[發明專利]硝化除硫MFC與反硝化除硫MFC耦合系統除氨脫硫的方法

在審

• 申請號: 201810623415.2
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108793425A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 張少輝;陸俊佳;王科;鐘留香;魏霞
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F3/30;H01M8/16;C02F101/10;C02F101/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;徐曉琴

本發明屬于生物除氨脫硫技術領域，涉及一種耦合MFC系統除氨脫硫的方法，具體包括：構建硝化除硫MFC與反硝化除硫MFC耦合系統，將含硫化物污水通入兩個MFC的陽極室消除硫污染，并分別將產生的電子通過外電路傳遞給陰極，即硝化除硫MFC的好氧陰極和反硝化除硫MFC的缺氧陰極；將含氨氮污水通入硝化除硫MFC的好氧陰極室，在微生物的作用下以氧氣為電子受體產電，并完成硝化過程；再將好氧陰極室的出水曝氮氣后通入反硝化除硫MFC的缺氧陰極室，微生物利用外電路傳來的電子完成反硝化過程。本發明通過MFC耦合系統同步去除廢水中的氨氮和硫化物污染，具有可直接處理含氨氮污水以及提高污染物處理效果與產電性能等優點。

技術領域

本發明屬于生物除氨脫硫技術領域，具體涉及一種硝化除硫MFC與反硝化除硫MFC耦合系統除氨脫硫的方法。

背景技術

生物脫氮除硫技術是解決污水中氮硫污染最經濟有效的方法，傳統的生物脫氮除硫技術不能回收污水中的能源，其廢水脫氮只能去除廢水中的硝氮。已有的反硝化除硫微生物燃料電池(MFC)可同時去除廢水中的硫氮污染并回收電能，其廢水脫氮也只能去除廢水中的硝氮，例如參見文獻1(Jing Cai,Ping Zheng.Simultaneous anaerobic sulfideand nitrate removal in microbial fuel cell.Bioresource Technology,2013,128:760-764)。但實際上，工業廢水或生活廢水里的氮主要以氨氮形式存在，需將氨氮硝化為硝氮才能進行反硝化，微生物燃料電池(MFC)處理含氨廢水時需首先將氨氮轉化為硝氮。

近年開發的三室型微生物燃料電池(MFC)在同步去除污水中氨氮與硫的同時可回收電能，例如參見文獻2(Shaohui Zhang,Renbing Bao,Junjia Lu,WenjiaoSang.Simultaneous sulfide removal,nitrification,denitrification andelectricity generation in three-chamber microbial fuel cells.Separation andPurification Technology,2018,195:5218-5224.)。該技術用于同步污水除氨脫硫時可在去除污染物的同時回收電能，可有效解決傳統生物脫氮除硫技術以及反硝化除硫微生物燃料電池(MFC)不能直接處理污水中氨氮的缺點，是治理含氮硫污水并回收電能的新型污水處理技術。但利用三室型MFC同步除氨脫硫時，好氧陰極與缺氧陰極對陽極電子存在競爭，影響MFC的污染物去除和產電性能。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，目的在于提供一種硝化除硫MFC與反硝化除硫MFC耦合系統除氨脫硫的方法。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種硝化除硫MFC與反硝化除硫MFC耦合系統除氨脫硫的方法，包括如下步驟：

(1)構建耦合MFC系統，包括兩個雙室型MFC，分別為硝化除硫MFC與反硝化除硫MFC，所述硝化除硫MFC包括陽極室和好氧陰極室，所述反硝化除硫MFC包括陽極室和缺氧陰極室，將硝化除硫MFC的好氧陰極室與反硝化除硫MFC的缺氧陰極室耦合形成污水除氨脫硫系統；

(2)將含硫化物的污水通入硝化除硫MFC的陽極室，硫化物在陽極室內被氧化從而消除硫污染，硫化物氧化過程中產生的電子通過外電路傳遞給好氧陰極；

(3)將含氨氮污水通入硝化除硫MFC的好氧陰極室，并進行曝氣充氧，好氧陰極室內好氧電活性微生物以氧作為電子受體利用外電路傳遞過來的電子產生電能，同時硝化菌將污水中的氨氮氧化成硝態氮；

(4)將含硫化物的污水通入反硝化除硫MFC的陽極室，硫化物在陽極室內被氧化從而消除硫污染，硫化物氧化過程中產生的電子通過外電路傳遞給缺氧陰極；