一种生物电化学反应器及其在降解氟代硝基苯类废水中的应用.pdf

本发明公开了一种生物电化学反应器及其在降解氟代硝基苯类废水中的应用，该生物电化学反应器包括床体，床体内设有电极，电极为径向透水的螺旋卷式电极，床体内还设有处于螺旋卷式电极外围的布水器，以及处于螺旋卷式电极中心位置的出水装置。本发明该螺旋卷式电极由相互绝缘的阴极电极和阳极电极卷绕而成，阴阳极同时对污染物进行处理，不仅提高了处理效率，而且简便了操作步骤，降低了处理成本。同时，在螺旋卷式电极外围设置布水器，在螺旋卷式电极中心设置出水装置，废水由螺旋卷式电极外围向中心渗透，螺旋卷式电极中形成有多个能对废水进行多次处理的阴极-阳极组，大大提高废水的处理效率；经本发明处理过的氟代硝基苯类废水，其氟代硝基苯类污染物的去除率、脱氟率和矿化率基本都达到90％以上。

权利要求书
1.  一种生物电化学反应器，包括床体，床体内设有电极，其特征在 于，所述电极为径向透水的螺旋卷式电极，所述床体内还设有处于螺旋卷 式电极外围的布水器，以及处于螺旋卷式电极中心位置的出水装置。

2.  如权利要求1所述的生物电化学反应器，其特征在于，所述螺旋 卷式电极包括阳极层、阴极层、以及位于阳极层和阴极层之间的隔离层， 阳极层与阴极层之间连接电源。

3.  如权利要求2所述的生物电化学反应器，其特征在于，所述隔离 层为硬性网孔结构。

4.  如权利要求2所述的生物电化学反应器，其特征在于，所述阳极 层和阴极层中至少一者为折叠式结构。

5.  如权利要求1～4任一所述的生物电化学反应器，其特征在于，所 述出水装置包括两端开口的立式圆筒，圆筒的底部开设有若干透水孔，圆 筒的中部设有三相分离器，圆筒的顶部设有溢流槽，该溢流槽外接有出水 管。

6.  如权利要求5所述的生物电化学反应器，其特征在于，所述圆筒 内插设有进水管，该进水管通过处于螺旋卷式电极底部的连接管与布水器 相连通。

7.  如权利要求6所述的生物电化学反应器，其特征在于，所述螺旋 卷式电极的底部带有与该连接管相配合的弧形缺口。

8.  如权利要求1所述的生物电化学反应器，其特征在于，所述床体 内设有温控装置和搅拌装置。

9.  如权利要求1～8任一所述的生物电化学反应器在降解氟代硝基苯 类废水中的应用，其特征在于，所述螺旋卷式电极中，阴极层处于外层， 阳极层处于内层。

10.  如权利要求9所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：
(1)接通电源，向床体内接种经过驯化的具有电化学催化活性的嗜 热微生物，并调节床体内的温度为该嗜热微生物的适宜生长温度，进行微 生物挂膜；
(2)挂膜完成后，将氟代硝基苯类废水送入床体内，螺旋卷式电极 中的阴极层和阳极层交替地对废水进行降解；
(3)降解完成后，将清水排出。

