一种用于环保水处理的生物电化学反应系统的制作方法

1.本实用新型属于水处理技术领域，尤其涉及一种用于环保水处理的生物电化学反应系统。


背景技术：

2.随着国民环保意识逐步增强、国家对环境保护重视程度的不断提高，尤其进入“十三五”以来，生态环境保护规划、打好污染防治攻坚战等意见和措施的制定和实施，给环保行业提出了更高的技术要求。
3.长期以来以活性污泥和生物膜为代表的传统生化处理工艺，在生活污水以及工业废水的处理中得到广泛应用，其具有处理工艺完善、处理效果稳定等优点。但也存在占地面积大，基建投资大，耐受温度和水质变化能力差等问题，同时工业废水中含有大量抑制生物菌活性、难生化降解的物质，这些物质很难被传统生化处理工艺去除，导致最终达标排放困难。
4.为了克服这些问题，各种新型、高效的污水处理技术开始推广应用，特别是电催化氧化、臭氧氧化等高级氧化技术，因其强氧化能力可氧化绝大多数废水中的有机物，且具有运行维护简单、占地面积小、耐冲击性能强等优点，在高难度废水处理领域开始得到一定应用。然而高级氧化技术拥有不少优点，但同时投资大、能耗高的缺点也比较突出，大大限制了高级氧化技术的推广和应用。如何能够实现高效率、低成本的污水处理方法一直是困扰污水处理行业的一个问题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种用于环保水处理的生物电化学反应系统，包括：电源、阴极网、阳极带、化学纤维束、碳基催化剂、阳极护套，阴极网为导电金属制成的多孔网板，阳极带为导体制成的带状体，阳极护套呈管状，阳极护套内均匀填满所述碳基催化剂，阳极带填埋于所述碳基催化剂中；化学纤维束均匀捆扎在阴极网的多孔网板的网格内，阴极网电连接至电源的阴极，阳极带电连接电源的阳极；阳极护套上设有多个渗透孔用于透水同时防止碳基催化剂流出阳极护套外。
6.优选的，所述阳极护套为透水性化纤布材质或绝缘塑料制成，方便使用时水分子和废水中污染物离子自阳极护套中自由出入，增强阳极护套的透水性和透气性。
7.优选的，所述阳极带为钛基导电金属或石墨材料制成。
8.优选的，所述阳极带、阳极护套、碳基催化剂组合为阳极组件电连接电源的阳极，阴极网、化学纤维束组合为阴极组件电连接电源的阴极。
9.更优的，所述阴极网配套设置有1至50个阳极带。
10.优选的，所述化学纤维束呈向外放射状立体片状结构，表面粗糙；表面粗糙以增大表面积，化学纤维束呈立体结构，比表面积大，生物膜附着能力强。
11.本实用新型的有益效果是：
12.1、本实用新型将附有纤维束的阴极网、包裹有碳基催化剂的阳极带，浸没在投加少量活性污泥的污水中，外加弱电流，进行一段时间的浸泡培养，利用生物电化学技术，使纤维束表面快速附着生长生物膜，利用生物膜对废水中的有机污染物进行生化处理；同时根据水质需要，随时可调整输入电流功率，使阳极催化剂在电解过程产生羟基自由基，强力去除超量或生物难降解的有机物，将电化学法和生物法两大废水处理工艺相结合，大幅度提升了生物接触氧化法对污水中有机物去除的能力和效率。
13.2、本实用新型利用生物接触氧化法稳定的可生化性，减少了电催化氧化的电量消耗，提高了电流效率，节省了污水处理成本。
14.3、本实用新型可耐受更大的水质波动、温度变化等工况变化，设备结构简单、操作方便，易于运行维护，特别适用于传统生化系统提标改造。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为一种用于环保水处理的生物电化学反应系统的示意图。
17.图中，1、电源；2、阴极网；3、阳极带；4、化学纤维束；5、碳基催化剂；6、阳极护套。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
20.如图1所示，本实用新型提供了一种用于环保水处理的生物电化学反应系统，包括：电源1、阴极网2、阳极带3、化学纤维束4、碳基催化剂5、阳极护套6，阴极网2为导电金属制成的多孔网板，阳极带3为导体制成的带状体，阳极护套6呈柱状，阳极护套6内均匀填满所述碳基催化剂5，阳极带3填埋于所述碳基催化剂5中；化学纤维束4均匀捆扎在阴极网2的多孔网板的网格内，阴极网2电连接至电源的阴极，阳极带3电连接电源1的阳极；阳极护套 6上设有多个渗透孔用于透水同时防止碳基催化剂5流出阳极护套6外。
21.进一步的，所述阳极护套6为透水性化纤布材质制成，方便使用时水分子自阳极护套6中自由出入，增强阳极护套的透水性和透气性。
22.进一步的，所述阳极带3为钛基导电金属或石墨材料制成。
23.进一步的，所述阳极带3、阳极护套6、碳基催化剂5组合为阳极组件电连接电源1的阳极，阴极网2、化学纤维束4组合为阴极组件电连接电源1的阴极。
24.更进一步的，所述阴极网2配套设置有1至50个阳极带3。
25.进一步的，所述化学纤维束4呈向外放射状立体片状结构，表面粗糙；表面粗糙以增大表面积，化学纤维束4呈立体结构，比表面积大，生物膜附着能力强。
26.实施例
27.本实施例中，采用电源1分别连接附有纤维束4的阴极网2、阳极护套6 包裹有碳基催化剂5和阳极带3，浸没在投加少量活性污泥的污水中，外加弱电流，进行一段时间的浸泡培养，利用生物电化学技术中微电流对生物菌的刺激，使阴极网2上均匀捆扎的化学纤维束4表面快速附着生长生物膜，由于化学纤维束4上的立体结构增大了化学纤维束的表面积使得生物菌具有更好的附着性和促进生长性，因而在化学纤维束4的表面上生成生物膜，利用生物膜对废水中的有机污染物进行生化处理，借助微电流对生物菌的刺激，促进生物菌生长代谢活力，提高微生物对污染物的降解速率；同时根据水质需要，随时可调整电源1的输入电流功率，使阳极带3周围填埋的碳基催化剂5在电解过程产生羟基自由基，强力去除超量或生物难降解的有机物，完成对污水的处理。
28.综上所述，本实用新型一种用于环保水处理的生物电化学反应系统，采用将附有纤维束的阴极网、阳极护套包裹有碳基催化剂和阳极带，浸没在污水中，使阳极催化剂在电解过程产生羟基自由基，强力去除超量或生物难降解的有机物，同时借助电流对生物菌的刺激，大幅度提升了生物接触氧化法对污水中有机物去除的能力和效率；将电化学法和生物法两大废水处理工艺相结合，因此本实用新型拥有广泛的应用前景。
29.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
30.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型技术方案的范围。