[发明专利]一种硫酸盐型厌氧氨氧化产电装置及其控制方法

权利要求书

1.一种硫酸盐型厌氧氨氧化产电装置，其特征在于：包括依次通过水管连接的UASB厌氧反应器(2)、好氧池(3)、缺氧池(4)和沉淀池(5)，且所述UASB厌氧反应器(2)分别与好氧池(3)、缺氧池(4)之间侧壁通过质子交换膜(8)隔开，其中，UASB厌氧反应器(2)作为微生物燃料电池的阳极室，内添加AMC颗粒载体填料作为微生物附着膜，好氧池(3)、缺氧池(4)作为微生物燃料电池的阴极室，构成双室微生物燃料电池；阳极室和阴极室分别通过富集有大量微生物的碳毡电极(7)以及铜导线外接电阻箱(9)，形成闭合回路，沉淀池(5)开有出水口，反应后的废水经沉淀池(5)上方排出，污泥经沉淀池(5)底部的排泥口排出，UASB厌氧反应器(2)底部开有进水口，通过管路连接污水池，顶部开有气体出口，反应后的气体通过该气体出口排出至干燥瓶。

2.根据权利要求1所述硫酸盐型厌氧氨氧化产电装置，其特征在于：所述UASB厌氧反应器底部为锥形结构，与好氧池(3)、缺氧池(4)不相邻的外周及底部设置有恒温循环水浴箱，其上开有保温进水口和保温出水口，所述恒温循环水浴箱通过管路连接UASB厌氧反应器下方的保温进水口(14)，循环后通过UASB厌氧反应器上方设置的保温出水口(16)出水，在UASB厌氧反应器外周形成恒温水循环。

3.根据权利要求2所述硫酸盐型厌氧氨氧化产电装置，其特征在于：所述UASB厌氧反应器的污泥悬浮区开有出水口，通过循环管路连接UASB厌氧反应器底部进水管，在循环管路上设置有循环泵，UASB厌氧反应器污泥悬浮区的出水，与污水原液混合通过反应器底部进水，在UASB厌氧反应器内部循环，保证微生物与污泥充分接触。

4.根据权利要求2所述硫酸盐型厌氧氨氧化产电装置，其特征在于：所述恒温循环水浴箱的温度保持在(35±5)℃。

5.根据权利要求1所述硫酸盐型厌氧氨氧化产电装置，其特征在于：所述UASB厌氧反应器顶部设置三相分离器，污水在UASB厌氧反应器内反应后，经三相分离器分离后产生的气体通过气体出口排出，产生的上清液经液体管路依次流至好氧池(3)、缺氧池(4)和沉淀池(5)，废水经沉淀池上方出水口排出，污泥经沉淀池(5)底部的排泥口排出。

6.采用如权利要求1-5任一项所述硫酸盐型厌氧氨氧化产电装置的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步：UASB厌氧反应器内以厌氧消化污泥为菌源，垃圾渗滤液原水为进水，使UASB厌氧反应器内NH₄⁺-N浓度范围为80mg/L～100mg/L，并以摩尔比NH₄⁺-N：NO₂^--N＝1:(1.32-1.5)，投加亚硝酸钠；

第二步：若USAB反应器出水中，NH₄⁺-N消耗量、NO₂^—N消耗量和NO₃^—N的产量的摩尔比为1：1.32：0.26，则表面发生厌氧氨氧化反应，然后增大垃圾渗滤液原水的进水量，提高UASB厌氧反应器内部的反应基质的浓度，使UASB厌氧反应器内NH₄⁺-N浓度提升至150mg/L～160mg/L，并以摩尔比NH₄⁺-N:NO₂^--N＝1:1.32-1.5，投加亚硝酸钠；

同时，控制恒温循环水浴温度，使UASB厌氧反应器内部温度维持在(35±5)℃，并在UASB厌氧反应器内添加AMC颗粒载体填料，填料为厌氧反应器体积的30％；同时通过在UASB厌氧反应器的污泥悬浮区出水与污水池出水原液混合后，再从UASB厌氧反应器底部进水，进行内循环，使微生物与污泥充分接触；

第三步：亚硝酸盐型厌氧氨氧化反应稳定后，即：UASB厌氧反应器内NH₄⁺-N与NO₂^--N的去除率达到80％～90％后，通过减少亚硝酸钠投加量，使UASB厌氧反应器内NO₂^--N浓度降到0mg/L～40mg/L，NH₄⁺-N浓度为60mg/L～70mg/L，此时摩尔比NH₄⁺-N：NO₂^--N＝1:(0.5-0.6)，硫酸根浓度为260mg/L～280mg/L，使硫酸盐代替部分亚硝酸盐的投加；

当SO₄^2-的去除率达到30％～45％后，不再往UASB厌氧反应器中添加亚硝酸钠，同时通过增大垃圾渗滤液原水的进水量以及硫酸盐的投加量，使得UASB厌氧反应器内NH₄⁺-N、SO₄^2-浓度分别提高至130mg/L～150mg/L、500mg/L～550mg/L，使SO₄^2-成为厌氧氨氧化的电子受体，NH₄⁺-N、SO₄^2-的去除率逐步上升并稳定在50％以上，则表示成功启动硫酸盐型厌氧氨氧化，得到硫酸盐和氨氮能够同时去除，且不需添加外加碳源的产电装置。