[發(fā)明專利]一種電化學(xué)系統(tǒng)耦合硫自養(yǎng)反硝化的方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811301388.3
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109319927A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王愛杰;陳帆;李智靈;黃聰;呂淼;趙友康;高翔宇
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/00;C02F101/16
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11473
• 代理人: 閆冬;段守富

本發(fā)明提供了一種電化學(xué)系統(tǒng)耦合硫自養(yǎng)反硝化的方法及裝置，涉及水處理領(lǐng)域，所述電化學(xué)系統(tǒng)耦合硫自養(yǎng)反硝化的裝置包括反應(yīng)器、電化學(xué)組件以及硫顆粒，其中：所述反應(yīng)器包括進(jìn)水口和出水口；所述電化學(xué)組件設(shè)置于所述反應(yīng)器內(nèi)，所述電化學(xué)組件包括陽極與陰極，所述陽極的材質(zhì)為碳，所述陰極的材質(zhì)為導(dǎo)電金屬；工作狀態(tài)時，所述陰極的表面富集自養(yǎng)反硝化功能菌；所述硫顆粒填充于所述電化學(xué)組件內(nèi)；工作狀態(tài)時，所述硫顆粒的表面富集自養(yǎng)反硝化功能菌。本發(fā)明提供的電化學(xué)系統(tǒng)耦合硫自養(yǎng)反硝化的裝置，通過將硫自養(yǎng)反硝化法與氫自養(yǎng)反硝化法相耦合，在硫、氫和電極的復(fù)合電子供體作用下實(shí)現(xiàn)快速、高效脫氮。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，具體涉及一種電化學(xué)系統(tǒng)耦合硫自養(yǎng)反硝化的方法及裝置。

背景技術(shù)

水體富營養(yǎng)化是近幾十年來的一個全球現(xiàn)象，受人類活動的影響，河流、湖泊等水體中營養(yǎng)元素排放量的增加使水體趨于富營養(yǎng)化。水體富營養(yǎng)化發(fā)生時，某些藻類爆發(fā)，造成水質(zhì)缺氧惡化，破壞水體生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，嚴(yán)重影響城市供水和飲水安全。水體富營養(yǎng)化的根本成因是營養(yǎng)元素氮和磷的增加，為了解決水體富營養(yǎng)化的問題，我國已建大量的城鎮(zhèn)污水處理廠，以使城鎮(zhèn)污水經(jīng)過處理排放到河流湖泊。雖然城鎮(zhèn)污水處理廠經(jīng)生化處理可以削減大部分污染物，但是出水的氮元素濃度仍然較高，因此城鎮(zhèn)污水處理廠的出水中氮元素含量高仍是造成水體富營養(yǎng)化的主要原因。

為了改善水體質(zhì)量，城鎮(zhèn)污水處理廠的出水亟待深度處理，特別是對其中氮元素的深度處理。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實(shí)踐終于獲得了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于，提供一種電化學(xué)系統(tǒng)耦合硫自養(yǎng)反硝化的裝置，包括反應(yīng)器、電化學(xué)組件以及硫顆粒，其中：

所述反應(yīng)器包括進(jìn)水口和出水口；

所述電化學(xué)組件設(shè)置于所述反應(yīng)器內(nèi)，所述電化學(xué)組件包括陽極與陰極，所述陽極的材質(zhì)為碳，所述陰極的材質(zhì)為導(dǎo)電金屬；工作狀態(tài)時，所述陰極的表面富集自養(yǎng)反硝化功能菌；

所述硫顆粒填充于所述電化學(xué)組件內(nèi)；工作狀態(tài)時，所述硫顆粒的表面富集自養(yǎng)反硝化功能菌。

可選的，所述陰極為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

可選的，所述陰極的材質(zhì)為不銹鋼。

可選的，所述陽極為碳刷。

可選的，所述反應(yīng)器為上升流式反應(yīng)器；所述進(jìn)水口設(shè)置于所述反應(yīng)器的底端；所述出水口設(shè)置于所述反應(yīng)器的頂端。

可選的，所述反應(yīng)器還包括回流口，所述回流口與所述進(jìn)水口通過管路相連。

可選的，所述反應(yīng)器下降流式生物濾池；所述進(jìn)水口設(shè)置于所述反應(yīng)器的頂端；所述出水口設(shè)置于所述反應(yīng)器的底端。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種電化學(xué)系統(tǒng)耦合硫自養(yǎng)反硝化的方法，包括：

將待處理水通入反應(yīng)器，所述反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有電極及硫顆粒，其中所述電極以及所述硫顆粒的表面富集自養(yǎng)反硝化功能菌；

所述待處理水中的硝酸鹽于所述反應(yīng)器內(nèi)同時發(fā)生硫自養(yǎng)反硝化反應(yīng)與氫自養(yǎng)反硝化反應(yīng)，得到處理后的水。

可選的，所述硫自養(yǎng)反硝化反應(yīng)于所述硫顆粒的表面進(jìn)行；所述氫自養(yǎng)反硝化反應(yīng)于所述電極的表面進(jìn)行。

可選的，所述電化學(xué)系統(tǒng)耦合硫自養(yǎng)反硝化的方法還包括：將所述處理后的水重新通入所述反應(yīng)器進(jìn)行處理。

與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果在于：