生物電催化與光催化接觸氧化耦合的廢水處理系統(tǒng)及方法與流程

本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種生物電催化與光催化接觸氧化耦合的廢水處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)印染行業(yè)發(fā)達(dá)，每年產(chǎn)生大量的印染廢水，偶氮染料作為其中的典型污染物之一，由于色度極高，影響環(huán)境美觀并影響水中生物的光合作用，導(dǎo)致水體生態(tài)環(huán)境被破壞。

目前生物處理作為廢水處理廠的主體技術(shù)可以用于礦化偶氮染料，其工藝過(guò)程主要為脫色階段的厭氧生物反應(yīng)器和二次處理的好氧生物反應(yīng)器串聯(lián)。厭氧與好氧的串聯(lián)工藝可達(dá)到較好的脫色效果，但存在一些缺陷，主要體現(xiàn)在占地面積大與脫色速率低，再加之前期投入與后期管理維護(hù)成本高，處理效果不夠穩(wěn)定，難以達(dá)標(biāo)等。

如今已經(jīng)出現(xiàn)了將厭氧工藝與好氧工藝合二為一的一體式反應(yīng)器，如公開(kāi)號(hào)為cn205838677u的專(zhuān)利，提出了一種一體式廢水處理裝置，其通過(guò)精確控制曝氣量，創(chuàng)造微氧條件，可以有效處理低化學(xué)需氧量(cod)濃度偶氮染料廢水，該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)在于可在降解偶氮染料的同時(shí)，將降解后的中間產(chǎn)物作為碳源，提供陽(yáng)極微生物生長(zhǎng)，免去了人工添加額外的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)且實(shí)現(xiàn)在低cod濃度下深度礦化偶氮染料。但該系統(tǒng)存在處理速度較慢，精確曝氣難以控制，偶氮分解中間有毒產(chǎn)物易有殘留的問(wèn)題，且由于在微氧環(huán)境下接觸氧化好氧生物膜氧氣供給不充足，對(duì)于高濃度cod偶氮染料廢水的cod去除有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種生物電催化與光催化接觸氧化耦合廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)脫色速率快，對(duì)有毒脫色中間產(chǎn)物礦化更完全，可以有效降解染料廢水中的高濃度cod，無(wú)需進(jìn)行二次處理。本發(fā)明還提供了一種生物電催化與光催化接觸氧化耦合廢水處理方法。

(二)技術(shù)方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

一種生物電催化與光催化接觸氧化耦合的廢水處理系統(tǒng)，包括：依次連接的第一管體、第二管體和第三管體，其中，所述第一管體管壁上設(shè)有進(jìn)液孔，所述第三管體上設(shè)有出液口，

所述第一管體內(nèi)設(shè)有生物陰極，該生物陰極與外電路相連，

所述第二管體內(nèi)設(shè)有生物陽(yáng)極，所述生物陽(yáng)極與外電路相連，所述生物陽(yáng)極和生物陰極的表面附著有微生物；

所述第三管體內(nèi)設(shè)有混合填料和紫外燈，所述混合填料由外層的筒型填料和內(nèi)層的板型填料組成，所述混合填料的中央為空腔，所述筒型填料上附有好氧生物膜和厭氧生物膜，所述板型填料的外表鍍有光催化材料，所述紫外燈設(shè)于所述空腔內(nèi)。

如上所述的廢水處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述板型填料為聚氨酯材料；所述筒型填料的內(nèi)側(cè)附有好氧生物膜、外側(cè)附有厭氧生物膜；

所述第三管體內(nèi)還設(shè)有曝氣頭，所述曝氣頭靠近所述筒型填料的內(nèi)部設(shè)置。

如上所述的廢水處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述生物陰極和生物陽(yáng)極為環(huán)形碳刷電極，所述生物陰極設(shè)有兩組、三組或三組以上；

