一种用于同步脱氮除碳的滴滤式生物阴极微生物电化学系统

摘要

一种用于同步脱氮除碳的滴滤式生物阴极微生物电化学系统，它涉及一种微生物电化学系统的构建及其处理氨氮废水的方法。本发明的目的是为解决现有脱氮除碳微生物电化学系统多采用阴极曝气、逆流等方式，导致能耗大且溶解氧含量不易控制的问题。本发明采用滴滤式布水喷咀将反应器的阳极出水导入到阴极，并从阴极顶部布洒下来，使空气随着布水过程进入装置，供反应器上端的硝化菌进行硝化反应；利用反应器阴极区在垂直方向上形成的溶解氧梯度，在阴极区的上部分完成硝化反应，而在阴极区的下部分完成反硝化反应。本发明的优点在于阴极无需曝气，节省能耗；无需精确控制溶解氧浓度，降低了该工艺的复杂程度。

主权项

一种用于同步脱氮除碳的滴滤式生物阴极微生物电化学系统，其特征在于它包括支撑底座(1)和反应器箱体(2)；其中，反应器箱体(2)分为阳极区和阴极区两部分；所述的阳极区是由三通进水口(3)、阳极液(4)、多孔配水板(5)、导水口(6)、导水管(7)、氧化还原电极插入口(17)、钛丝1(21)和两条碳纤维刷阳极(20)构成；所述的阴极区分为好氧段和缺氧段；所述的阴极区是由阴极液(10)、出水口(13)、取样口(16)、温度传感器插入口(18)、参比电极插入口(19)、两条阴极(22)、钛丝2(23)和回流口(26)构成；其中，撑底座(1)设置于反应器箱体(2)底部，所述的阳极区位于反应器箱体(2)的下部，阴极区位于反应器箱体(2)的上部，阳极区和阴极区通过法兰板(12)连接；所述的法兰板(12)固定有阳离子交换膜(8)，阳极液(4)与阴极液(10)通过法兰板(12)隔开，阳极液(4)通过泵(27)经设置在反应器箱体(2)底端的三通进水口(3)和设置在反应器箱体(2)内底部的多孔配水板(5)泵入到阳极区，阳极区出水经由设置在阳极区的反应器箱体(2)右侧壁上的导水口(6)流出，经由导水管(7)进入到阴极区，所述的导水管(7)的进水口与导水口(6)的出水口连通；所述的两条碳纤维刷阳极(20)置于阳极液(4)中，并分别与钛丝1(21)相连接；所述的钛丝1(21)设置于阳极区中上部且横向贯穿于反应器箱体(2)，在钛丝1(21)与多孔配水板(5)之间的反应器箱体(2)左侧壁上设置有氧化还原电极插入口(17)；所述的钛丝2(23)设置于阴极区上部且横向贯穿于反应器箱体(2)，阳极区出水经导水管(7)进入滴滤式布水喷咀(9)布入到阴极区中，形成阴极液(10)；所述的滴滤式布水喷咀(9)进水口与导水管(7)的出口连通，滴滤式布水喷咀(9)固定于导水管支撑架(11)上并置于阴极区上端，所述的导水管支撑架(11)通过螺丝(12)固定在反应器箱体(2)的右侧壁上，所述的两条阴极(22)置于阴极液(10)中，两条阴极(22)分别与钛丝2(23)连接，在阴极区的反应器箱体(2)右侧壁上设置有温度传感器插入口(18)，在其左侧壁由上至下分别设置有参比电极插入口(19)、取样口(16)、出水口(13)和回流口(26)；所述的出水口(13)的出水端与出水管(14)的进水端连通，出水管(14)的出水端置于出水管支撑架(15)上；其中，所述的钛丝1(21)与钛丝2(23)通过导线(24)与负载(25)相连。