生物膜。在外加电流的作用下，水被电解以产生氢气。氢气及电子在透过阴极表面时被生物活性物质捕获。氢气在生物酶的作用下作为电子供体参与到硝酸盐的还原反应中去，从而实现反硝化脱氮。还有部分反硝化菌利用污水中的有机物作为电子供体，共同将硝酸盐的氮还原为氮气。为了提高阴极表面的微生物的量，一些方案对二维电极进行了改进，即在二维电极之间填充颗粒活性炭。活性炭充当第三电极，以形成三维电极。该方案提高了阴极的表面积，从而提高微生物的附着量。然而，三维电极虽然提高了微生物的量，在一定程度上也提高了脱氮效率，但作为第三电极的活性炭在反应器中容易沉积板结，阻碍了反应器中气、液的流动，从而影响反应效率。因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种折流式三维电极-生物膜脱氮反应器的新技术方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种折流式三维电极-生物膜脱氮反应器。该反应器包括：进水池，所述进水池具有进水口；反应器主体，所述反应器主体包括位于所述进水池下游并且顺次连接的至少一个三维电极-生物膜反应池和生物滤池，在所述反应器主体内设置有折流板，在所述三维电极-生物膜反应池内设置有电极板和生物载体填料，在所述生物滤池内设置有生物载体填料，在所述反应器主体的池底设置有穿孔承托板，在所述穿孔承托板和所述反应器主体的池底之间设置有布水管路，所述布水管路与所述三维电极-生物膜反应池和所述生物滤池连通；出水池，所述出水池位于所述生物滤池的下游，所述出水池具有出水口和回流管路，所述回流管路通过变频泵与所述布水管路连接。可选地，在所述三维电极-生物膜反应池的后段设置有碳源投加系统。可选地，所述三维电极-生物膜反应池为至少一个，在与所述生物滤池连接的所述三维电极-生物膜反应池的后段设置有碳源投加系统。可选地，所述三维电极-生物膜反应池为至少一个，所述折流板包括与所述反应器主体的底部连接的第一挡水板和与所述反应器主体的顶壁连接的第二挡水板，所述进水池与所述三维电极-生物膜反应池之间的池壁、多个所述三维电极-生物膜反应池之间的池壁以及所述三维电极-生物膜反应池与所述出水池之间的池壁为所述第一挡水板或者所述第二挡水板。可选地，所述电极板包括阳极板和阴极板，相邻的所述阳极板和所述阴极板相对设置并且分别设置在相邻的两个所述折流板上。可选地，所述阴极板的材质为不锈钢、镀镍金属或碳纤维毡；所述阳极板的材质为Ti/RuO2、Ti/PbO2、活性炭纤维、碳纤维毡或高纯石墨。可选地，所述生物载体填料包括导电陶瓷颗粒、颗粒活性炭、硫磺颗粒、涂覆金属的塑料球、石墨、碳纤维毡和无烟煤中的至少一种。可选地，还包括曝气系统，所述曝气系统包括风机和与所述风机连通的曝气管路，所述曝气管路被设置在所述穿孔承托板和所述反应器主体的池底之间，所述曝气管路的出口与所述至少一个三维电极-生物膜反应池和所述生物滤池连通；所述曝气系统、所述回流管路和所述变频泵一起对所述至少一个三维电极-生物膜反应池中的一个或者所述生物滤池进行反冲洗。可选地，在所述曝气管路上设置有用于调节通往所述三维电极-生物膜反应池和所述生物滤池的气流量的调节阀；在所述布水管路上设置有用于调节通往所述三维电极-生物膜反应池和所述生物滤池的水流量的调节阀。可选地，在进行污水处理时，所述电极板的电路密度为1mA/cm2-400mA/cm2，污水在反应器中水力停留时间为2小时-8小时，出水回流比为200％。技术效果根据本公开的一个实施例，反应器在使用时，无需或只需少量添加有机碳源，同时能够利用阳极板产生的CO2作为无机碳源。此外，在反应器的内部能够形成pH缓冲体系，从而实现了硝酸氮的高去除率，降低了亚硝酸氮的积累，使得出水中的氨氮、总氮达标排放。此外，在反应器内填充导电的生物载体填料，一方面生物载体填料的填充粒子作为微生物附着的载体，提高了反应器中的微生物量。硝化菌和反硝化菌利用电解产生的氧气和氢气进行硝化和反硝化，从而实现了污水中氨氮和硝酸盐氮的同步去除；另一方面生物载体填料增大了电极的比表面积，使得传质效果改善，提高了电流效率和处理效能。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。图1是根据本公开的一个实施例的折流式三维电极-生物膜脱氮反应器的结构示意图。