一种氧限制型微生物脱盐池及废水处理方法技术

本发明专利技术公开了一种氧限制型微生物脱盐池及废水处理方法。本发明专利技术的氧限制型微生物脱盐池包括阳极室，脱盐室，阴极室，阳极电极，阴极电极，阴离子交换膜，阳离子交换膜，曝气装置，溶解氧检测仪和外电路。本发明专利技术的废水方法包括以下步骤：在阳极室加入高氮、可生化的废水；在脱盐室加入高盐废水或海水；在阴极室加入来自阳极室的出水；在阳极室接种厌氧污泥，在阴极室接种含氨氧化菌污泥和含厌氧氨氧化菌污泥；开启阴极室曝气装置。采用本发明专利技术所述的氧限制型微生物脱盐池，可同时实现对废水的有机物降解、脱氮和脱盐三重效果。

【技术实现步骤摘要】
一种氧限制型微生物脱盐池及废水处理方法
本专利技术属于废水处理领域，具体涉及一种氧限制型微生物脱盐池及废水处理方法。
技术介绍
微生物脱盐池(MDC)是在微生物燃料电池(MFC)的基础上发展而来的。其原理是将MFC的质子交换膜替换为一对阴、阳离子交换膜，在阴、阳离子交换膜之间构成脱盐室。有机物作为燃料在厌氧的阳极室中被微生物氧化，产生的电子通过外电路到达阴极室，在阳极和阴极之间产生电位差，从而形成电场，推动脱盐室中的阴、阳离子透过阴、阳离子交换膜分别向阳极室和阴极室定向移动。由此实现脱盐室中高盐废水的脱盐。氮是水体中的一种主要污染物，是水污染控制的重要指标。目前废水脱氮的主流工艺为生物硝化反硝化工艺，但同时也增加了对曝气和外加碳源的需求。氧限制亚硝化-厌氧氨氧化工艺(OLAND)由1998年提出，该工艺通过控制溶解氧含量，使氨氧化反应主要生成亚硝态氮。然后在厌氧氨氧化菌作用下，以亚硝态氮为电子受体，以氨氮为电子供体，生成氮气。该工艺比常规生物硝化反硝化工艺节约60％以上的耗氧量，且无需额外补充碳源，表现出了独特的优势。中国专利CN106630113A公开了一种氨氮废水的脱氮方法和微生物脱盐池。该脱氮方法是将人粪液加入到接种有厌氧污泥的微生物脱盐池的阳极室内，将磷酸盐缓冲溶液加入到阴极室内，将氨氮废水加入到脱盐室内，使废水中的氨氮透过阳离子交换膜而得到去除。但是该方法只是将氨氮进行了浓缩，并没有真正的去除氨氮。中国专利CN106698679A公开了一种过滤型生物阴极微生物脱盐池及污水处理方法，包括：使污水进入阳极室，在阳极产电微生物的作用下降解污水中的有机物，得到阳极出水；使所述阳极出水进入阴极室，在阴极产电微生物、过滤处理和曝气处理的共同作用下去除所述阳极出水中的悬浮物、细菌和有机物，得到阴极出水；使所述阴极出水进入淡室和浓室，在离子交换膜的作用下脱除所述阴极出水中的盐分。虽然该方法在微生物脱盐池阴极增加了曝气装置对废水进行曝气，但本质上是一种好氧生物处理技术，无法有效去除废水中的总氮，并且阴极出水脱盐后产生的浓水仍需要进一步处理。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种氧限制型微生物脱盐池，将微生物脱盐池技术与OLAND工艺进行有机结合。本专利技术还提供了一种废水处理方法，同时实现对废水的有机物降解、脱氮和脱盐三重效果。技术方案：本专利技术一种氧限制型微生物脱盐池，包括阳极室、脱盐室、阴极室、设置于所述阳极室内的阳极电极、设置于所述阴极室内的阴极电极、设置于所述阳极室以及所述脱盐室之间的阴离子交换膜、设置于所述脱盐室以及所述阴极室之间的阳离子交换膜，所述阴极室内设置有曝气装置、用于检测所述阴极室内氧含量的溶解氧检测仪，所述阳极电极以及阴极电极分别与外电路连接。所述阳极室和阴极室上部均设有排气孔。所述阳极室接种厌氧污泥，所述阴极室接种含氨氧化菌污泥和含厌氧氨氧化菌污泥。所述阴极室中接种的含氨氧化菌污泥和含厌氧氨氧化菌污泥的质量比为2-3:1。所述阳极室的废水中污泥浓度为0.2g/L-0.6g/L。所述阴极室的废水中含氨氧化菌污泥和含厌氧氨氧化菌污泥总的污泥浓度为0.4g/L-0.8g/L。本专利技术提供了一种利用上述的氧限制型微生物脱盐池的废水处理方法，包括以下步骤：(a)在阳极室加入待处理的高氮、可生化废水，在脱盐室加入高盐废水或海水；在阴极室加入来自阳极室的出水；(b)在阳极室接种厌氧污泥，在阴极室接种含氨氧化菌污泥和含厌氧氨氧化菌污泥；(c)开启阴极室曝气装置，实时监测溶解氧检测仪，使阴极室溶解氧控制在0.2-1.3mg/L，反应结束后得到阴极出水和脱盐室出水。步骤(a)中，可生化废水的BOD/COD≥0.45。步骤(b)中，所述阴极室接种的含氨氧化菌污泥和含厌氧氨氧化菌污泥的质量比为2-3:1。步骤(b)中，所述阳极室的废水中污泥浓度为0.2g/L-0.6g/L；所述阴极室的废水中含氨氧化菌污泥和含厌氧氨氧化菌污泥总的污泥浓度为0.4g/L-0.8g/L。有益效果：(1)高氮废水在阳极通过厌氧微生物的生物氧化作用可去除部分污染物并产生电能。(2)高盐废水或海水在脱盐室以电位差为推动力，去除其中的阴、阳离子，实现高盐废水脱盐或海水淡化的目的。