所述微生物為厭氧微生物，所述厭氧微生物為混菌或單一胞外產(chǎn)電菌，或所述微生物為奧奈達(dá)希瓦氏菌；

所述光催化材料為tio2光催化劑。

如上所述的廢水處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述第一管體設(shè)有第一參比電極。

如上所述的廢水處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述第一管體、第二管體和第三管體自下而上依次連接，所述第一管體的下端設(shè)有下端蓋，所述第三管體的上端設(shè)有上端蓋；所述第一管體與第二管體之間設(shè)有第一布水板，所述第一布水板上設(shè)有多個(gè)小孔；所述第二管體與第三管體之間設(shè)有第二布水板，所述第二布水板設(shè)有一個(gè)進(jìn)水孔。

如上所述的廢水處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，在所述第三管體與上端蓋之間還設(shè)有第四管體，所述第四管體上設(shè)有所述廢水流出孔，所述第三管體上的通孔作為取樣孔；優(yōu)選地，所述第四管體上設(shè)有第二參比電極。

如上所述的廢水處理系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述第一管體上設(shè)有第一取樣孔，和/或所述第二管體上設(shè)有第二取樣孔。

一種生物電催化與光催化接觸氧化耦合的廢水處理方法，包括如下步驟：

1)廢水與生物陰極接觸，廢水在生物陰極上的微生物和電化學(xué)催化還原共同作用下，偶氮染料中發(fā)色基團(tuán)偶氮雙鍵斷裂，分解為有毒的小分子芳香烴類(lèi)物質(zhì)；

2)含有小分子芳香烴類(lèi)物質(zhì)的廢水與生物陽(yáng)極接觸，生物陽(yáng)極上附有微生物，降解小分子有機(jī)物的同時(shí)將更多電子傳遞給電極，再通過(guò)外電路，將額外電子提供給所述生物陰極，實(shí)現(xiàn)cod去除并促進(jìn)所述生物陰極反應(yīng)，加快了偶氮鍵的斷裂，進(jìn)一步脫色；

3)步驟2)處理后的廢水與混合填料接觸，所述混合填料由掛有光催化材料的內(nèi)層填料和掛有混合生物膜的外層填料組成，混合生物膜包括有好氧生物膜和厭氧生物膜，所述光催化材料在紫外燈照射下促進(jìn)剩余偶氮染料脫色，所述好氧生物膜對(duì)小分子芳香烴類(lèi)物質(zhì)中苯環(huán)開(kāi)鏈，所述厭氧生物膜進(jìn)一步使殘留的偶氮鍵未斷裂的偶氮染料進(jìn)一步降解，在所述混合生物膜和光催化材料的共同作用下將殘留偶氮染料進(jìn)一步降解并將降解后產(chǎn)物完全礦化。

如上所述的方法，優(yōu)選地，所述步驟3)中，靠近所述好氧微生物膜設(shè)有曝氣頭，為所述好氧微生物提供氧源，使靠近的好氧生物膜將廢水中的高濃度cod有效去除。

如上所述的方法，優(yōu)選地，所述厭氧微生物為混菌或單一胞外產(chǎn)電菌。更進(jìn)一步，所述單一胞外產(chǎn)電菌為shewanellaoneidensismr-1。

(三)有益效果

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的廢水處理方法將強(qiáng)化生物膜生物電催化技術(shù)與接觸氧化技術(shù)與光催化技術(shù)三種技術(shù)結(jié)合到一起，發(fā)揮各技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)生物陰極電催化共同作用使偶氮染料發(fā)色基團(tuán)偶氮鍵斷裂降，降解為厭氧條件下難降解的芳香烴類(lèi)有毒中間產(chǎn)物，通過(guò)生物陽(yáng)極，有效提高陽(yáng)極生物膜胞外產(chǎn)電性能，在去除cod的同時(shí)加快生物陰極的脫色速率，使用光催化技術(shù)對(duì)偶氮染料的高效脫色過(guò)程進(jìn)行強(qiáng)化。廢水處理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)混合填料內(nèi)部生物膜的結(jié)構(gòu)與空間運(yùn)用的合理安排，梯度利用溶解氧，避免了以往通過(guò)微氧技術(shù)，溶解氧難以精確控制的問(wèn)題，且提高了接觸氧化部分生物膜對(duì)偶氮染料、中間產(chǎn)物以及廢水中殘留cod的去除。

