A填料的厚度為12~18cm;陰極區(qū)域2放置在植物的根系區(qū)，由 于植根的泌氧系統(tǒng)，該區(qū)域處于好氧的環(huán)境中。
[0038] 第二陰極區(qū)域21填料分為兩層，從上到下依次為活性炭顆粒B和普通堿石A,其中 第一層活性炭顆粒B填料的厚度為5~15cm，剩下的區(qū)域均填設普通堿石A;第二陰極區(qū)域21 與大氣直接接觸，又因第一陰極區(qū)域20的跌落進水，使得水體中溶解氧的濃度增加。
[0039] 上述挺水植物7選自根系發(fā)達、泌氧性能良好的蘆韋。普通堿石A的粒徑為4~8mm， 活性炭顆粒B的粒徑為3~5mm。
[0040] 上述CW-MFC禪合系統(tǒng)的降解方法
[0041] 包括如下步驟：
[0042] S1、含有偶氮染料的污水通過蠕動累累入系統(tǒng)的進水口 10,在陽極區(qū)域1的厭氧環(huán) 境下，產電菌通過分解簡單的有機物產生電子與質子，染料中的偶氮鍵與電子和質子相結 合裂解產生芳香胺；
[0043] S2、陰極區(qū)域2放置在挺水植物5的根系區(qū)，由于植根的泌氧系統(tǒng)，該區(qū)域處于好氧 的環(huán)境中，陽極區(qū)域1的處理水通過透水擋板3進入第一陰極區(qū)域20,在該區(qū)域大部分的芳 香胺類化合物開始發(fā)生降解，并生成簡單的有機物；
[0044] S3、第一陰極區(qū)域20的水流W跌水的方式進入第二陰極區(qū)域21，同時第二陰極區(qū) 域21與大氣直接接觸，使得第二陰極區(qū)域21水體中溶解氧的濃度增加，水體中未被降解的 部分芳香胺類化合物在第二陰極區(qū)域21繼續(xù)降解，而芳香胺類降解的簡單產物在溶氧充足 的第二陰極區(qū)域21完全降解。
[0045] 下面結合具體實施例對本系統(tǒng)的降解過程做出如下的詳細說明。
[0046] 實施例1
[0047] 實驗設計如下：
[0048] 實驗目的:研究本系統(tǒng)在處理不同種類及結構上存在差異的偶氮染料時的能力與 效果，本實驗的目標污染物W活性艷紅X-3B與剛果紅為例。
[0049] 染料簡介：
[0050] 活性艷紅X-3B化學結構為：
[0054]實驗參數:第一陰極區(qū)域20與第二陰極區(qū)域21的體積比為5:5,水力停留時間皿T 為3d，采取連續(xù)進水運行方式。
[0055] 實驗內容：對比的兩組實驗進水中活性艷紅X-3B與剛果濃度均為100~300mg/l; 選擇葡萄糖作為共基質，且進水中的葡萄糖的濃度均為120mg/L。
[0056] 實驗結果表明：在預先設置實驗參數的運行下，兩組實驗的各項指標均能達到較 好的去除效果:偶氮染料的脫色率均局達95%W上，COD的去除率為92%W上。
[0化7]實施例2 [0化引實驗設計如下：
[0059] 實驗目的：調整第一陰極區(qū)域20與第二陰極區(qū)域21的體積比值，確定出不同體積 比值下所能處理目標污染物的最優(yōu)濃度范圍和最佳皿T，本實驗的目標污染物W活性艷紅 X-3B為例。
[0060] 染料簡介：
[0061 ] 活性艷紅X-3B化學結構為：
[0062]
[0063] 實驗參數:第一陰極區(qū)域20與第二陰極區(qū)域21的體積比分別設為3:7、5:5、7:3， HRT為2、3、4d，采取連續(xù)進水運行方式。
