一种强化污水脱氮除磷效率同时产电的方法

摘要

本发明涉及一种强化污水生物脱氮除磷效率同时产电的方法，主要针对污水处理工艺中厌氧释磷和缺氧反硝化过程对碳源需求的竞争造成的脱氮除磷效率低、运行成本高等问题而设计的。本发明污水生物脱氮除磷方法主要涉及阳极电极和阴极电极，将阳极和阴极分别设在脱氮除磷工艺的厌氧区和缺氧区，通过外导线和外接负载将阳极和阴极相连，形成闭合回路，采用电极与污水处理工艺耦合的方式强化脱氮除磷效率同时产生电能。本发明无需添加化学试剂、运行成本低、运用范围广、强化效果明显且能产生新能源，具有广泛的应用前景。

主权项

一种强化污水脱氮除磷效率同时产电的方法，其特征在于：将导电材料分别设于污水处理工艺的厌氧区和缺氧区，厌氧区电极材料做为阳极，缺氧区电极材料做为阴极，阳极和阴极通过外导线和外接负载相连，形成闭合回路，与污水处理工艺实现耦合，强化污水生物脱氮除磷效率的同时产生电能，具体方法如下：1)将纸壳碳、碳毡、碳布、石墨泡沫等导电材料设于污水处理工艺的厌氧区；2)将纸壳碳、碳毡、碳布、石墨泡沫等导电材料设于污水处理工艺的缺氧区；3)厌氧区导电材料做为阳极，缺氧区导电材料做为阴极，阳极和阴极通过外导线和外接负载相连，形成闭合回路；4)废水进水厌氧池中，微生物氧化有机碳，释放电子和质子，同时充分释磷；废水进入缺氧池中，反硝化菌和反硝化聚磷菌在低碳源或无碳源的情况下，接收厌氧区通过外电路传递到缺氧区阴极的电子，和通过水流传递给阴极的质子，将污水中的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气，降低了反硝化微生物与除磷微生物在COD上的竞争；废水进入好氧池中，在微生物作用下，发生氨化、硝化以及聚磷菌过量吸磷等反应。所述工艺中的阳极导电材料可以是由任何形式的易于微生物附着且导电性能好的材料组成。所述工艺中的阴极导电材料可以是由任何形式的易于微生物附着且导电性能好的材料组成。所述工艺中的阳极电极，为缩短阴、阳极之间距离降低内阻，提高输出功率，阳极电极排布在厌氧池末端最靠近厌氧池出水口的一端向缺氧池进水口的方向。所述工艺中的阴极电极，为缩短阴、阳极之间距离降低内阻，提高输出功率，阴极电极排布在缺氧池初始端靠近缺氧池进水口开始向厌氧池出水口的方向。所述工艺中的阴极和阳极的比表面积根据实际污水处理工艺的大小有所变动。所述工艺中接种污泥，对污泥进行常规驯化，形成活性颗粒性污泥，缩短污水处理工艺启动时间。所述工艺中的反硝化微生物是一类可以以硝酸盐氮为电子受体，在缺氧低碳环境中实现反硝化脱氮的菌种。所述整个污水处理工艺在室温条件下进行。本发明强化污水生物脱氮除磷效率方法，在传统工艺的厌氧区和缺氧区分别增添了阳极导电材料和阴极导电材料，并通过外导线和外接负载相连，形成闭合回路。通过电极刺激，改变污泥中的微生物群落结构，实现反硝化菌群的强化与富集，从而提高了污水处理工艺在低碳环境下的脱氮除磷效率。