说明书一种生物电化学反应器及其在降解氟代硝基苯类废水中的应用
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种生物电化学反应器及其在降解氟代硝基苯类废水中的应用。
背景技术
有机氟产品广泛用于军工、电子、纺织、轻工、医药和农业等各方面，已成为化工行业中发展最快、最具前景的产业之一，但与此同时也产生了大量的有机氟污染物。目前国内处理氟盐废水的方法主要有沉淀法、混凝法和吸附法，但这些方法均是只对含氟废水中的氟盐进行去除，对有机氟污染物的处理效果不佳。
氟代硝基苯类化合物是典型的难降解有毒有机氟污染物，由于此污染物中的硝基和氟原子均为吸电子基，使得苯环上的电子云密度大大下降，使氧化酶的亲电子攻击大大受阻，造成在自然界中较难被降解，具有“三致性”、“脂溶性”，为国际公认危险污染物。采用传统的生物处理法虽然能实现硝基到胺基的还原，但在脱氟方面效率较低。换言之，有机氟污染物的毒性并没有减小。
生物电催化技术是一种将微生物代谢与电化学催化原理相结合的新型废水处理技术。该技术是利用电极微生物强大的胞外电子传递能力，直接(或间接)地向电极提供(或从电极获得)电子，并通过微生物酶对目标物作用，从而形成微生物与电化学有机结合的功能体系，定向地转化或者降解污染物。利用该技术可以在阳极实现在阳极有机污染物的氧化，在阴极实现氧化性污染物的还原。
如公开号为CN 103787490 A的中国发明专利申请公开了一种用于处理有机氟废水的生物电化学反应器及有机氟废水的处理方法，该生物电化学反应器包括床体，床体内分为阴极室和阳极室，阴极室内设生物阴极，阳极室内设生物阳极，阴极室和阳极室底部通过导管相连。废水首先进入 阴极，在阴极微生物的催化作用下，目标污染物被还原从而降低了生物毒性，可生化性提高；然后阴极室的出水进入到阳极室进行氧化，最终使污染物达到矿化。
该生物电化学反应器的不足之处在于：①其使用的阴极微生物为中温微生物，而中温微生物很容易在电场作用下发生褶皱甚至死亡，有研究表明中温生物电化学系统在运行一段时间后生物量和蛋白含量明显下降，这大大限制了工程实际的应用；②其为双室反应器，反应器内内阻较大，能耗较高，并且很多双室反应器中需要用到离子交换膜，运行成本大，且传质效率不高。
公告号为CN 102351312 B的中国发明专利公开了一种生物电化学脱氮反应器，包括床体，生物阴极和生物阳极分别置于床体内两侧，且分别与直流电源的负极和正极连接。在阳极，氨态氮在氨氧化菌群的作用下被氧化为亚硝态氮和硝态氮，同时向电路中提供电子；在阴极，亚硝态氮和硝态氮在反硝化菌群的作用下利用外电路提供的电子被还原成氮气。生物硝化反硝化在同一反应器中进行，实现完全自养同步脱氮。
该生物电化学反应器虽然是单室反应器，但阴极和阳极的面积较小，两者之间的间隔较大，阴极与阳极之间发生的电化学反应续接不畅；且阳极处在阴极的下游，仅对废水作一次连续处理，降解效率不高。
发明内容
本发明公开了一种生物电化学反应器，该生物电化学反应器对废水的处理效率大大提高。
一种生物电化学反应器，包括床体，床体内设有电极，所述电极为径向透水的螺旋卷式电极，所述床体内还设有处于螺旋卷式电极外围的布水器，以及处于螺旋卷式电极中心位置的出水装置。
本发明的床体属于单室反应器，并且电极不是常规的板式阳极或阴极，而是可径向透水的螺旋卷式电极，该螺旋卷式电极由相互绝缘的阴极电极和阳极电极卷绕而成，阴阳极同时对污染物进行处理，不仅提高了处理效率，而且简便了操作步骤，降低了处理成本。
同时，在螺旋卷式电极外围设置布水器，在螺旋卷式电极中心设置出 水装置，待处理废水由螺旋卷式电极外围向中心渗透，螺旋卷式电极由外向内含有多个螺旋，从而形成多个能对废水进行多次处理的阴极-阳极组，大大提高废水的处理效率。
本发明的螺旋卷式电极中，阳极层和阴极层的内外顺序可根据废水的具体种类而定。