[0064] 實驗內容:對比的Ξ組實驗中第一陰極區(qū)域20與第二陰極區(qū)域21的體積比依次為 3:7、5:5、7:3;對比的^組實驗進水中活性艷紅乂-38的分別對應取100~200111旨/1、200~ 300mg/L、300~400mg/LS個濃度區(qū)間；選擇葡萄糖作為共基質，且進水中的葡萄糖的濃度 均為 200mg/L。
[0065] 實驗結果表明：當進水中的染料濃度較低為100~200mg/L時，Ξ組實驗中的染料 脫色率與COD去除率均能達到較好的去除效果，去除效率均為92% W上；當進水中的染料濃 度為200~300mg/L時，體積比為3:7、5: 5的裝置在HRT為2和3天的時，實驗中染料脫色率與 COD去除率均能達到較好的去除效果，去除效率均為90% W上，而體積比為7:3時，達到同樣 去除效果則需要更長的皿T;當進水中的染料濃度較高為300~400mg/L時，在相同皿T的前 提下，Ξ組實驗中活性艷紅X-3B的脫色率相差不大，但體積比為3:7時，COD去除率較后兩者 有明顯提高，相比于后兩者70 %~85 %的COD去除率，體積比為3:7的COD去除率在此基礎上 提局了 8%W上。
[0066] 本發(fā)明第一陰極區(qū)域20與第二陰極區(qū)域21的體積比除實施例中出現(xiàn)的比例，還可 W設置成其他比例，如4:6,6:4等，并且處理的目標污染物不局限于W上兩種。基于本裝置 所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種用于偶氮染料降解的CW-MFC耦合系統(tǒng)，其特征在于:包括下層的陽極區(qū)域（1)、 上層的陰極區(qū)域(2);所述陰極區(qū)域(2)分設為第一陰極區(qū)域(20)、第二陰極區(qū)域(21)，第一 陰極區(qū)域(20)與陽極區(qū)域(1)之間可透水相接，第二陰極區(qū)域(21)與第一陰極區(qū)域(20)、陽 極區(qū)域（1)之間均不透水相鄰;在陽極區(qū)域（1)設有進水口（10)和進水閥，在第二陰極區(qū)域 (21)設有出水口（ 2 2)和出水閥;在系統(tǒng)的陰極區(qū)域(2)種有挺水植物(5)。2. 根據權利要求1所述的一種用于偶氮染料降解的CW-MFC耦合系統(tǒng)，其特征在于:第一 陰極區(qū)域(20)與第二陰極區(qū)域(21)的體積比設置為3:7至7:3之間，流經第一陰極區(qū)域(20) 的水流以跌水的方式進入第二陰極區(qū)域(21)。3. 根據權利要求2所述的一種用于偶氮染料降解的CW-MFC耦合系統(tǒng)，其特征在于:所述 第一陰極區(qū)域(20)與陽極區(qū)域（1)之間設有透水擋板(3);所述第二陰極區(qū)域(21)與第一陰 極區(qū)域(20)、陽極區(qū)域(1)之間均設有不透水擋板(4)。4. 根據權利要求3所述的一種用于偶氮染料降解的CW-MFC耦合系統(tǒng)，其特征在于:所述 透水擋板(3)的下方埋設有一層鵝卵石(C)，所述鵝卵石(C)的粒徑為15~25_。5. 根據權利要求1~4任一項所述的一種用于偶氮染料降解的CW-MFC耦合系統(tǒng)，其特征 在于:所述陽極區(qū)域（1)的填料從系統(tǒng)的進水口（10)延伸依次為普通礫石(A)、活性炭顆粒6. 根據權利要求5所述的一種用于偶氮染料降解的CW-MFC耦合系統(tǒng)，其特征在于：陽極 區(qū)域(1)中，普通礫石(A)填料的寬度范圍為6~8cm，活性炭顆粒(B)填料的寬度范圍為22~ 24cm〇7. 