一种同步产电和回收氮素的含氮污水处理工艺及装置

摘要

本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种同步产电和回收氮素的含氮污水处理工艺与装置。该装置主要包括生物电化学和膜蒸馏系统，其中生物电化学系统包括阳极室、阳膜、回收室、阴膜、阴极室和外电路等6部分；含氮污水进入阳极室，微生物厌氧分解污染物并将电子传递至阳极并进一步经外电路传递到阴极实现产电；含氮污水进入阴极室进行好氧处理，氨氮转化为硝态氮；阳极室中的铵根和阴极室中的硝酸根在电势差驱动下分别通过阳膜和阴膜进入回收室；回收室中的水以膜蒸馏系统处理，渗出液回流至回收室，浓缩液为含高浓度硝酸铵等的溶液，从而实现氮素的回收。本发明所述工艺简单、效率高、经济效益好；处理装置结构简单，便于实际应用。

主权项

一种同步产电和回收氮素的含氮污水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：（a）安装设备； （b）含氮污水由a进入阳极室I，阳极2上的产电微生物1在厌氧环境下将污水中的污染物氧化并将产生电子传递给阳极2，生物电化学系统外电路的电流方向为从阴极5流向阳极2，处理后的污水由b排出阳极室I；（c）由于阳极室I为厌氧状态，含氮污水中的氮素以铵根离子为主要存在形式，生物电化学系统内电路的电流方向为从阳极2流向阴极6，铵根及其他阳离子在离子梯度及电势差驱动下透过阳离子交换膜3进入回收室II；（d）含氮污水由h进入阴极室III，空气由7进入阴极室III，阴极6上的好氧微生物5在好氧条件下将污水中的有机物氧化并将铵根离子转化为硝酸根离子，硝酸根离子及其他阴离子会在离子梯度及电势差驱动下穿过阴离子交换膜4进入回收室II，而电子经由导线和外电阻8传递至阴极6并进一步传递给好氧微生物5用于氧气等的还原，完成产电过程；（e）回收室II中含铵根离子和硝酸根离子的溶液由d进入膜蒸馏系统IV，经过处理后的浓缩液经由e收集，低离子浓度的渗出液经由f回到回收室II，同时由c补充少量净水。