反硝化除磷產(chǎn)電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種反硝化除磷產(chǎn)電裝置，在處理污水中的COD、氮、磷等污染物的同時(shí)產(chǎn)生電能的新工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)反硝化除磷工藝主要由厭氧、好氧、缺氧反應(yīng)器組成，分為單污泥工藝和雙污泥工藝。在單污泥工藝中，硝化細(xì)菌和反硝化聚磷菌存在于同一個(gè)反應(yīng)器中，依次經(jīng)歷著厭氧、缺氧、好氧三種運(yùn)行環(huán)境，但在雙污泥工藝中，硝化細(xì)菌與反硝化細(xì)菌各自存在于單獨(dú)的反應(yīng)器中，它們可以在各自最佳運(yùn)行環(huán)境中生長，并且能夠更好地解決傳統(tǒng)工藝中硝化菌和聚磷菌的競爭矛盾。但是，反硝化除磷工藝在處理生活污水的過程中，已馴化成熟的微生物在很多方面還沒有發(fā)揮到應(yīng)有的作用，例如微生物中含有大量的化學(xué)能等，造成了一定的資源浪費(fèi)。微生物燃料電池是利用微生物的催化作用降解污水中的有機(jī)物，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的新型反應(yīng)器，但對降低污水中的氮、磷等污染物無明顯去除效果。有關(guān)反硝化除磷工藝與微生物燃料電池耦合的研宄在國內(nèi)外還屬于空白領(lǐng)域，耦合裝置成功運(yùn)行后，在處理污水的同時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定的電能，具有很高的理論和應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述存在的技術(shù)問題，為了克服在處理污水的過程中，造成了大量的有機(jī)能源的浪費(fèi)，無可再生綠色能源產(chǎn)生的不足，本發(fā)明提供一種反硝化除磷產(chǎn)電裝置，它是將反硝化除磷工藝與微生物燃料電池耦合的新型裝置，該裝置不僅能夠降低污水中COD、TN和TP的濃度而凈化污水，而且能夠利用微生物的催化作用產(chǎn)生電能。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種反硝化除磷產(chǎn)電裝置，包括依次連接的水箱、厭氧池、初沉池、好氧池、二沉池、缺氧池和終沉池，其中厭氧池作為微生物燃料電池的陽極室，二沉池作為微生物燃料電池的陰極室，陽極室和陰極室分別外接電阻箱，厭氧池和二沉池之間由離子交換膜隔開，初沉池和缺氧池間通過超越污泥管路連接，好氧池和二沉池及終沉池和厭氧池間分別通過回流污泥管路連接，終沉池上還設(shè)有出水及排泥口，在處理污水的同時(shí)，產(chǎn)生電能，實(shí)現(xiàn)反硝化除磷與微生物燃料電池兩種工藝的耦合。
[0006]進(jìn)一步地，所述水箱的進(jìn)水管路、污泥超越和污泥回流管路上均連接有泵。
[0007]進(jìn)一步地，所述厭氧池、初沉池、好氧池、二沉池、缺氧池和終沉池的底部均為漏斗狀，底部出口均設(shè)有排水閥。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0009]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0010]本發(fā)明利用反硝化除磷工藝處理生活污水，可以在降低污水中的COD、TP和TN的濃度，凈化水體的同時(shí)產(chǎn)生了穩(wěn)定的電壓值，既有效的處理了污水中的污染物，又產(chǎn)生了電會(huì)K。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
[0012]圖2是本發(fā)明的工作原理圖。
[0013]圖3是本發(fā)明的產(chǎn)電部分構(gòu)造原理圖。
[0014]圖中:1.水箱，2.厭氧池，3.初沉池，4.好氧池，5.二沉池，6.缺氧池，7.終沉池，
8.泵，9.電阻箱，10.電壓表，11.離子交換膜，12.碳?xì)郑?3.超越污泥管路，14.回流污泥管路。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0016]實(shí)施例:如圖1所示，本發(fā)明包括依次連接的水箱1、厭氧池2、初沉池3、好氧池4、二沉池5、缺氧池6和終沉池7，其中厭氧池2作為微生物燃料電池的陽極室，二沉池5作為微生物燃料電池的陰極室，陽極室和陰極室分別外接電阻箱9，厭氧池2和二沉池5之間由離子交換膜11隔開，初沉池3和缺氧池6間通過超越污泥管路13連接，好氧池4和二沉池5及終沉池7和厭氧池2間分別通過回流污泥管路14連接，終沉池7上還設(shè)有出水口及排泥口，在處理污水的同時(shí)，產(chǎn)生電能，實(shí)現(xiàn)反硝化除磷與微生物燃料電池兩種工藝的耦合。
[0017]所述水箱I的進(jìn)水管路、污泥超越管路13和污泥回流管路14上均連接有泵8。所述厭氧池2、初沉池3、好氧池4、二沉池5、缺氧池6和終沉池7的底部均為漏斗狀，底部出口均設(shè)有排水閥。