根據權利要求1~4任一項所述的一種用于偶氮染料降解的CW-MFC耦合系統(tǒng)，其特征 在于:所述第一陰極區(qū)域(20)的填料分為三層，從下到上依次為普通礫石(A)、活性炭顆粒 (B)和普通礫石(A);所述第二陰極區(qū)域(21)填料分為兩層，從上到下依次為活性炭顆粒(B) 和普通礫石(A)。8. 根據權利要求7所述的一種用于偶氮染料降解的CW-MFC耦合系統(tǒng)，其特征在于:第一 陰極區(qū)域(20)中，第一層普通礫石(A)填料的厚度為20~25cm，第二層活性炭顆粒(B)填料 的厚度為5~10cm，第三層普通礫石(A)填料的厚度為12~18cm;第二陰極區(qū)域(21)中，第一 層活性炭顆粒(B)填料的厚度為5~15cm〇9. 根據權利要求6或8所述的一種用于偶氮染料降解的CW-MFC耦合系統(tǒng)，其特征在于： 所述普通爍石(A)的粒徑為4~8mm，活性炭顆粒(B)的粒徑為3~5mm。10. -種用于偶氮染料降解的CW-MFC耦合系統(tǒng)的降解方法，其特征在于包括如下步驟： 51、 含有偶氮染料的污水通過蠕動栗栗入系統(tǒng)的進水口（10)，在陽極區(qū)域（1)的厭氧環(huán) 境下，產電菌通過分解簡單的有機物產生電子與質子，染料中的偶氮鍵與電子和質子相結 合裂解產生芳香胺； 52、 陰極區(qū)域(2)放置在挺水植物(5)的根系區(qū)，由于植根的泌氧系統(tǒng)，該區(qū)域處于好氧 的環(huán)境中，陽極區(qū)域（1)的處理水通過透水擋板(3)進入第一陰極區(qū)域(20)，在該區(qū)域大部 分的芳香胺類化合物開始發(fā)生降解，并生成簡單的有機物； 53、 第一陰極區(qū)域(20)的水流以跌水的方式進入第二陰極區(qū)域(21)，同時第二陰極區(qū) 域(21)與大氣直接接觸，使得第二陰極區(qū)域(21)水體中溶解氧的濃度增加，水體中未被降 解的部分芳香胺類化合物在第二陰極區(qū)域(21)繼續(xù)降解，而芳香胺類降解的簡單產物在溶 氧充足的第二陰極區(qū)域(21)完全降解。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于偶氮染料降解的CW?MFC耦合系統(tǒng)及其降解方法，包括下層的陽極區(qū)域、上層的陰極區(qū)域；所述陰極區(qū)域分設為第一陰極區(qū)域、第二陰極區(qū)域，第一陰極區(qū)域與陽極區(qū)域之間可透水相接，第二陰極區(qū)域與第一陰極區(qū)域、陽極區(qū)域之間均不透水相鄰；在陽極區(qū)域設有進水口和進水閥，在第二陰極區(qū)域設有多個出水口和出水閥；在系統(tǒng)的陰極區(qū)域種有挺水植物。第一陰極區(qū)域與第二陰極區(qū)域的體積比設置為3:7至7:3之間，流經第一陰極區(qū)域的水流以跌水的方式進入第二陰極區(qū)域；所述第一陰極區(qū)域與陽極區(qū)域之間設有透水擋板；第二陰極區(qū)域與第一陰極區(qū)域、陽極區(qū)域之間均設有不透水擋板。本發(fā)明結構簡單，陰極性能優(yōu)化、能使偶氮染料完全充分地降解。
【IPC分類】C02F3/32, C02F3/30
【公開號】CN105712484
【申請?zhí)枴緾N201610273268
【發(fā)明人】趙聯(lián)芳, 朱丹丹, 朱鐵松, 譚少文, 賀麗, 謝梅香
【申請人】河海大學
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年4月28日