本發(fā)明的廢水處理系統(tǒng)為一體化設(shè)備，極大地降低了處理裝置的占地面積，提高了染料廢水的處理速度與處理效果，有效降解高cod濃度的染料廢水，無(wú)二次污染，有助于降低前期的設(shè)備投入和運(yùn)行成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中筒型填料的局部示意圖；

圖3為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【附圖標(biāo)記說(shuō)明】

1：下端蓋；

2：第一管體；

3：第二管體；

4：第三管體；

5：上端蓋；

6：外電路；

7：第一布水板；

8：第二布水板；

9：第四管體；

10：好氧層；

11：厭氧層；

101：外層生物膜；

102：內(nèi)層生物膜；

201：進(jìn)液孔；

202：生物陰極；

203：第一參比電極；

204：第一取樣孔；

301：生物陽(yáng)極；

302：第二取樣孔；

401：通孔；

402：曝氣頭；

403：紫外燈；

404：筒型填料；

405：板型填料；

901：廢水流出孔；

902：第二參比電極。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是對(duì)針對(duì)現(xiàn)有的一種一體式廢水處理裝置，存在處理速度較慢，精確曝氣難以控制，偶氮分解中間有毒產(chǎn)物易有殘留的問(wèn)題，且由于在微氧環(huán)境下接觸氧化好氧生物膜氧氣供給不充足，對(duì)于高濃度cod偶氮染料廢水的cod去除有限等技術(shù)問(wèn)題所做的改進(jìn)。同時(shí)考慮到光催化劑雖然可以使偶氮染料降解，但其劣勢(shì)在于偶氮染料的污染物濃度對(duì)降解過(guò)程有直接影響，高濃度的偶氮染料加深了反應(yīng)體系的顏色，影響體系的透光率，降低了偶氮染料的去除效率，間接增加了降解反應(yīng)過(guò)程的能耗的不足，開(kāi)發(fā)出一種可以解決現(xiàn)有技術(shù)不足的一體化廢水處理體統(tǒng)及工藝，將使染料廢水處理過(guò)程更加節(jié)能和高效，具體提出了一種生物電催化與光催化接觸氧化耦合廢水處理系統(tǒng)。

為了更好的解釋本發(fā)明，以便于理解，下面結(jié)合附圖，通過(guò)具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

生物電催化與光催化接觸氧化耦合的廢水處理系統(tǒng)，如圖1所示，包括：由下往上依次連接的下端蓋1、第一管體2、第二管體3、第三管體4和上端蓋5；第一管體1的管壁一側(cè)設(shè)有進(jìn)液孔201作為廢水進(jìn)入孔，第三管體4的管壁一側(cè)設(shè)有通孔401作為出液口，廢水由第一管體2流向第三管體3；在第一管體2內(nèi)設(shè)有生物陰極202，該生物陰極與外電路6相連；第二管體3內(nèi)設(shè)有生物陽(yáng)極301，生物陽(yáng)極301與外電路6相連；生物陰極202和生物陽(yáng)極301表面附著有微生物，該微生物可使偶氮染料中發(fā)色基團(tuán)偶氮雙鍵斷裂，分解為有毒的小分子芳香烴類(lèi)物質(zhì)。微生物為厭氧生物膜，厭氧生物膜可為混菌或單一胞外產(chǎn)電菌；第三管體4內(nèi)設(shè)有混合填料和紫外燈403，混合填料由外層的筒型填料404和內(nèi)層的板型填料405組成，混合填料的中央為空腔，筒型填料404上附有好氧生物膜和厭氧生物膜的混合生物膜，板型填料405的外表鍍有光催化材料，筒型填料404為圓筒形，板型填料405為板型，正好可卡嵌合于筒型填料404上，且筒型填料404與板型填料405之間有間隔，增大廢水與筒型填料上混合生物膜及與光催化材料的接觸面積，便于廢水能充分與混合生物膜及光催化材料發(fā)應(yīng)，紫外燈403設(shè)于板型填料405的空腔中間。