(3)在阳极室经过处理的高氮废水进入阴极室后，通过控制曝气，在氨氧化菌和厌氧氨氧化菌共同作用下，进行氧限制亚硝化-厌氧氨氧化反应，实现脱氮的目的。与常规硝化反硝化脱氮工艺相比，耗氧量降低60％以上。(4)本专利技术的氧限制型微生物脱盐池设备高度集成，运输和安装方便，使用灵活性高。附图说明图1为本专利技术所述氧限制型微生物脱盐池的结构示意图。具体实施方式实施例1：氧限制型微生物脱盐池构造如图1所示，氧限制型微生物脱盐池包括阳极室1，脱盐室2，阴极室3，阳极电极4，阴极电极5，阴离子交换膜6，阳离子交换膜7，曝气装置8，溶解氧检测仪9和外电路10。本专利技术的氧限制型微生物脱盐池分为三个腔室，中间腔室为脱盐室2，两侧腔室分别为阳极室1和阴极室2，阳极室1与脱盐室2由阴离子交换膜6隔开，阴极室3与脱盐室3由阳离子交换膜7隔开，阳极室1内设有阳极电极4，本实施例中阳极电极4为碳刷，阴极室3内设有阴极电极5，本实施例中阴极电极5为涂铂碳毡，阴极室3底部安装有曝气装置8，阴极室侧部安装有溶解氧检测仪9，阳极电极4和阴极电极5通过外电路10连接，阳极室1和阴极室3上部均设置有排气孔，阳极室1排气孔的设置是为了排出产生的CO2等废气，阴极室3排气孔的设置是为了排出产生的氮气、曝气产生的多余空气等。该氧限制型微生物脱盐池在实际应用中可以采用如下规格：阳极室1的尺寸为8.1×4.5×9.0cm，脱盐室2的尺寸8.1×3.5×9.0cm，阴极室3的尺寸8.1×4.5×9.0cm，阳极室和阴极室上部各设置一个直径3mm的排气孔，阳极电极4为碳刷，碳刷长度为5.8cm，直径为3.2cm，阳极室1与脱盐室2之间由阴离子交换膜6隔开，阴离子交换膜6的尺寸为8.1×9.0cm，脱盐室2与阴极室3之间由阳离子交换膜7隔开，阳离子交换膜7的尺寸为8.1×9.0cm；阴极电极5为涂铂碳毡，尺寸为5.0×5.8cm；阴极室3底部安装有曝气装置8，曝气量为0-30mL/min，流量可调；阴极室3侧部安装有溶解氧检测仪9；阳极电极4和阴极电极5通过外电路10连接，外电路电阻为1000Ω。实施例2：利用实施例1的氧限制型微生物脱盐池对废水进行脱氮、脱盐的方法废水来源：北京市某垃圾填埋场的垃圾渗滤液，COD3460mg/L，BOD1799mg/L，BOD/COD＝0.52。厌氧污泥和含氨氧化菌污泥来源：本专利技术中的厌氧污泥可选用任一污水处理厂的污水厌氧处理单元中的污泥或污泥厌氧消化反应装置中的污泥，含氨氧化菌污泥可选用任一污水处理厂的污水好氧处理单元中的污泥。本实施例中的两种污泥分别来自江苏省无锡市某市政污水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧限制型微生物脱盐池，其特征在于，包括阳极室(1)、脱盐室(2)、阴极室(3)、设置于所述阳极室(1)内的阳极电极(4)、设置于所述阴极室(3)内的阴极电极(5)、设置于所述阳极室(1)以及所述脱盐室(2)之间的阴离子交换膜(6)、设置于所述脱盐室(2)以及所述阴极室(3)之间的阳离子交换膜(7)，所述阴极室(3)内设置有曝气装置(8)、用于检测所述阴极室(3)内氧含量的溶解氧检测仪(9)，所述阳极电极(4)以及阴极电极(5)分别与外电路(10)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧限制型微生物脱盐池，其特征在于，包括阳极室(1)、脱盐室(2)、阴极室(3)、设置于所述阳极室(1)内的阳极电极(4)、设置于所述阴极室(3)内的阴极电极(5)、设置于所述阳极室(1)以及所述脱盐室(2)之间的阴离子交换膜(6)、设置于所述脱盐室(2)以及所述阴极室(3)之间的阳离子交换膜(7)，所述阴极室(3)内设置有曝气装置(8)、用于检测所述阴极室(3)内氧含量的溶解氧检测仪(9)，所述阳极电极(4)以及阴极电极(5)分别与外电路(10)连接。


2.根据权利要求1所述的氧限制型微生物脱盐池，其特征在于，所述阳极室(1)和阴极室(3)上部设有排气孔。


3.根据权利要求1所述的氧限制型微生物脱盐池，其特征在于，所述阳极室(1)接种厌氧污泥，所述阴极室(3)接种含氨氧化菌污泥和含厌氧氨氧化菌污泥。


4.根据权利要求3所述的氧限制型微生物脱盐池，其特征在于，所述阴极室(3)中接种的含氨氧化菌污泥和含厌氧氨氧化菌污泥的质量比为2-3:1。


5.根据权利要求3所述的氧限制型微生物脱盐池，其特征在于，所述阳极室(1)的废水中污泥浓度为0.2g/L-0.6g/L。


6.根据权利要求3所述的氧限制型...

【专利技术属性】
技术研发人员：田伟汉，江双双，余雷，钟军，
申请(专利权)人：南京神克隆水务有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32