[發明專利]同步脫氮除磷微生物電池污水處理系統及方法

在審

• 申請號: 202310230905.7
• 申請日: 2023-03-11
• 公開（公告）號: CN116282491A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 于再基;朱龍海;李靖;宋沛;張文媛
• 申請（專利權）人: 中化學朗正環保科技有限公司
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/34;C02F1/00;H01M8/16;C01B25/45;C01B25/28;C05B7/00;C02F101/30;C02F101/38
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 馮亮

本發明公開了一種同步脫氮除磷微生物電池污水處理系統及方法，該系統包括雙室微生物電池、單室微生物電池、第一結晶槽和第二結晶槽；雙室微生物電池包括雙室電池腔室、雙室電池用電阻、雙室電池用陽極、雙室電池用陰極和雙室電池用陽離子交換膜，單室微生物電池包括單室電池腔室、單室電池用電阻、單室電池用陽極和單室電池用陰極；第二結晶槽、雙室電池腔室和單室電池腔室均與第一結晶槽連通。該系統可用于低C/N污水處理，可同時去除氨氮和磷，無需額外進行硝化和反硝化過程、曝氣和曝氣供氧等環節，處理過程可同時獲得具有高純度的磷酸銨鎂、磷酸氫二銨和磷酸二氫銨等可直接作為化肥的產物，具有污水處理效果好、循環利用效率高的特點。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，具體涉及同步脫氮除磷微生物電池污水處理系統及方法。

背景技術

磷元素是生命活動必不可少的化學元素，也是汽車、醫藥、信息技術等高科技產業的重要原料。90％礦產開采所得磷元素用于農業生產，沒有磷元素農業生產無法獲得豐收。

地球上可利用的磷資源越來越少。數據顯示，磷礦石價格從2018年底的280元/噸開始上漲，2019年1月20日,在不到1個月的時間里，高品位磷礦石價格上漲已近50％，特別是30％品位磷礦石價格近450元/噸，接近歷史新高。2022年30％品位磷礦石價格突破600元/噸。

有的國家由于沒有磷礦產資源，產學研已經集中于有關磷再生回收利用的戰略性研究，構建磷回收循環利用產業鏈，特別是摸索如何從污水等國內再生資源中回收利用磷元素。目前，可再生資源污水當中含有大量的磷元素，絕大部分以正磷酸鹽(PO₄^3-)的形式存在，污水處理技術也已經從單純的脫氮除磷拓展為以高效除磷為前提，將磷資源回收再利用。結晶法除磷是一種高效回收污水中磷的方法，結晶法回收再利用磷元素產生的污泥量遠小于生物法和化學沉淀法，而且回收的磷晶體純度較高，通過簡單的加工便可以把磷晶體轉化為肥料、飼料添加劑和生產磷礦的原料，具備一定經濟效益。

同時，微生物電池技術可以有效回收再利用污水當中以COD形式存儲的有機能源，因此有必要開發出一種利用微生物電池技術的污水處理工藝設備及配套工藝，來實現回收利用污水中的有機能為電能，促進污水中磷元素結晶并高效回收再利用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供同步脫氮除磷微生物電池污水處理系統及方法，該系統通過雙室微生物電池、單室微生物電池、第一結晶槽和第二結晶槽，用于低C/N污水處理，可同時去除氨氮和磷，無需額外進行硝化和反硝化過程、曝氣和曝氣供氧等環節，處理過程可同時獲得具有高純度的磷酸銨鎂、磷酸氫二銨和磷酸二氫銨等可直接作為化肥的產物，具有污水處理效果好、循環利用效率高的特點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種同步脫氮除磷微生物電池污水處理系統，其特征在于，包括雙室微生物電池、單室微生物電池、第一結晶槽和第二結晶槽；

所述雙室微生物電池包括雙室電池腔室和雙室電池用電阻，所述雙室電池腔室內設置有雙室電池用陽極、雙室電池用陰極和雙室電池用陽離子交換膜，所述雙室電池用陽離子交換膜設置于雙室電池用陽極和雙室電池用陰極之間；

所述雙室電池腔室上開設有雙室電池進口、雙室電池第一出口和雙室電池第二出口，所述雙室電池進口位于雙室電池用陽極下方，所述雙室電池第一出口位于雙室電池用陽極上方，所述雙室電池第二出口位于雙室電池用陰極上方；

所述單室微生物電池包括單室電池腔室和單室電池用電阻，所述單室電池腔室內設置有單室電池用陽極和單室電池用陰極；

所述單室電池腔室上開設有單室電池出口和單室電池入口，所述單室電池出口位于單室電池腔室上部，所述單室電池入口開設于單室電池腔室下部；

所述雙室電池第一出口與單室電池入口連通；