板型填料405可采用聚氨酯材料，光催化材料為tio2光催化劑；筒型填料附有混合生物膜，其中，筒型填料可采用聚乙烯纖維材料，設(shè)為圓筒形，在其內(nèi)側(cè)是附有好氧生物膜、外側(cè)附有厭氧生物膜；具體地，對(duì)于處理的廢水為氮染料時(shí)，好氧生物膜可使小分子芳香烴類(lèi)物質(zhì)中苯環(huán)開(kāi)鏈、所述厭氧生物膜可使偶氮染料降解。為了使好氧生物膜能發(fā)揮最優(yōu)效果，所述第三管體內(nèi)還設(shè)有曝氣頭，所述曝氣頭靠近所述筒型填料的內(nèi)部設(shè)置。好氧生物膜在靠近曝氣區(qū)的外層生物膜上附著有好氧微生物，遠(yuǎn)離曝氣區(qū)的內(nèi)層生物膜上附著有兼性微生物；厭氧生物膜上附著厭氧微生物與部分兼性微生物。光催化材料可促進(jìn)偶氮染料脫色。

具體地，靠近第三管體4內(nèi)壁的在筒型填料404外壁一側(cè)為厭氧生物膜，筒型填料404遠(yuǎn)離第三管體4內(nèi)壁的一側(cè)為好氧生物膜，筒型填料404內(nèi)部安置有曝氣頭402與紫外燈403，板型填料405置于筒形填料404的內(nèi)部，板型填料405的外表面鍍有光催化材料，板型填料的內(nèi)部設(shè)有紫外燈403，這種人為的設(shè)計(jì)將二者有效隔離開(kāi)，避免了紫外線(xiàn)對(duì)生物膜的不利影響，溶解氧被圓筒填料上的生物膜由內(nèi)至外逐漸消耗，形成梯度變化，保證了厭氧生物膜和好氧生物膜對(duì)不同溶解氧濃度的要求。

筒型填料上附有混合微生物的具體制備可采用如下方法，即筒型填料生物膜的掛膜啟動(dòng)：接種污泥取自二沉池活性污泥(以沈水灣污水處理廠的二沉池活性污泥為例)，將圓筒形混合填料放入桶內(nèi)，加入定量pbs緩沖液及葡萄糖進(jìn)行48h悶曝，之后開(kāi)始連續(xù)進(jìn)水，水力停留時(shí)間為24h，控制曝氣量使溶解氧濃度控制在2-3mg/l左右。按等物質(zhì)的量濃度添加2-萘胺-4,8-二磺酸與1-萘胺物質(zhì)進(jìn)行馴化，使這兩種物質(zhì)的總濃度梯度由10mg/l、30mg/l、50mg/l、70mg/l至100mg/l逐漸提升，同時(shí)控制入水cod濃度為5000mg/l并檢測(cè)出水cod濃度，待芳香胺類(lèi)物質(zhì)濃度達(dá)到100mg/l且cod去除率穩(wěn)定在90％以上則掛膜啟動(dòng)成功，由于混合填料中的溶解氧(do)濃度由內(nèi)到外逐漸下降，如圖2所示，筒型填料由內(nèi)部好氧層10與外部厭氧層11組成，好氧層10靠近曝氣區(qū)的外層生物膜101上附著有好氧微生物，好氧層遠(yuǎn)離曝氣區(qū)的內(nèi)層生物膜102上附著有兼性微生物，厭氧層11上的生物膜附著有厭氧生物膜與部分兼性微生物。

同時(shí)利用tio2光催化劑對(duì)版型填料進(jìn)行負(fù)載鍍膜。將兩種不同負(fù)載類(lèi)型的填料固定在圓柱形填料架內(nèi)側(cè)和外側(cè)后，即為混合填料，放入系統(tǒng)的生物接觸氧化-光催化復(fù)合區(qū)即第三管體內(nèi)。

其中，定量pbs緩沖液及葡萄糖是2l，具體pbs緩沖液制備方法為磷酸二氫鈉2g/l磷酸氫二鈉11.5g/l氯化鉀0.2g/l氯化銨0.5g/l；葡萄糖添加量為1000mg/l。