作为优选，所述螺旋卷式电极包括阳极层、阴极层、以及位于阳极层和阴极层之间的隔离层，阳极层与阴极层之间连接电源。废水可透过性的隔离层起到绝缘的作用，防止阳极层与阴极层接触而发生短路。
作为优选，所述隔离层为硬性网孔结构，可选用聚四氟乙烯材料制成。一方面，阳极层或阴极层一般采用碳毡或碳纤维材料制成，材质较软，硬性的隔离层可以对阳极层或阴极层起到支撑的作用；另一方面，在隔离层上开设网孔，更有利于废水透过。
作为优选，螺旋卷式电极中，阳极层与阴极层之间的间距保持在1～2cm；阳极层或阴极层的面积控制在50-100m2/m3床体。一方面保证废水处理效率，一方面防止阳极层与阴极层之间发生短路。
实际操作过程中，可以将阳极层和阴极层分别采用硬性网孔结构的隔离层固定，然后再组装成螺旋卷式电极。
作为优选，所述阳极层和阴极层中至少一者为折叠式结构。折叠式结构一方面可以增大反应面积，另一方面可以降低阳极层和阴极层之间的接触几率，进一步防止短路。
在实际应用中，一般可以根据目标污染物的氧化还原性质选择将阳极层或阴极层中一者设置成折叠式结构，若目标污染物是氧化性为主，则将阴极层设置成折叠式结构，若目标污染物是还原性为主，则将阳极层设置成折叠式结构。例如，本发明装置用于处理氟代硝基苯类污染物时，宜将阴极层设置成折叠式结构。
作为优选，所述出水装置包括两端开口的立式圆筒，圆筒的底部开设有若干透水孔，圆筒的中部设有三相分离器，圆筒的顶部设有溢流槽，该溢流槽外接有出水管。
废水从螺旋卷式电极的最外侧进入，由外向内依次渗透到螺旋卷式电极的中心部位，经螺旋卷式电极降解处理的废水从透水孔进入圆筒内，并 沿圆筒内壁上升，经三相分离器分离后得到澄清的出水；澄清的出水先到达溢流槽内，再经出水管被排出。
作为优选，所述出水管内安装有固液分离器，固液分离器的水力负荷优选为0.3～0.6m3/m2·h。
作为优选，所述圆筒内插设有进水管，该进水管通过处于螺旋卷式电极底部的连接管与布水器相连通。将布水器设置在螺旋卷式电极外围，废水与螺旋卷式电极的接触面积由大变小，与废水的处理进程相一致，有效利用螺旋卷式电极。将进水管设置在螺旋卷式电极中心位置，不仅结构紧凑，也使得废水进入后能在布水器的不同位置上同时出水，保证均匀处理。连接管的根数可以根据需要具体设置。
作为优选，所述螺旋卷式电极的底部带有与该连接管相配合的弧形缺口。弧形缺口有利于将螺旋卷式电极牢固地安装在床体内。
本发明中，所述床体内还设有温控装置和搅拌装置。
温控装置用于调节废水温度至降解微生物的适宜生长温度，搅拌装置用于使含有降解微生物的活性污泥始终处于悬浮状态，均匀分散在废水中，既便于降解微生物在螺旋卷式电极上挂膜，也便于增强电极、嗜热微生物和污染物三者之间的电子传递效率，有利于对废水作充分降解。
为向阳极层提供一定浓度的溶解氧，本发明中还设有曝气装置。曝气装置可以直接设置在床体内，待废水进入后再调节溶解氧浓度，也可以设置在进水管上，在进水前即调节溶解氧浓度。但一般情况下，原废水中的溶解氧已能满足本发明床体内阳极层的反应需求，因此曝气装置并非本发明所必需的。
本发明还提供了所述生物电化学反应器在降解氟代硝基苯类废水中的应用。
将本发明的生物电化学反应器用于降解氟代硝基苯类废水时，所采用的螺旋卷式电极中，阴极层处于外层，阳极层处于内层；这是由氟代硝基苯类废水的自身性质决定的。
氟代硝基苯类污染物中的硝基是较强的吸电子基团，因此降解过程中，氟代硝基苯类污染物先与阴极层接触，在降解微生物的催化作用下，目标污染物直接利用电极表面的电子，其中含有的氧化性基团被还原(如 硝基转化成胺基)，使得氟代硝基苯类污染物的生物毒性降低，同时有机氟化物得电子还原脱氟，氟代硝基苯类废水的可生化性进一步提高；而还原生成的胺基则是较强的供电子基团，因此会向阳极层迁移，在好氧条件下，脱氟有机物被降解微生物以碳源形式代谢并最终矿化，同时在阳极电刺激作用下，降解微生物的催化性能进一步提高，其对有机物的利用效率也得到提升。
