[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

说明书

一种硫酸盐型厌氧氨氧化产电装置及控制方法，属于污水处理技术领域。所述产电装置是利用UASB厌氧反应器，依次连接好氧池、缺氧池和终沉池，在UASB厌氧反应器中启动适用于老龄垃圾渗滤液的硫酸盐型厌氧氨氧化反应，UASB厌氧反应器分别与好氧池、缺氧池之间由质子交换膜隔开，再分别通过富集有大量微生物的碳毡电极以及铜导线外接电阻箱，形成闭合回路，构成双室微生物燃料电池，该发明装置能够同时去除老龄垃圾渗滤液中高浓度SO₄^2‑、NH₄⁺并提高微生物燃料电池的产电效率，能够有效解决现有工艺脱氮除硫效率低、运行能耗高、占地面积大、污泥产量高等问题。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别是涉及一种硫酸盐型厌氧氨氧化产电装置及其控制方法,是利用UASB厌氧反应器，能够同时去除老龄垃圾渗滤液中高浓度SO₄²-、NH₄+并提高微生物燃料电池产电效率的装置。

背景技术

随着工业的不断发展，某些含SO₄²-、NH₄+的废水排入水体，对环境产生威胁，目前有关含有SO₄²-、NH₄+的各类污水的处理主要采用生物处理措施，如老龄垃圾渗滤液，这类污水组分复杂，不仅含有机污染物，还含有金属离子及其它有毒有害污染物，SO₄²-、NH₄+含量高，碳氮比严重失调，COD含量不高，可生化性极差，为常规处理工艺的选择加大了困难，目前对这种含高浓度SO₄²-、NH₄+的老龄垃圾渗滤液的处理普遍采用生物法，先脱氮再脱硫分步进行，单独的某种工艺或者是多种工艺混乱组合，虽然可以解决问题，但是普遍存在工艺复杂、稳定性差、占地面积大、废水处理成本高、出水不达标等问题。

处理此类含高浓度SO₄²-、NH₄+的老龄垃圾渗滤液急需更为有效可行的工艺方法，硫酸盐型厌氧氨氧化作为一种新型技术，它能够在一个反应器中实现SO₄²-、NH₄+的同时去除，具有较高的去除能力，能够利用中间产物进行反应，为后续处理减轻压力，而且无需外加有机碳源，节约费用。

然而，对于硫酸盐型厌氧氨氧化研究尚处于初期，尚未找到快速有效的启动方法，目前启动方法为先实现亚硝酸型厌氧氨氧化反应，再逐步转化为硫酸盐型厌氧氨氧化反应，但亚硝酸型厌氧氨氧化工艺本身就存在着启动时间长等问题，其次对硫酸盐型厌氧氨氧化反应启动过程中的微生物群落结构的变化缺乏认识，在微生物层次上尚没有合理的解释，因此探究快速的启动方式及微生物群落特征对推动硫酸盐型厌氧氨氧化的工程化应用有重要意义。

有研究发现，在含有填料的厌氧氨氧化反应器中，某些填料可能为微生物提供微产电环境，并证实了厌氧氨氧化反应器中某些产电微生物的胞外电子传递为硫酸盐型厌氧氨氧化提供了可能的转化途径。微生物燃料电池是将解决环境污染问题与生产新能源有机结合起来的新技术之一，它是利用微生物作为生物催化剂将污染环境的有机物质转化为电能的装置，可利用各种污水为原料并能产生洁净能源，具有燃料来源多样化、无污染、能源利用效率高、操作条件温和、安全高效等优点。虽然微生物燃料电池在诸多方面有应用前景，但是现实中微生物燃料电池输出功率过低，目前尚处于实验室研发阶段，作为电源应用于实际生产与生活还比较遥远，严重阻碍了微生物电池的推广使用。

发明内容