生物陰極與生物陰極的制作可采用如下方法：將制成的環(huán)形碳刷電極放入馬弗爐中以450℃的高溫煅燒30min進(jìn)行預(yù)處理，將一組碳刷安裝在第二管體內(nèi)做為陽(yáng)極，將三組碳刷安裝于第一管體內(nèi)做為陰極。以純種奧奈達(dá)希瓦氏菌(shewanellaoneidensismr-1，如采用由東北大學(xué)土木學(xué)院環(huán)境工程系贈(zèng)與的)做為接種物，在超凈臺(tái)中更換帶有共基質(zhì)乳酸鈉(濃度為2000mg/l)的電極液，將培養(yǎng)好的mr-1菌液倒入已滅菌的離心管中，在離心機(jī)中離心，倒去上清液，用無(wú)菌注射器將配置好并滅菌的陰極液(pbs緩沖液)沖洗離心管中保留的菌液，接入反應(yīng)器電極，之后將反應(yīng)器接入外接電壓運(yùn)行。直流穩(wěn)壓電源的電壓固定為0.7v，定期對(duì)微生物電解池的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，待微生物電解池的兩極電位達(dá)到穩(wěn)定后，認(rèn)為在電極表面充分附著了產(chǎn)電微生物即奧奈達(dá)希瓦氏菌，此時(shí)生物陰極202為mr—1強(qiáng)化生物陰極與生物陽(yáng)極301為mr—1強(qiáng)化生物陽(yáng)極的制作完成。

mr—1強(qiáng)化生物陰極與mr—1強(qiáng)化生物陽(yáng)極的掛膜啟動(dòng)：待mr—1強(qiáng)化生物陰極和mr—1強(qiáng)化生物陽(yáng)極制作完成后，加入偶氮染料令生物電極梯度適應(yīng)偶氮染料毒性，使偶氮染料的濃度梯度依次提升至10mg/l、30mg/l、50mg/l、70mg/l和100mg/l；根據(jù)換液后的mr—1強(qiáng)化生物陰極與mr—1強(qiáng)化生物陽(yáng)極電位大小變化決定在每種染料梯度下的水力停留時(shí)間。

為了便于隨時(shí)監(jiān)測(cè)廢水的處理情況，如圖1中所示，在第一管體2的管壁設(shè)有第一取樣孔204。也可在第二管體3的管壁設(shè)有第二取樣孔302。為了便于測(cè)量生物陽(yáng)極與生物陰極的電勢(shì)，在第一管體上部靠近第二管體設(shè)有第一參比電極203。

為了使整個(gè)反應(yīng)體系中的水流更加均勻，在第一管體2與第二管體3之間還設(shè)有第一布水板7，在第一布水板7的中間設(shè)有多個(gè)小孔，供廢水流入第二管體3。為了降低第三管體3內(nèi)溶解氧對(duì)生物陽(yáng)極301的影響，在第一管體2與第二管體3之間還設(shè)有第二布水板8。在第二布水板8的中間設(shè)有一個(gè)進(jìn)水孔，供廢水流入第三管體4，為了避免曝氣后氧含量對(duì)生物陽(yáng)極301的影響，僅設(shè)有一個(gè)進(jìn)水孔。

采用上述生物電催化與光催化接觸氧化耦合廢水處理系統(tǒng)處理廢水的工藝過(guò)程如下：

a、將染料廢水通過(guò)廢水進(jìn)入孔進(jìn)入如上所述的廢水處理系統(tǒng)內(nèi)；

b、廢水最先與反應(yīng)器下段的生物陰極接觸，生物陰極可為厭氧微生物shewanellaoneidensismr-1強(qiáng)化生物陰極，材料為碳刷，在菌株mr-1還原偶氮染料和電化學(xué)催化還原共同作用下，偶氮染料中發(fā)色基團(tuán)偶氮雙鍵斷裂，達(dá)到初步脫色效果，偶氮染料分解為有毒的小分子芳香烴類(lèi)物質(zhì)。

