[发明专利]一种用于污水处理厂脱氮除磷的微生物燃料电池及污水处理方法

权利要求书

1.一种用于污水处理厂脱氮除磷的微生物燃料电池，其特征在于，包括脱氮除磷池(20)，脱氮除磷池(20)设有进水口(1)和出水口(13)，脱氮除磷池(20)的内部设有脱氮除磷单元，脱氮除磷单元包括沿脱氮除磷池(20)内部水流方向依次设置的铁极板(3)和碳毡(6)，碳毡(6)上附着有反硝化生物膜(18)，脱氮除磷池(20)在铁极板(3)和碳毡(6)的下方分别设有收集斗(4)和污泥斗(8)，铁极板(3)和碳毡(6)之间通过导线电连接，铁极板(3)和碳毡(6)之间连接的导线上串联有电阻(5)。

2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理厂脱氮除磷的微生物燃料电池，其特征在于，脱氮除磷池(20)的内部沿水流方向设有多组脱氮除磷单元，前一组脱氮除磷单元的碳毡(6)与下一组脱氮除磷单元的铁极板(3)间通过导线电连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于污水处理厂脱氮除磷的微生物燃料电池，其特征在于，铁极板(3)上安装有横向运动的刮泥板(15)，收集斗(4)底部连接于磷回收产物收集口(2)，污泥斗(8)底部连接于排泥口(10)。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于污水处理厂脱氮除磷的微生物燃料电池，其特征在于，碳毡(6)在其下游一侧设有挡板(7)，碳毡(6)包括外框和若干安装于外框上的竖条形碳毡，竖条形碳毡上附着有反硝化生物膜(18)。

5.根据权利要求4所述的一种用于污水处理厂脱氮除磷的微生物燃料电池，其特征在于，每条碳毡间距为0.1m～0.2m，碳毡(6)与挡板(7)之间的距离为0.3m～0.5m，碳毡(6)与挡板(7)的形状和大小相同。

6.根据权利要求2所述的一种用于污水处理厂脱氮除磷的微生物燃料电池，其特征在于，多组脱氮除磷单元中的铁极板(3)和碳毡(6)将脱氮除磷池(20)内腔分隔为S形流通通道，靠近进水口(1)的氮除磷单元中的铁极板(3)与进水口(1)相对，靠近出水口(13)的氮除磷单元中的碳毡(6)与出水口(13)相对，进水口(1)设置于脱氮除磷池(20)的底部，进水口(1)设有阀门(14)，出水口(13)设置于脱氮除磷池(20)的顶部。

7.根据权利要求2所述的一种用于污水处理厂脱氮除磷的微生物燃料电池，其特征在于，每组脱氮除磷单元中，铁极板(3)与碳毡(6)之间的距离为2～4m，铁极板(3)与碳毡(6)的面积比为1.1～1.2；相邻两组脱氮除磷单元之间的距离为3.5～5m。

8.一种基于权利要求1-7任意一项所述用于污水处理厂脱氮除磷的微生物燃料电池的污水处理方法，其特征在于，包括如下过程：

污水由进水口(1)进入脱氮除磷池(20)，依次流经铁极板(3)和碳毡(6)后由出水口(13)流出；

将铁极板(3)和碳毡(6)连接为回路，污水由进水口(1)进入并由出水口(13)流出的过程中，铁极板(3)失去电子被氧化为二价铁离子，二价铁离子与污水中的磷酸根反应生成蓝铁矿沉淀，清理在铁极板(3)表面附着的蓝铁矿，清理得到的蓝铁矿落入收集斗(4)并被收集；碳毡(6)接收来自铁极板(3)的电子，附着在碳毡(6)表面的反硝化生物膜(18)在碳毡(6)表面获得电子并还原去除污水中的硝酸盐，反硝化生物膜(18)产生的污落入泥污泥斗(8)并被排出。

9.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，污水进水pH范围在6.5～7.5，溶解氧浓度范围在0.5～0.3mg/L，温度在20～40℃；进水中N:P质量比为(5:1)～(8:1)。

10.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，脱氮除磷池(20)内水平流速为0.05～0.2m/s，流量为0.2～0.5m³/s，水力停留时间4～6h。