[發明專利]處理低碳廢水的CW-MFC系統快速啟動方法及裝置

有效

• 申請號: 202210413713.5
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114853149B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 杜京京;牛玉龍;王惜琳;渠文瑞;張雪婷;張玲燕;原帥康;金寶丹;龐龍;張志華;孫鵬;程旭;陳靈;楊艷琴;張宏忠;趙建國
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00
• 代理公司: 鄭州豫原知識產權代理事務所(普通合伙) 41176
• 代理人: 吳小傳

1.一種處理低碳廢水的CW-MFC系統的快速啟動方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）微生物的馴化：

將陽極填料加入至厭氧污泥池中進行陽極微生物馴化，得到陽極污泥；

將陰極填料加入至好氧污泥池中進行陰極微生物馴化，得到陰極污泥；

將好氧污泥、厭氧污泥共混得到混合污泥，將非導電填充材料加入至混合污泥池中進行基質污泥微生物馴化，得到基質污泥；

（2）處理低碳廢水的CW-MFC系統快速啟動方法：

將陽極污泥加入到含有陽極導電材料的陽極層中，將陰極污泥加入到含有陰極導電材料的陰極層中，將基質污泥加入到含有非導電材料的基質層中，所述基質層設置于所述陽極層和所述陰極層之間，且所述陽極導電材料和所述陰極導電材料通過導線構成閉合回路，陽極導電材料產生的電子通過導線供給陰極導電材料，于陰極電極表面進行自養細菌的反硝化反應，得到快速啟動的CW-MFC系統；

基于所述處理低碳廢水的CW-MFC系統的快速啟動方法的裝置，包括外殼（16），所述外殼（16）內由上至下依次設置有陰極層（4）、基質層（3）、陽極層（2）和礫石基底層（1）；

所述外殼（16）內相對的兩側還分別設置有第一膠管（5）和第二膠管（6），所述第一膠管（5）沿著所述外殼（16）內壁垂直伸入至所述陽極層（2）上邊緣，所述第二膠管（6）沿著所述外殼（16）內壁垂直伸入至所述基質層（3）上邊緣；

所述陰極層（4）由所述陰極污泥和陰極導電材料組成，所述陽極層（2）由所述陽極污泥和陽極導電材料組成，所述基質層（3）由所述基質污泥和非導電材料組成；

所述陰極層（4）的頂部設置有水生植物（12），所述陰極層（4）和所述陽極層（2）通過導線（14）電性連接，所述導線（14）上還設置有定值電阻（15）；

所述基質層（3）和所述陰極層（4）之間設置有曝氣石層（7），所述曝氣石層（7）通過曝氣管（8）還貫通連接有電磁式空氣泵（9），所述曝氣管（8）上設置有轉子流量計；

所述外殼（16）上貫通設置有出水管（11），所述出水管上設置有出水閥門（10）；

所述第一膠管（5）和所述第二膠管（6）均為不易變形的硬質膠管，且二者的頂端均高出所述外殼（16）頂壁；

所述外殼（16）內、位于所述外殼（16）中央還豎直設置有PVC管（13），所述PVC管（13）側壁上開設有若干通孔。

2.根據權利要求1所述的一種處理低碳廢水的CW-MFC系統的快速啟動方法，其特征在于，所述陽極導電材料選自含有硫、鐵元素的導電材料，所述陰極導電材料選自碳質導電材料，所述非導電材料包括但不限于礫石、石英砂、鵝卵石。

3.根據權利要求1所述的一種處理低碳廢水的CW-MFC系統的快速啟動方法，其特征在于，所述陰極微生物馴化進行間歇曝氣，每曝氣1h停止2h再曝氣；所述基質污泥微生物馴化進行間歇曝氣，每曝氣1h停止5h再曝氣，間歇曝氣的曝氣量均為0.2-0.4L/min；所述陽極微生物馴化不進行間歇曝氣，所述陽極微生物馴化、所述陰極微生物馴化、所述基質污泥微生物馴化的時間均為6-8天。

4.采用權利要求1所述的處理低碳廢水的CW-MFC系統的快速啟動方法進行低碳廢水的處理工藝，其特征在于，包括如下步驟：

S1、經由所述第一膠管（5）向所述外殼（16）內加入模擬廢水和厭氧污泥的混合液，并將所述陽極層（2）上邊緣淹沒，然后將所述第一膠管（5）的上端開口封閉；

S2、經由所述第二膠管（6）向所述外殼（16）內加入模擬廢水與混合污泥的混合液，并將所述基質層（3）上邊緣淹沒；

S3、向所述陰極層（4）上方加入模擬廢水與好氧污泥的混合液，并將所述陰極層（4）上邊緣淹沒；

S4、調節所述定值電阻（15），使電子經由所述導線（14）傳導，并于所述陰極層（4）表面進行自養細菌的反硝化反應，于所述外殼（16）內的水力停留時間通過測定出水水質指標進行確定；

S5、達到出水水質指標后，先將處理后的廢水經由所述出水管（11）排出，然后依次重復S1、S2、S3的步驟進行換水。