图2是根据本公开的一个实施例的折流式三维电极-生物膜脱氮反应器反冲洗时的出水流程示意图。附图标记说明：1-进水口；2-进水池；3-反应器主体；4-出水池；5-变频泵；6-出水口；7-穿孔承托板；8-回流管路；9-盖板；10-布水管路；11-曝气管路；12-变频风机；13-生物载体填料；14-阳极板；15-阴极板；16-碳源投加系统；17-稳压直流电源；18-水调节阀；19-止回阀；20-气调节阀；21-反冲洗出水廊道；22-检查口；①-下挡板；②-上挡板；A-三维电极-生物膜反应池；B-生物滤池。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。根据本公开的一个实施例，如图1所示，提供了一种折流式三维电极-生物膜脱氮反应器。该反应器包括进水池2、反应器主体3、出水池4和碳源投加系统15。进水池2具有进水口1。待处理污水经由进水口1进入进水池2。再由进水池2通往反应器主体3。例如，进水池2的长度为0.1m-1m。在该例子中待处理污水为低碳氮比的污水。反应器主体3包括位于进水池2下游并且顺次连接的三维电极-生物膜反应池A和生物滤池B。三维电极-生物膜反应池A和生物滤池B为一个或者多个。例如，反应器主体3为长方体结构，其长度为1m-6m、宽度为1m-5m、高度为0.5m-4m。在反应器主体3内设置有折流板。在三维电极-生物膜反应池A内设置有电极板和生物载体填料13。电极板包括阳极板14和阴极板15。阳极板14和阴极板15分别与稳压直流电源17的正、负极连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种折流式三维电极‑生物膜脱氮反应器，其中，包括：进水池，所述进水池具有进水口；反应器主体，所述反应器主体包括位于所述进水池下游并且顺次连接的至少一个三维电极‑生物膜反应池和生物滤池，在所述反应器主体内设置有折流板，在所述至少一个三维电极‑生物膜反应池内设置有电极板和生物载体填料，在所述生物滤池内设置有生物载体填料，在所述反应器主体的池底设置有穿孔承托板，在所述穿孔承托板和所述反应器主体的池底之间设置有布水管路，所述布水管路与所述至少一个三维电极‑生物膜反应池和所述生物滤池连通；以及出水池，所述出水池位于所述生物滤池的下游，所述出水池具有出水口和回流管路，所述回流管路通过变频泵与所述布水管路连接。

【技术特征摘要】
1.一种折流式三维电极-生物膜脱氮反应器，其中，包括：进水池，所述进水池具有进水口；反应器主体，所述反应器主体包括位于所述进水池下游并且顺次连接的至少一个三维电极-生物膜反应池和生物滤池，在所述反应器主体内设置有折流板，在所述至少一个三维电极-生物膜反应池内设置有电极板和生物载体填料，在所述生物滤池内设置有生物载体填料，在所述反应器主体的池底设置有穿孔承托板，在所述穿孔承托板和所述反应器主体的池底之间设置有布水管路，所述布水管路与所述至少一个三维电极-生物膜反应池和所述生物滤池连通；以及出水池，所述出水池位于所述生物滤池的下游，所述出水池具有出水口和回流管路，所述回流管路通过变频泵与所述布水管路连接。2.根据权利要求1所述的折流式三维电极-生物膜脱氮反应器，其中，在至少一个所述三维电极-生物膜反应池的后段设置有碳源投加系统。3.根据权利要求2所述的折流式三维电极-生物膜脱氮反应器，其中，所述三维电极-生物膜反应池为至少一个，在与所述生物滤池连接的所述三维电极-生物膜反应池的后段设置有碳源投加系统。4.根据权利要求3所述的折流式三维电极-生物膜脱氮反应器，其中，所述三维电极-生物膜反应池为至少一个，所述折流板包括与所述反应器主体的底部连接的第一挡水板和与所述反应器主体的顶壁连接的第二挡水板，所述进水池与所述三维电极-生物膜反应池之间的池壁、多个所述三维电极-生物膜反应池之间的池壁以及所述三维电极-生物膜反应池与所述出水池之间的池壁为所述第一挡水板或者所述第二挡水板。5.根据权利要求1所述的折流式三维电极-生物膜脱氮反应器，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆坚平，姚静华，王馨悦，郭行，潘涛，
申请(专利权)人：北京泷涛环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11