[發明專利]一種電化學輔助的生物脫氮反應器

在審

• 申請號: 201410784755.5
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN105753152A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 范彬;鄭雅莉;曲波;朱仕坤
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電化學輔助的生物脫氮反應器，包括：將陽極置于反應器中央,陰極緊貼于反應器兩側壁安裝；陰陽電極組采用從上到下并聯布置，其特征在于：以陽極為直接電子受體，陰極為直接電子供體，最大程度簡化脫氮裝置，技術流程簡單，運行成本低，實現氨到氮氣的全自養型生物脫氮。

2.如權利要求1所述的反應器，其特征是：陽極置于反應器中央,陰極緊貼于反應器兩側壁安裝,陰陽極間距為1-3cm，保證離子在電極間的傳遞且最大程度減小內阻。

3.如權利要求1所述的反應器，其特征是：陰陽電極組采用從上到下并聯布置，根據需要靈活控制各反應段制所需的電壓，且提供了大的比表面積，提高了反應效率與處理負荷。

4.如權利要求1所述的反應器，其特征是：以陽極為直接電子受體完成氨的氧化，無需外加獨立的好氧硝化反應器；陰極為直接電子供體，無需在陽極補充有機物提供電子實現反硝化過程；陰陽極間無離子交換膜阻隔；陰極與陽極均采用惰性電極如石墨，無需任何金屬催化劑。

5.如權利要求1所述的反應器所需的操作技術，包括以下步驟：

(1)微生物的篩選與富集：取適量河流底泥或污水處理廠活性污泥對反應器進行接種，同時注入氨氮廢水，之后按附圖1連通電路，打開直流穩壓電源，向反應器兩極施加小額度電壓，并控制溫度，且通過內循環對反應起到一定攪拌作用，進行微生物的篩選與富集，同時用萬用表記錄電流；

隨著篩選的微生物在電極表面富集，電流出現上升(相對于背景電流)，反應器內氨氮濃度開始降低，陰極附近有氮氣產生；當反應器內氨氧化完全時，電流出現下降，陰極停止產氣，此時微生物的篩選與富集完成；

(2)電化學輔助生物脫氮：步驟(1)完成后，可采用兩種方式實現脫氮：a,序批式：即排出反應器內全部混合液，重新注入氨氮廢水，保持其它條件不變，開始電化學輔助生物脫氮過程，b,連續流：通過蠕動泵與進水槽向反應器以一定流速連續注入氨氮廢水，并將出水以一定流速排出，保持其它條件不變，開始電化學輔助生物脫氮過程，當重新注入氨氮廢水時，電流將迅速上升，隨著反應的進行，陰極附近持續產生氮氣，一旦電流下降至背景值，更換反應器中全部混合液，進行下一個處理周期；依此類推，達到脫氮目的。

6.如權利要求5所述的操作技術，其特征是：由直流穩壓電源為反應器提供電解電壓，施加電壓在0.3V-1.2V之間，控制反應溫度在15℃-45℃之間。