作为优选，所述阴极层采用羟基改性的碳毡或碳纤维材料制成，阳极层采用羧基改性的碳毡或碳纤维材料制成。羟基改性能促使含硝基的污染物吸附在阴极层表面，羧基改性则能促使含胺基的污染物吸附在阳极层表面，从而加快处理效率。
作为优选，所述应用包括以下步骤：
(1)接通电源，向床体内接种经过驯化的具有电化学催化活性的嗜热微生物，并调节床体内的温度为该嗜热微生物的适宜生长温度，进行微生物挂膜；
本发明选用嗜热微生物作为氟代硝基苯类污染物的降解微生物，这是因为，与其他在常温环境下生长的微生物相比，嗜热微生物细胞和酶蛋白均具有独特的耐热性，能够在更大程度上适应电极表面微区内急剧的热量变化，大大提高了微生物与电化学的耦合矿化效果。经过较长时间的生长后，嗜热微生物仍旧能保持旺盛增殖，生物量增长明显，未见死亡现象。
本发明中，所述具有电化学催化活性的嗜热微生物的驯化方法为：
以温泉口底泥作为原始污泥，在55～70℃下，利用典型的氟代硝基苯废水进行驯化，驯化过程中定期检测废水中氟代硝基苯的去除率、脱氟率以及矿化率，当氟代硝基苯的去除率、脱氟率以及矿化率均达到90％以上时，更换浓度更高的氟代硝基苯废水，以此类推，直至驯化用废水为原浓度的氟代硝基苯废水，出水中污染物浓度达到排放标准时，污泥驯化完成。
本发明中，床体内的反应温度55～70℃。
(2)挂膜完成后，将氟代硝基苯类废水送入床体内，阴极层和阳极层交替地对废水进行降解；
外加电场对微生物细胞的生长繁殖、基因表达和细胞膜的通透性有明显的影响。作为优选，在阴极层和阳极层两端的施加电压为1～2V。适当 电场可以促进酶系的活性表达，但过大的电场会对微生物产生抑制甚至毒害作用。
作为进一步优选，降解过程中，控制床体中阴极电势为-1～-0.5V vs SHE，阳极电势为0.5～1V vs SHE，床体内电流密度大小为1～5A/m2。
作为优选，降解过程中控制废水中的溶解氧浓度为0.4～1.2mg/L；更优选为0.5～1mg/L。一定浓度的溶解氧可以提高阳极层对有机物的氧化能力，但过高浓度的溶解氧会限制阴极层与污染物的电子传递，从而降低阴极层的还原作用。
(3)降解完成后，将清水排出。
经本发明处理过的氟代硝基苯类废水，其氟代硝基苯类污染物的去除率、脱氟率和矿化率基本都达到90％以上。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的床体属于单室反应器，并且电极不是常规的板式阳极或阴极，而是可径向透水的螺旋卷式电极，该螺旋卷式电极由相互绝缘的阴极电极和阳极电极卷绕而成，阴阳极同时对污染物进行处理，不仅提高了处理效率，而且简便了操作步骤，降低了处理成本；
(2)本发明在螺旋卷式电极外围设置布水器，在螺旋卷式电极中心设置出水装置，待处理废水由螺旋卷式电极外围向中心渗透，螺旋卷式电极由外向内含有多个螺旋，从而形成多个能对废水进行多次处理的阴极-阳极组，大大提高废水的处理效率；
(3)本发明选用嗜热微生物作为氟代硝基苯类污染物的降解微生物，这是因为，与其他在常温环境下生长的微生物相比，嗜热微生物细胞和酶蛋白均具有独特的耐热性，能够在更大程度上适应电极表面微区内急剧的热量变化，大大提高了微生物与电化学的耦合矿化效果，经本发明处理过的氟代硝基苯类废水，其氟代硝基苯类污染物的去除率、脱氟率和矿化率基本都达到90％以上。
附图说明
图1为本发明一种生物电化学反应器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，本实施例一种生物电化学反应器，包括床体1和盖体(图中省略)，床体1和盖体均采用保温材料制成，床体1内设有螺旋卷式电极2。
本实施例中，螺旋卷式电极2由外向内由四层结构组成，依次是隔离层21、阴极层22、隔离层21、阳极层23，阳极层23与阴极层22之间连接有直流稳压电源3。
其中，阴极层22采用羟基改性的碳毡制成，且为折叠式结构；阳极层23采用羧基改性的碳毡制成；隔离层21为硬性网孔结构，采用绝缘的聚四氟乙烯材料制成。
