[發明專利]一種高效反硝化燃料電池耦合IEM-UF組合膜脫氮裝置

在審

• 申請號: 201810673005.9
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108585383A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 張巖;劉子奇;馬翔山;張博康;陳昌明;曹孟京
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種高效反硝化燃料電池耦合IEM?UF組合膜脫氮裝置，屬于污水處理技術領域，處理廢水方法按照如下工藝流程步驟進行：IEM?UF膜組件對廢水中NH₄⁺富集及對有機物分離；富集液進行硝化反應，硝化出水進入反硝化陰極室內，分離器內分離出來的有機物溶液進入反硝化陽極室內，COD得到處理后的陽極出水回流硝化反應器，保證硝化反應器硝化細菌的高效處理效率。該方法及裝置，能有效的提升系統總氮的處理效率，尤其是處理低C/N污水及高氨氮廢水提供一種處理方法，同時，該方法及裝置能有效在反硝化脫氮過程的同時產生電能，產生能源。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，尤其針對處理低C/N污水過程中脫氮效率不高，資源浪費嚴重等問題而建立一種高效反硝化燃料電池耦合IEM-UF組合膜脫氮裝置。

背景技術

低C/N是我國城市生活污水的典型水質特征。傳統生物脫氮技術是通過硝化作用和反硝化作用來實現氮的去除，充足的碳源是反硝化菌高效脫氮的關鍵。但在處理低C/N污水的過程中，由于有機物含量偏低，污水中所能提供的碳源不能滿足反硝化要求，使得傳統生物脫氮工藝處理低C/N比污水時遇到較大困難。

針對傳統脫氮工藝處理低C/N比污水的碳源不足及硝化菌硝化效率不高等問題，申請者發明了“一種反硝化燃料電池耦合IEM-UF氮富集組合膜硝化脫氮裝置”(同時申請)來解決這一問題。和傳統的生物脫氮過程相比較，反硝化燃料電池在污水脫氮處理的過程中減少了反硝化過程其他異樣微生物對有機碳源的消耗減少了對碳源的需求，與傳統反硝化過程相比具有減小消耗能源，增加產能，提高處理效率等優點。但在普通反硝化燃料電池耦合IEM-UF氮富集組合膜硝化脫氮裝置運行過程中，存在分離器在進行氨氮富集的過程中少量的氨氮伴隨著富含COD的溶液同時進入反硝化燃料電池陽極室內。氨氮在厭氧的反硝化燃料電池過程中不能發生氨氧化反應，伴隨著陽極室出水直接排放，造成了整套裝置出水中含有少量氨氮溶液，影響系統的總氮去除率。針對此裝置的存在的問題，申請者將陽極室出水含有氨氮的出水回流到硝化反應器的過程中，使含有氨氮溶液的陽極出水得到處理，同時陽極室進水的COD已經得到處理，出水不會對硝化反應器當中的異養微生物提供碳源而導致和硝化細菌競爭生存。提升整套系統的總氮去除率，此耦合工藝可以高效的作為處理低C/N比污水的一種處理工藝。

為了解決現有的低C/N生活污水脫氮效率較低，能耗較大、碳源不足等問題，申請者開發一種高效反硝化燃料電池耦合IEM-UF組合膜脫氮裝置，

將進水中的氨氮和COD在氨氮分離器內進行富集分離，然后富集的氨氮進入硝化反應器進行硝化反應，將硝化反應液與截留下的富含COD的溶液分別進入反硝化燃料電池的陰陽極室內組和成為微生物燃料電池，進行同步脫氮除碳，同時將陽極室出水經回水蠕動泵引入硝化反應器當中，將陽極室內的含有氨氮的溶液進行處理，進一步提升裝置的總氮去除率。同時實現廢水脫氮同時產生電能。

發明內容

本發明的目的是針對現有處理低C/N比廢水利用組合膜生物反應系統的氨氮富集及去除方法總氮去除率不高，提供一種高效反硝化燃料電池耦合IEM-UF組合膜脫氮裝置，該方法及裝置具有較好的總氮去除率，并且實現了脫氮的同時產生電能。為處理低C/N比廢水提供一種處理方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種利用組合膜耦合反硝化燃料電池反應系統的啟動、穩定運行及反硝化燃料電池同步脫碳除氮處理，該裝置包括敞口的氨氮分離器(3)、硝化反應器(16)、密封的反硝化微生物燃料電池反應器(25)；