[发明专利]一种污水处理系统及其污水分阶式净化的处理方法

说明书

本发明提供了一种污水处理系统及其污水分阶式净化的处理方法，涉及污水处理技术领域。本发明通过将人工湿地与生物电化学耦合得到一种全新的污水处理系统，通过微生物燃料电池内的电化学微生物进行新陈代谢，将污水中的有机物的化学能转化为电能，然后通过电极输送给微生物电解池，钛网集中收集电子的特点，提高电子的采集效率，从而提高污水处理的效率，废水中的化学需氧量(COD)、总磷含量(TP)、氨氮(NHsupgt;4+/supgt;‑N)、(反硝化)NOsupgt;3‑/supgt;‑N去除率可达96.658％、98.089％、86.211％、98.741％，出水效果均优于地表水环境质量标准的Ⅲ类水标准，部分指标达到Ⅰ类水标准。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种污水处理系统及其污水分阶式净化的处理方法。

背景技术

人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。目前已广泛应用于污水处理与资源化管理应用中，但传统的人工湿地污水处理能力有限，难以满足城市污水处理对各种有机废物的要求。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的主要目的是提供一种污水处理系统及其污水分阶式净化的处理方法。

为实现上述目的，第一方面，本发明提出了一种污水处理系统，包括微生物电解池和微生物燃料电池，所述微生物电解池和所述微生物燃料电池内均填充有沸石层和基质层，所述沸石层位于所述基质层的上方，所述微生物电解池和所述微生物燃料电池的池壁上均开设有进水口和出水口，所述进水口位于与所述沸石层相对的池壁上，所述出水口位于高于所述基质层的池壁上，所述微生物电解池的出水口与所述微生物燃料电池的进水口通过管路连接；

所述微生物电解池和所述微生物燃料电池内均设置有电池装置，所述电池装置包括阴极和阳极，所述微生物电解池的阴极和阳极均设置在所述基质层中，所述微生物燃料电池的阳极设置在所述基质层中，所述微生物燃料电池的阴极设置在所述基质层的上方，所述微生物燃料电池的阳极包裹于钛网中，所述钛网外覆盖有活性炭层；所述微生物电解池的阳极与所述微生物燃料电池的阴极通过导电线连接，所述微生物电解池的阴极与所述微生物燃料电池的阳极通过导电线连接。

利用本发明技术方案所提供的污水处理系统用于污水处理，向微生物燃料电池内投放电化学微生物后，微生物燃料电池内的电化学微生物进行新陈代谢，将污水中的有机物的化学能转化为电能，并通过电极输送给微生物电解池；微生物电解池接收微生物燃料电池输送的电能，在池内发生电解反应，以去除污水中的磷、分解污水中的有机污染物，从而实现污水的脱氮。

利用本发明技术方案所提供的污水处理系统用于污水处理，废水中的化学需氧量(COD)、总磷含量(TP)、氨氮(NH⁴⁺-N)、(反硝化)NO^3--N去除率可达96.658％、98.089％、86.211％、98.741％，出水效果均优于《地表水环境质量标准》GB3838-2002的Ⅲ类水标准，部分指标达到Ⅰ类水标准。

作为本发明所述污水处理系统的优选实施方式，所述微生物电解池的阳极为铁基电极，阴极为碳基电极；所述微生物燃料电池的阳极为铁基电极，阴极为空气电极。

作为本发明所述污水处理系统的优选实施方式，所述阳极和所述阴极均水平设置，所述阳极和所述阴极的距离为15.5-18.7cm。

作为本发明所述污水处理系统的优选实施方式，所述基质层上种植有可净化水体的植物。

本发明技术方案中，微生物燃料电池和微生物电解池的基质层上种植的植物可吸收污水体中的有害物质。