c、通過(guò)生物陰極的廢水與反應(yīng)器中段的生物陽(yáng)極接觸，生物陽(yáng)極為生物陰極為厭氧微生物shewanellaoneidensismr-1強(qiáng)化生物陽(yáng)極，陽(yáng)極材料為碳刷，由于菌株shewanellaoneidensismr-1的胞外電子傳遞特性，相比于混菌生物膜，可在降解小分子有機(jī)物的同時(shí)將更多電子傳遞給電極，再通過(guò)外電路，將額外電子提供給所述強(qiáng)化生物陰極，從而實(shí)現(xiàn)cod去除并加速陰極的降解過(guò)程，并加快了偶氮鍵的斷裂，進(jìn)一步脫色。

d、通過(guò)生物陽(yáng)極的廢水與反應(yīng)器上段的混合維填料分為里外兩層，內(nèi)層板式填料上掛有光催化材料，光催化材料在紫外燈照射下促進(jìn)剩余偶氮染料脫色；外層圓筒形填料上掛有混合生物膜，好氧與厭氧生物膜的共同作用下將殘留偶氮染料進(jìn)一步降解并將降解后產(chǎn)物完全礦化。由于曝氣充足，接觸氧化好氧生物膜可將廢水中的高濃度cod有效去除。

f、最終處理后的液體通過(guò)廢水流出孔排出。

本發(fā)明相比于之前的一體式反應(yīng)器將末段的生物陽(yáng)極移至了與反應(yīng)器的中段，這樣生物陽(yáng)極與生物陰極之間內(nèi)阻得到有效的減小，生物電解池的庫(kù)倫效率得到了提高，整個(gè)生物電催化階段對(duì)于偶氮染料的脫色過(guò)程更有針對(duì)性，由接觸氧化系統(tǒng)與光催化系統(tǒng)組成的載體安置在了反應(yīng)器的末段，強(qiáng)化了混合填料對(duì)于偶氮分解產(chǎn)物芳香烴類(lèi)物質(zhì)的針對(duì)性，同時(shí)降低了對(duì)于生物電催化過(guò)程的影響，該反應(yīng)器即使在進(jìn)水cod含量很高的情況下仍能保持穩(wěn)定的cod去除率，保證了廢水的實(shí)現(xiàn)最終礦化的效果。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的生物電催化與光催化接觸氧化耦合廢水處理系統(tǒng)是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，如圖3所示，在第三管體4與上端蓋5之間設(shè)有第四管體9，這樣第三管體4的出水口即為與第四管體連通的開(kāi)口，這樣能使廢水在第三管體4內(nèi)充分接觸反應(yīng)后，再流向第四管體9，從第四管體的管壁上設(shè)有的廢水流出孔901流出，原第三管體4上的原用來(lái)作為出水口的通孔401可作為第三取樣孔，用于檢測(cè)處理后廢水脫色的效果。為了檢測(cè)菌種的活性情況，在第四管體9的管壁上還有第二參比電極902。

以處理染料直接藍(lán)71廢水為例，通過(guò)采用本實(shí)施例的生物電催化與光催化接觸氧化耦合廢水處理系統(tǒng)對(duì)直接藍(lán)71進(jìn)行脫色和深度礦化，具體包括以下步驟：

a、直接藍(lán)71濃度為100mg/l，cod為5000mg/l，ph值為6-8的廢水通過(guò)進(jìn)液孔201進(jìn)入；

b、廢水流入第一管體2內(nèi)與附著厭氧生物的碳刷mr—1強(qiáng)化生物陰極接觸，mr—1強(qiáng)化生物陰極與外電路相連，外加電壓0.7v，第一管體2的管壁設(shè)有第一取樣孔，第一取樣孔204設(shè)在mr—1強(qiáng)化生物陰極所在橫截面或沿水流遠(yuǎn)離mr—1強(qiáng)化生物陰極橫截面的位置，用于取樣檢測(cè)廢水處理情況。mr—1強(qiáng)化生物陰極的電化學(xué)還原作用下，偶氮染料中發(fā)色基團(tuán)偶氮雙鍵斷裂，生成小分子芳香烴類(lèi)物質(zhì)，具體地，直接藍(lán)71中苯環(huán)之間的偶氮鍵在這里斷裂，一分子直接藍(lán)71物質(zhì)降解為一分子2-萘胺-4,8-二磺酸，一分子1-萘胺，一分子1-萘胺-7-磺酸和一分子2-氨基-5-萘酚-7-磺酸物質(zhì)，廢水脫去本身的深藍(lán)色。

