[發明專利]一種利用交替微電場增強反硝化菌活性池及方法

有效

• 申請號: 202110447184.6
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113248005B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 蔣奕穎;董躍;隋明銳;吳建宇;彭飛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/28;C02F1/48
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

本發明公開了一種利用交替微電場增強反硝化菌活性池及方法，包括活性池本體、金屬扇、時間繼電器、第一石墨電極板和第二石墨電極板；金屬扇包括金屬轉軸和若干片金屬扇葉；每片金屬扇葉均能懸掛電活性微生物膜；第一石墨電極板和第二石墨電極板沿周向交錯均勻布設在金屬扇外周的活性池內腔中；第一石墨電極板和第二石墨電極板通過時間繼電器與電源正極相連接，形成交替微電場；電源負極與金屬扇電連接。本發明通過交替微電場的作用，促進電活性生物膜的形成和微生物的生長，從而增強反硝化菌活性，提高反硝化速率；并且使用電極直接為反硝化過程提供電子，避免投加碳源，實現高效零碳處理低碳氮比水體。

技術領域

本發明涉及低碳氮比水體處理技術領域，特別是一種利用交替微電場增強反硝化菌活性池及方法。

背景技術

隨著我國經濟的高速發展以及人民生活水平的不斷提高，生產結構和飲食習慣發生巨大變化，使得我國的水體具有低碳氮比的特點，即碳源不足、氮含量高，一般認為水體COD低于200mg/L，C/N低于8便是碳氮比低。根據統計數據，在全國127個大型的污水處理廠中，僅有不到10％的污水廠原水C/N＞4，尚可滿足反硝化反應的生化要求。

也就是說，絕大多數水廠原水的C/N＜2.59，甚至更低，有的還不足1，具體來源及分布分別為：

農村污水：農村污水中含有大量的氮元素，并且由于農村地區排水設施建設不完善，導致的雨污混流現象發生，使得農村污水大多具有低碳氮比的特點，碳氮比約為1.4-3.0。

養豬場廢水：養豬場廢水處理過程中經過的一級好氧SBR去除了大量COD，將廢水的C/N比降至1.0左右。

污水處理廠的進水：目前我國污水處理廠的進水已經從原本的3-5降至1.39-3.49左右。

上述數據已經比前幾年降低了許多，說明了水體的碳氮比呈下降趨勢(由于經濟水平的不斷提高，人們的飲食結構和消費習慣發生改變，導致了水體自身的含碳量不斷減少)，如污水處理廠的進水碳氮比已經從早幾年的3-5降至1-3左右，所以照這樣的發展趨勢，未來的較長時間內水體的碳氮比仍將持續走低。

目前，污水脫氮技術以生物膜法和活性污泥法為主，由于原水中的碳源不足，無法滿足微生物的代謝消耗要求，微生物就會利用自身的內源物質進行反硝化反應，導致微生物活性降低、數量減少，不利于長期脫氮過程的進行。因此現行技術是需要額外投加碳源為反硝化反應提供電子供體，通過反硝化菌發生從硝態氮轉化為氮氣的脫氮過程。但是這些技術在實際運行過程，存在反硝化菌馴化周期長、反硝化菌死亡導致處理效果不穩定的問題，而且反硝化過程需要投加碳源，易造成二次污染和成本的增加，某些類型的碳源還具有一定存放風險，如乙醇。

因此，對于低碳氮比水體來說，亟需一種污水反硝化脫氮技術，以增強反硝化菌活性和避免碳源的投加。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種利用交替微電場增強反硝化菌活性池及方法，該利用交替微電場增強反硝化菌活性池及方法在不需要額外投加碳源的同時，能夠適用于碳氮比低至0.84的污染水體處理，且能夠縮短馴化時間，保持反硝化菌的活性，處理效果好，滿足運行成本低、能耗少、壽命長的要求。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種利用交替微電場增強反硝化菌活性池，包括活性池本體、金屬扇、時間繼電器、第一石墨電極板和第二石墨電極板。

活性池本體具有密閉的活性池內腔。

金屬扇同軸設置在活性池內腔的中心，包括金屬轉軸和若干片金屬扇葉。金屬轉軸轉動安裝在活性池本體的軸線上，且能在驅動裝置的作用下轉動。若干片金屬扇葉呈放射狀均勻布設在金屬轉軸的外圓周。

每片金屬扇葉均為網狀結構，每片金屬扇葉均能懸掛電活性微生物膜。