[实用新型]利用生物电化学系统进行废水同步除碳脱氮除磷的装置

说明书

本实用新型公开了利用生物电化学系统进行废水同步除碳脱氮除磷的装置，包括微生物燃料电池和电解池，微生物燃料电池设有碳毡阳极、空气阴极、电池排气口、电池出水口和电池进水口，碳毡阳极上附着有产电微生物；电解池设有电解池进水口、电解池出水口、电解池排气口、铁阳极和碳棒阴极，电解池中还设有反硝化颗粒污泥，铁阳极外部罩有微孔滤膜收集装置；碳毡阳极通过导线与碳棒阴极连接，空气阴极通过导线与铁阳极连接；电池出水口与电解池进水口连通。本实用新型将除碳和脱氮除磷结合，不仅可以去除碳还可以为电解池脱氮除磷提供所需的电能，减少废水处理的成本以及磷资源的回收。具有绿色环保节能减排等多种优势亟待科学研究及工程应用。

技术领域

本实用新型属于污水处理及燃料电池技术领域，具体涉及利用生物电化学系统进行废水同步除碳脱氮除磷的装置。

背景技术

随着我国经济的发展和人口的增长，以及大量工业废水不达标外排，绝大部分生活废水不经处理直接排放。污水中高COD、氮、磷污染成为主要环境问题。现有的COD处理方法包括化学法、生物法和物理化学法三种。(1)化学法处理COD的缺点是需要不断向废水中投放化学药剂，其运行费用高，常用于处理成分复杂的废水。(2)生物化学法处理COD的缺点是运行管理较复杂、会产生污泥膨胀问题、对原水水质要求高、环境温度适用性差、占地面积较大等。(3)物理化学法处理COD的缺点是设备费用高、操作复杂、对操作人员要求高。由于传统治理方法存在一定的缺点，因此要开辟出处理工业废水COD的新途径。目前的微生物燃料电池脱氮除磷技术都需要外接电源实现同步脱氮除磷，外接电源会增加投资成本。

因此，如何将除碳和脱氮除磷结合是减少污水处理成本的一个构思，不仅可以去除碳还可以为电解池脱氮除磷提供所需的电能，减少废水处理的成本以及磷资源的回收。

实用新型内容

解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供利用生物电化学系统进行废水同步除碳脱氮除磷的装置，本实用新型的装置能够将除碳和脱氮除磷结合，不仅可以去除碳还可以为电解池脱氮除磷提供所需的电能，还能够减少废水处理的成本以及磷资源的回收。

本实用新型采用的技术方案如下：

利用生物电化学系统进行废水同步除碳脱氮除磷的装置，包括微生物燃料电池和电解池，微生物燃料电池设有碳毡阳极、空气阴极、电池排气口、电池出水口和电池进水口，碳毡阳极上附着有产电微生物；电解池设有电解池进水口、电解池出水口、电解池排气口、铁阳极和碳棒阴极，电解池中还设有反硝化颗粒污泥，铁阳极外部罩有微孔滤膜收集装置；碳毡阳极通过导线与碳棒阴极连接，空气阴极通过导线与铁阳极连接；电池出水口与电解池进水口连通。

优选的，微生物燃料电池包括电池外壳，碳毡阳极设置于电池外壳的内腔中，空气阴极设置在电池外壳的侧面，电池出水口和电池进水口设置于电池外壳上与空气阴极相对的另一侧面，电池排气口设置于电池外壳的顶部。

优选的，电池进水口的水平高度低于电池出水口的水平高度。

优选的，电解池包括电解池外壳，铁阳极和碳棒阴极设置于电解池外壳的内腔中，电解池进水口设置在电解池外壳上靠近铁阳极的侧面，电解池出水口设置在电解池外壳上靠近碳棒阴极的侧面，电解池排气口设置于电解池外壳的顶部。

优选的，电解池出水口的水平高度低于电解池进水口的水平高度。

优选的，微孔滤膜收集装置采用收集袋，收集袋材质采用0.22微米微孔滤膜。

优选的，微生物燃料电池和电解池容积比为(0.95～1.05):1。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：