c、經(jīng)過(guò)mr—1強(qiáng)化生物陰極的廢水通過(guò)第一布水板7的多個(gè)小孔流入第二管體3，第二管體3內(nèi)設(shè)有單個(gè)生物陽(yáng)極301，其附著有厭氧生物的石墨碳刷作為mr—1強(qiáng)化生物陽(yáng)極。廢水在第二管體3中與mr—1強(qiáng)化生物陽(yáng)極301接觸，mr—1強(qiáng)化生物陽(yáng)極301表面附著的厭氧生物膜(即shewanellaoneidensismr-1)將小分子易降解有機(jī)物進(jìn)行分解，并產(chǎn)生額外電子，通過(guò)外電路，將額外電子提供給mr—1強(qiáng)化生物陰極，促進(jìn)生物陰極反應(yīng)的進(jìn)行，進(jìn)一步加快了偶氮鍵的斷裂，達(dá)到進(jìn)一步脫色的效果。

d、經(jīng)過(guò)mr—1強(qiáng)化生物陽(yáng)極的廢水通過(guò)升流式從第二布水板8中間的通孔流入第三管體4，廢水在第三管體4中進(jìn)行接觸氧化反應(yīng)與光催化反應(yīng)，第三管體4中裝有混合填料，混合填料由中間的板型填料405(材料為聚氨酯)和外部筒型填料404(聚乙烯纖維)3組成，氧氣通過(guò)曝氣頭402進(jìn)入第三管體4內(nèi)，為圓筒填料上附著的好氧微生物提供氧源，同時(shí)通過(guò)曝氣(曝氣量900ml/min)促進(jìn)液體在管體內(nèi)的流動(dòng)，混合填料內(nèi)版型填料上的光催化材料在紫外燈403照射下促進(jìn)剩余偶氮染料脫色，通過(guò)混合填料上筒型填料內(nèi)圈上的好氧微生物對(duì)小分子芳香烴類(lèi)物質(zhì)中苯環(huán)開(kāi)鏈，混合填料筒型填料外圈的厭氧生物膜(厭氧生物膜也可以是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物以及藻類(lèi)組成的生態(tài)系統(tǒng)，外圈生物膜中厭氧菌占比較大。)也進(jìn)一步使殘留的偶氮鍵未斷裂偶氮染料進(jìn)一步降解，三者結(jié)合使偶氮染料進(jìn)一步礦化，使得廢水中色度和cod濃度大幅降低，第三管體4上設(shè)置的通孔401可用于取樣檢測(cè)檢測(cè)。

e、第三管體4與第四管體9連通，經(jīng)過(guò)第四管體9得到成品水通過(guò)廢水流出孔901排出。在第四管體9內(nèi)的管壁上安裝有用于監(jiān)測(cè)生物電極產(chǎn)電菌活性的第二參比電極902。水力停留時(shí)間12h情況下，于第二取樣孔302處進(jìn)行多次取樣，直接藍(lán)71廢水的脫色率可達(dá)85％，于通孔401處進(jìn)行多次取樣，直接藍(lán)71染料廢水的脫色率達(dá)到96％±2％。經(jīng)檢測(cè)出水cod低于200mg/l，直接藍(lán)71濃度低于5mg/l，則廢水流出孔901處出水cod去除率可達(dá)96％。由此可見(jiàn)，本發(fā)明的廢水處理系統(tǒng)，可以有效去除廢水中的染料大分子物質(zhì)，對(duì)于高cod含量的廢水處理效果明顯。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明做其它形式的限制，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。