[發明專利]一種用于污水處理廠脫氮除磷的微生物燃料電池及污水處理方法

在審

• 申請號: 202110019344.7
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112820924A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 王茹;王思凡;賴玲玲
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: H01M8/16
• 分類號: H01M8/16;C02F3/28;C02F101/10;C02F101/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發明公開了一種用于污水處理廠脫氮除磷的微生物燃料電池及污水處理方法，包括脫氮除磷池，脫氮除磷池設有進水口和出水口，脫氮除磷池的內部設有脫氮除磷單元，脫氮除磷單元包括沿脫氮除磷池內部水流方向依次設置的鐵極板和碳氈，碳氈上附著有反硝化生物膜，脫氮除磷池在鐵極板和碳氈的下方分別設有收集斗和污泥斗，鐵極板和碳氈之間通過導線電連接，鐵極板和碳氈之間連接的導線上串聯有電阻。本發明能夠去除廢水中的氮磷并回收藍鐵礦，實現廢水治理與資源回用相結合的治理目標。

技術領域

本發明屬于污水處理及燃料電池技術領域，具體涉及一種用于污水處理廠脫氮除磷的微生物燃料電池及污水處理方法。

背景技術

近年來，雖然污水處理率不斷提高，但是由氮磷污染引起的水體富營養化問題不僅沒有解決，而且有日益嚴重的趨勢。水體富營養化的危害很大，影響深遠，不僅在經濟上造成損失，而且危害人類健康。城市水域污染嚴重，湖泊和水庫的富營養化也嚴重影響其水質。目前廢水處理程度還較低，對于氮磷的控制還不到位，因此需要尋找合適的脫氮除磷工藝刻不容緩。

隨著磷資源的匱乏，對磷進行循環利用，發展富磷廢水磷回收技術是解決磷污染和磷匱乏的最佳手段。污水中有豐富的磷資源，每年超過25％的磷進入污水系統，歐洲一些國家的磷預算顯示，污水中的磷已成為可替代磷礦石的“第二磷礦”。

目前傳統的脫氮除磷技術需要額外添加有機物和絮凝劑，使得廢水處理成本增高，且極易因添加過量而造成二次污染。面對環境污染和資源短缺的雙重壓力，傳統高能耗、高投資、低產出甚至無產出的廢水處理技術已難以滿足可持續發展的要求，如何將廢水治污與資源回用相結合，建立新型水處理技術已成為當下之勢。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于污水處理廠脫氮除磷的微生物燃料電池及污水處理方法，本發明能夠去除廢水中的氮磷并回收藍鐵礦，實現廢水治理與資源回用相結合的治理目標。

為了實現上述目的，本發明采用的具體技術方案如下：

一種用于污水處理廠脫氮除磷的微生物燃料電池，包括脫氮除磷池，脫氮除磷池設有進水口和出水口，脫氮除磷池的內部設有脫氮除磷單元，脫氮除磷單元包括沿脫氮除磷池內部水流方向依次設置的鐵極板和碳氈，碳氈上附著有反硝化生物膜，脫氮除磷池在鐵極板和碳氈的下方分別設有收集斗和污泥斗，鐵極板和碳氈之間通過導線電連接，鐵極板和碳氈之間連接的導線上串聯有電阻。

優選的，脫氮除磷池的內部沿水流方向設有多組脫氮除磷單元，前一組脫氮除磷單元的碳氈與下一組脫氮除磷單元的鐵極板間通過導線電連接。

優選的，鐵極板上安裝有橫向運動的刮泥板，收集斗底部連接于磷回收產物收集口，污泥斗底部連接于排泥口。

優選的，碳氈在其下游一側設有擋板，碳氈包括外框和若干安裝于外框上的豎條形碳氈，豎條形碳氈上附著有反硝化生物膜。

優選的，每條碳氈間距為0.1m～0.2m，碳氈與擋板之間的距離為0.3m～0.5m，碳氈與擋板的形狀和大小相同。

優選的，多組脫氮除磷單元中的鐵極板和碳氈將脫氮除磷池內腔分隔為S形流通通道，靠近進水口的氮除磷單元中的鐵極板與進水口相對，靠近出水口的氮除磷單元中的碳氈與出水口相對，進水口設置于脫氮除磷池的底部，進水口設有閥門，出水口設置于脫氮除磷池的頂部。

優選的，每組脫氮除磷單元中，鐵極板與碳氈之間的距離為2～4m，鐵極板與碳氈的面積比為1.1～1.2；相鄰兩組脫氮除磷單元之間的距離為3.5～5m。

本發明還提供了一種基于本發明如上所述用于污水處理廠脫氮除磷的微生物燃料電池的污水處理方法，包括如下過程：

污水由進水口進入脫氮除磷池，依次流經鐵極板和碳氈后由出水口流出；