申请日2017.03.30
公开(公告)日2017.11.03
IPC分类号C02F9/14; H01M8/16
摘要
本实用新型公开了一种污水处理净化装置SBR‑ANAMMOX‑MFC，目的是处理高氨氮低碳源废水，兼具脱氮产电性能，提供一种SBR‑ANAMMOX‑MFC联合的处理高氨氮低碳源废水装置。该装置包括SBR厌氧处理器‑厌氧氨氧化微生物燃料电池和气体收集器。该装置先在SBR中实现短程硝化，一个运行周期结束后将液体泵入接种有厌氧氨氧化污泥的MFC阳极，发生厌氧氨氧化反应并产生电能。本实用新型在前人研究的基础上，通过在前端加入SBR为后续反应提供亚硝酸盐反应基质，减少了基质的投加过程，同时收集产生的氮气。
权利要求书
1.一种污水处理净化装置，其特征在于，包括两大部分：SBR反应器系统和ANAMMOX-MFC反应器系统，所述SBR反应器系统主要包括：储液筒(1)，蠕动泵(2)，SBR反应器(3)，磁力搅拌器(6)，小型爆气机(10)，在线pH仪(11);所述储液筒(1)通过蠕动泵(2)与SBR反应器(3)连接，磁力搅拌器(6)安装于SBR反应器(3)底部并对其内部进行搅拌，所述小型爆气机(10)和在线pH仪(11)连接在SBR反应器(3)上;所述ANAMMOX-MFC反应器系统包括：储液筒(1)，蠕动泵(2)，ANAMMOX-MFC阳极室(4)，ANAMMOX-MFC阴极室(5)，数据采集卡(7)，可变电阻箱(8)，电脑(9)，质子交换膜(12);其中一组所述储液筒(1)通过蠕动泵(2)与ANAMMOX-MFC阳极室(4)连接，另一组所述储液筒(1)通过蠕动泵(2)与ANAMMOX-MFC阴极室(5)连接，并在ANAMMOX-MFC阳极室(4)和ANAMMOX-MFC阴极室(5)上连接有可变电阻箱(8)，所述可变电阻箱(8)通过数据采集卡(7)与电脑(9)连接;ANAMMOX-MFC阳极室(4)和ANAMMOX-MFC阴极室(5)由质子交换膜(12)相隔。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理净化装置，其特征在于：所述SBR反应器系统由蠕动泵(2)将储液筒(1)中的高氮低碳废水泵入圆柱体SBR反应器(3)中，由磁力搅拌器(6)将基质与细菌充分接触，通过小型爆气机(10)为反应器爆气，并通过在线pH仪(11)在线检测反应器内pH值变化。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理净化装置，其特征在于：所述ANAMMOX-MFC反应器系统由蠕动泵(2)将SBR中反应完成的废水由储液筒(1)泵入ANAMMOX-MFC阳极室(4)，由磁力搅拌器(6)将基质与细菌充分接触，外接可变电阻箱(8)调节外电阻大小，并通过数据采集卡(7)采集电化学数据并以excel形式存入电脑(9)中。
4.根据权利要求1所述的一种污水处理净化装置，其特征在于：所述ANAMMOX-MFC阴极室(5)通过蠕动泵(2)泵入强氧化剂，并所述强氧化剂为高锰酸钾溶液。
说明书
一种污水处理净化装置
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种组合了SBR工艺和微生物燃料电池的污水处理净化装置。
背景技术
微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell，MFC)是以细菌为催化剂，氧化有机物和无机物产生电流的装置。这些代谢反应产生的电子，通过外电路从阳极到阴极，从而产生了电流。MFC具有很多吸引人的地方，如直接产电，能量转化效率高，能在室温下进行反应。特别地，MFC在实现废水处理的同时能够减少污泥的产生。MFC的研究主要集中在有机废水处理上，近来，兼具脱氮功能的MFC成为了研究的新焦点。ANAMMOX工艺是一种新的废水生物脱氮工艺,可同时去除氨和亚销酸盐两种氮素污染物。由于经济高效，ANAMMOX工艺已成为废水脱氮的重要技术。ANAMMOX反应使微生物燃料电池在厌氧条件下同步脱氨产电成为可能。厌氧氨氧化和微生物燃料电池的耦合系统被视为未来可持续发展及能源节约的废水处理系统，目前已有学者成功构建了厌氧氨氧化微生物燃料电池[张吉强.微生物燃料电池同步脱氮产电性能及机理研究[D].浙江大学,2014.谢作甫.MFC脱氮产电性能及电导率研究[D].浙江大学,2014.]。但实际高氨氮低碳源废水中含有较少的亚硝酸盐，要实现厌氧氨氧化反应必须通过外加亚硝酸盐基质。因此，在微生物燃料电池前端加入反应器与之耦合，将氨氮转化为亚硝态氮，从而更加节能高效地实现氮的去除。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种污水处理净化装置，从而解决了上述背景技术中提到的问题。
本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：
该实用新型先将高氨氮低碳源废水通入蠕动泵通入SBR反应器中，由磁力搅拌器将基质与细菌充分接触，通过小型爆气机为反应器爆气，并通过在线pH仪在线检测反应器内pH值变化，SBR主要发生硝化反应，将氨氮转化为亚硝酸盐，反应之后将废水由蠕动泵将泵入ANAMMOX-MFC阳极室，由磁力搅拌器将基质与细菌充分接触，外接可变电阻箱调节外电阻大小，并通过数据采集卡采集电化学数据并以excel形式存入电脑中。
一种污水处理净化装置，包括SBR反应器系统，主要发生好氧氨氧化反应，采用序批式反应，每个周期开始由蠕动泵将废水泵入反应器，并通过小型爆气机对反应器爆气，SBR反应器内主要发生好氧氨氧化反应，并通过pH在线监测仪实时监测，并用盐酸和氢氧化钠控制反应器pH，将氨氮转化为亚硝态氮，为后续厌氧氨氧化反应提供基质。ANAMMOX-MFC分为阴极室和阳极室，一个周期反应结束将出水通过蠕动泵泵入ANAMMOX-MFC阳极室，阳极室接种ANAMMOX菌，由于厌氧氨氧化菌对温度要求较严格，需通将反应器至于恒温培养箱内进行，ANAMMOX菌是以亚硝酸盐为电子受体将氨氧化成氮气的反应，本实验为厌氧氨氧化反应提供了亚硝态氮基质，解决了传统厌氧氨氧化反应需要外加亚硝态氮基质的缺点;ANAMMOX-MFC阴极室主要接受电子发生还原反应，阴极室通过蠕动泵泵入强氧化剂(高锰酸钾);阴极室和阳极室之间采用质子交换膜，并通过法兰链接阴极和阳极。
进一步的，并所述ANAMMOX-MFC储液桶选用密闭条件较好的。
进一步的，阴极阳极之间法兰连接处需垫胶圈，防止漏水。
进一步的，需每周检测SBR出水和ANAMMOX-MFC出水(氨氮、亚硝态氮、总氮)，并观察反应器内细菌变化，确保反应器稳定运行。
本实用新型的有益效果：本实用新型为处理高氮低碳废水提供了一种高效节能的新装置，提供了一种SBR-ANAMMOX-MFC联合的处理高氨氮低碳源废水装置，本发明在前人的基础上，有机组合了SBR工艺和微生物燃料电池，处理效率高，与传统脱氮工艺相比可以在厌氧和不外加碳源的情况下实现氮素的去除并产生电能，易于操作及推广。