由图1可见，床体1内设有处于螺旋卷式电极2外围的布水器4，以及处于螺旋卷式电极3中心位置的出水装置6。该出水装置6包括两端开口的立式圆筒61，圆筒61固定在盖体上(但圆筒61顶部不直接接触盖体，进水管5即设置在该圆筒61内)，从螺旋卷式电极3中心位置伸入床体1内，但圆筒61底部不接触床体1底面；圆筒61的底部开设有若干透水孔62，中部安装有三相分离器63，顶部设有溢流槽64，该溢流槽64外接有出水管65。
本实施例中，出水管65内还安装有固液分离器(图中省略)，固液分离器的水力负荷控制在0.3～0.6m3/m2·h。
本实施例中，布水器4的进水方式为：圆筒61内插设有进水管5，该进水管5的进水端伸出盖体外，出水端通过周向均匀布置的连接管51与布水器4相连通。根据实际需要，进水管5上可以安装曝气器和流量计，在废水进入前对其溶解氧含量进行调整。
由图1可见，床体1的底部设有恒温磁力搅拌器(图中省略)，其搅拌子7旋转以使床体1内活性污泥处于悬浮、混匀状态。为防止进水管5阻碍搅拌子7旋转，在圆筒61内，进水管5并不是径直插向床体1底部的，并且通过倾斜布置或迂回布置的连接管51与布水器4相连通。
安装时，先将阳极层23和阴极层22分别固定在一个隔离层21上，然后再组装成螺旋卷式电极2；螺旋卷式电极2中，阳极层23与阴极层22之间的间距保持在1～2cm；阳极层23或阴极层22的面积控制在50-100m2/m3；将布水器4、连接管51以及进水管5固定到床体1内，再放入螺旋卷式电极2，螺旋卷式电极2的底部带有与连接管51相配合的缺口24，通过该缺口24将螺旋卷式电极2固定在床体1内；最后将圆筒61竖直放入螺旋卷式电极2的中心位置，盖上盖体。
本实施例生物电化学反应器的工作过程如下：
处理废水前，先进行微生物挂膜；挂膜完成后，将废水经进水管5送入床体1，从布水器4喷出，由外向内透过螺旋卷式电极2，废水渗透过程中，先在阴极层22被还原，再在阳极层23被氧化，如此循环交替进行；废水处理过程中，恒温磁力搅拌器将床体内温度维持在降解微生物的适宜生长温度，且搅拌子7持续旋转，使床体1内活性污泥始终处于悬浮、混匀状态；当废水渗透至螺旋卷式电极2中心部位时，经螺旋卷式电极2降解处理的废水从透水孔62进入圆筒61内，并沿圆筒61内壁上升，经三相分离器63分离后得到澄清的出水；澄清的出水先到达溢流槽64内，再进入出水管65，出水管65内的固液分离器进一步对出水作固液分离后达标排放。
本发明的实施例中，螺旋卷式电极2上的挂膜微生物均为经过驯化的具有电化学催化活性的嗜热微生物，该嗜热微生物的驯化过程为：
嗜热微生物的驯化在驯化反应器中进行，该驯化反应器为单室反应器，呈圆柱体形(直径10cm，高15cm)，阴极和阳极的电极都为碳毡，阴极和阳极两端施加的电压为1.4V；
驯化反应器内的反应液为典型的氟代硝基苯类废水，体积为1000mL；
驯化采用的原始污泥来源于腾冲温泉口，驯化反应器内原始污泥的接种量为4g/L；
驯化过程在55～70℃下进行；
驯化开始时采用的反应液为浓度稀释4倍的原氟代硝基苯类废水，每隔24～48h换水一次，每隔一个星期测定废水中典型的氟代硝基苯类物质的去除率和脱氟率以及矿化率，当目标污染物的去除率、脱氟率和矿化率 都达到90％以上时，将反应液浓度提高一倍，以此类推，直至反应液为原氟代硝基苯废水，出水污染物浓度达到排放标准时，污泥驯化完成，获得高温驯化污泥。
实施例2
利用实施例1中的生物电化学反应器对氟代硝基苯类废水进行处理，本实施例中，生物电化学反应器的容积为1000mL，装液量为800mL；选用的氟代硝基苯类物质为对氟硝基苯。
处理过程包括以下步骤：
(1)开启恒温磁力搅拌器，保持床体内温度为55℃，搅拌强度保持在12kW/m3；接通直流稳压电源，向螺旋卷式电极施加电压2V，按接种量为4g/L向床体内接种高温驯化污泥，挂膜7天；
(2)挂膜完成后，将含有对氟硝基苯(初始浓度为60mg/L)的电解液送入床体内，螺旋卷式电极中的阴极层和阳极层交替地对废水进行降解；
电解液配方为：