[0018]本發(fā)明在處理污水的過程中，利用反硝化除磷工藝降低污水中COD、TN和TP的濃度，凈化污水，將厭氧池2作為微生物燃料電池的陽極室，二沉池5作為微生物燃料電池的陰極室，中間由離子交換膜11隔開，陰陽兩極由銅導(dǎo)線連接形成外電路，以厭氧、好氧、缺氧相結(jié)合的連續(xù)流雙污泥反硝化除磷工藝為基礎(chǔ)，在處理污水的同時(shí)，產(chǎn)生一定的電能，實(shí)現(xiàn)反硝化除磷與微生物燃料電池兩種工藝的耦合。本發(fā)明在運(yùn)行期間污水中COD、氨氮和總磷的水質(zhì)指標(biāo)分別為300mg/L、40mg/L和10mg/L左右，厭氧池2、好氧池4和缺氧池6的溶解氧濃度分別為0.2mg/L、1.0-2.0mg/L和0.5mg/L，好氧池4、作為陰極室的二沉池5和缺氧池6的水溫控制在25°C，污泥濃度(MLSS)控制在5000mg/L。生活污水輸送至陽極厭氧池2，在厭氧條件下，產(chǎn)電菌氧化分解有機(jī)碳源，產(chǎn)生電子和質(zhì)子，電子經(jīng)外電路傳遞到陰極，形成電流，質(zhì)子通過離子交換膜11進(jìn)入到陰極室，同時(shí)反硝化聚磷菌將細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽以溶解性磷酸鹽的形式釋放到水中，利用此過程中產(chǎn)生的能量將低級(jí)脂肪酸合成有機(jī)儲(chǔ)備物質(zhì)PHB作為下一階段所用，此時(shí)表現(xiàn)為磷的釋放，污水流經(jīng)初沉池3，進(jìn)入到好氧池4，在硝化菌的作用下，將污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，然后流入陰極二沉池5，陰極室在厭氧條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將污水中的硝酸鹽還原為亞硝酸鹽或氮?dú)馀懦鱿到y(tǒng)外，最后流入到缺氧池6，反硝化聚磷菌在缺氧池6利用硝酸鹽和亞硝酸鹽作為電子受體進(jìn)行過量吸磷，氮以氣態(tài)化合物形式排出系統(tǒng)外，從而達(dá)到同步脫氮除磷效果。陰陽極由導(dǎo)線連接，形成外電路，進(jìn)而生成電勢差。在啟動(dòng)運(yùn)行期間需要連續(xù)檢測反應(yīng)過程中的C0D、TN、TP的濃度變化以及產(chǎn)電情況。
[0019]在圖2中，裝置整體形狀為矩形，裝置中各個(gè)反應(yīng)器的底部為漏斗狀，設(shè)有排水閥。裝置在啟動(dòng)運(yùn)行過程中，試驗(yàn)的進(jìn)水、污泥超越和污泥回流采用泵輸送，其余水流均按重力流運(yùn)轉(zhuǎn)，依次經(jīng)過厭氧池(陽極室)2、初沉池3、好氧池4、二沉池(陰極室)5、缺氧池6、終沉池7，對污水進(jìn)行凈化處理。
[0020]如圖3所示，為本發(fā)明裝置的產(chǎn)電部分構(gòu)造原理圖，陰極室(厭氧池2)與陰極室(二沉池5)相連，中間由離子交換膜11隔開，陰、陽極所用材料為碳?xì)?2，由銅導(dǎo)線連接，外接電阻箱9，電阻箱9兩端接電壓表10進(jìn)行電壓值的測定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種反硝化除磷產(chǎn)電裝置，其特征在于:包括依次連接的水箱、厭氧池、初沉池、好氧池、二沉池、缺氧池和終沉池，其中厭氧池作為微生物燃料電池的陽極室，二沉池作為微生物燃料電池的陰極室，陽極室和陰極室分別外接電阻箱，厭氧池和二沉池之間由離子交換膜隔開，初沉池和缺氧池間通過超越污泥管路連接，好氧池和二沉池及終沉池和厭氧池間分別通過回流污泥管路連接，終沉池上還設(shè)有出水及排泥口，在處理污水的同時(shí)，產(chǎn)生電能，實(shí)現(xiàn)反硝化除磷與微生物燃料電池兩種工藝的耦合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述反硝化除磷產(chǎn)電裝置，其特征在于:所述水箱的進(jìn)水管路、污泥超越和污泥回流管路上均連接有泵。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述反硝化除磷產(chǎn)電裝置，其特征在于:所述厭氧池、初沉池、好氧池、二沉池、缺氧池和終沉池的底部均為漏斗狀，底部出口均設(shè)有排水閥。
【專利摘要】一種反硝化除磷產(chǎn)電裝置，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。包括依次連接的水箱、厭氧池、初沉池、好氧池、二沉池、缺氧池和終沉池，其中厭氧池作為微生物燃料電池的陽極室，二沉池作為微生物燃料電池的陰極室，陽極室和陰極室分別外接電阻箱，厭氧池和二沉池之間由離子交換膜隔開，初沉池和缺氧池間通過超越污泥管路連接，好氧池和二沉池及終沉池和厭氧池間分別通過回流污泥管路連接，終沉池上還設(shè)有出水及排泥口，在處理污水的同時(shí)，產(chǎn)生電能，實(shí)現(xiàn)反硝化除磷與微生物燃料電池兩種工藝的耦合。本發(fā)明利用反硝化除磷工藝處理生活污水，降低污水中的COD、TP和TN的濃度，凈化水體的同時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓值，有效的處理了污水中的污染物，又產(chǎn)生了電能。
【IPC分類】H01M8/16, C02F3/30
【公開號(hào)】CN104925946
【申請?zhí)枴緾N201510270780
【發(fā)明人】張立成, 李曉龍
【申請人】沈陽建筑大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月25日