降解过程中控制床体内溶解氧浓度为0.8mg/L；
(3)运行12h后，将清水排出，检测清水中对氟硝基苯的去除率、脱氟率和TOC去除率，检测结果见表1。
实施例3
利用实施例1中的生物电化学反应器对氟代硝基苯类废水进行处理，本实施例中，生物电化学反应器的容积为1000mL，装液量为800mL；选用的氟代硝基苯类物质为对氟硝基苯。
处理过程包括以下步骤：
(1)开启恒温磁力搅拌器，保持床体内温度为55℃，搅拌强度保持在15kW/m3；接通直流稳压电源，向螺旋卷式电极施加电压1.2V，按接种量为4g/L向床体内接种高温驯化污泥，挂膜7天；
(2)挂膜完成后，将含有对氟硝基苯(初始浓度为60mg/L)的电解液送入床体内，螺旋卷式电极中的阴极层和阳极层交替地对废水进行降解；
降解过程中控制床体内溶解氧浓度为0.65mg/L；
(3)运行12h后，将清水排出，检测清水中对氟硝基苯的去除率、脱氟率和TOC去除率，检测结果见表1。
实施例4
利用实施例1中的生物电化学反应器对氟代硝基苯类废水进行处理，本实施例中，生物电化学反应器的容积为1000mL，装液量为800mL；选用的氟代硝基苯类物质为对氟硝基苯。
处理过程包括以下步骤：
(1)开启恒温磁力搅拌器，保持床体内温度为55℃，搅拌强度保持在19kW/m3；接通直流稳压电源，向螺旋卷式电极施加电压1.6V，按接种量为4g/L向床体内接种高温驯化污泥，挂膜7天；
(2)挂膜完成后，将含有对氟硝基苯(初始浓度为60mg/L)的电解液送入床体内，螺旋卷式电极中的阴极层和阳极层交替地对废水进行降解；
降解过程中控制床体内溶解氧浓度为0.9mg/L；
(3)运行12h后，将清水排出，检测清水中对氟硝基苯的去除率、脱氟率和TOC去除率，检测结果见表1。
对比例1
与实施例1相同，但步骤(1)中接种常温条件下驯化的污泥；处理完成后检测出水中对氟硝基苯的去除率、脱氟率和TOC去除率，检测结果见表1。
对比例2
与实施例1相同，但不接种任何活性污泥；处理完成后检测出水中对氟硝基苯的去除率、脱氟率和TOC去除率，检测结果见表1。
对比例3
与实施例1相同，但不施加电压；处理完成后检测出水中对氟硝基苯的去除率、脱氟率和TOC去除率，检测结果见表1。
对比例4
与实施例1相同，但不采用螺旋卷式电极，而是分别将阳极电极和阴极电极分别置于床体的两侧，对废水进行处理；处理完成后检测出水中对氟硝基苯的去除率、脱氟率和TOC去除率，检测结果见表1。
对比例5
与实施例1相同，但碳毡不作改性处理；处理完成后检测出水中对氟硝基苯的去除率、脱氟率和TOC去除率，检测结果见表1。
对比例6
与实施例1相同，但阴极层为非折叠式结构；处理完成后检测出水中对氟硝基苯的去除率、脱氟率和TOC去除率，检测结果见表1。
表1 各实施例对废水的处理结果
  对氟硝基苯去除率 脱氟率 TOC去除率 实施例2 97％ 92％ 90％ 实施例3 93％ 91％ 90％ 实施例4 98％ 94％ 92％ 对比例1 81％ 44％ 42％ 对比例2 34％ 12％ 7％ 对比例3 46％ 24％ 19％
[0104]  对比例4 63％ 52％ 49％ 对比例5 78％ 82％ 77％ 对比例6 73％ 75％ 71％
由表1可见，单纯电化学处理(对比例2)、单纯微生物处理(对比例3)相比，生物电化学处理的效率更高、更好；而与常温驯化污泥相比，高温驯化污泥的处理效率更高、更好；与常规电极相比，螺旋卷式电极的处理效率更高、更好；此外，对碳毡作改性处理、将阴极层设置为非折叠式结构均能进一步提高螺旋卷式电极的废水处理效率；本发明的生物电化学反应器对对氟硝基苯的去除率脱氟率和TOC去除率均可达到90％以上。