[发明专利]一种同步产电和回收氮素的含氮污水处理工艺及装置

权利要求书

1.一种同步产电和回收氮素的含氮污水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（a）安装设备； 

（b）含氮污水由a进入阳极室I，阳极2上的产电微生物1在厌氧环境下将污水中的污染物氧化并将产生电子传递给阳极2，生物电化学系统外电路的电流方向为从阴极5流向阳极2，处理后的污水由b排出阳极室I；

（c）由于阳极室I为厌氧状态，含氮污水中的氮素以铵根离子为主要存在形式，生物电化学系统内电路的电流方向为从阳极2流向阴极6，铵根及其他阳离子在离子梯度及电势差驱动下透过阳离子交换膜3进入回收室II；

（d）含氮污水由h进入阴极室III，空气由7进入阴极室III，阴极6上的好氧微生物5在好氧条件下将污水中的有机物氧化并将铵根离子转化为硝酸根离子，硝酸根离子及其他阴离子会在离子梯度及电势差驱动下穿过阴离子交换膜4进入回收室II，而电子经由导线和外电阻8传递至阴极6并进一步传递给好氧微生物5用于氧气等的还原，完成产电过程；

（e）回收室II中含铵根离子和硝酸根离子的溶液由d进入膜蒸馏系统IV，经过处理后的浓缩液经由e收集，低离子浓度的渗出液经由f回到回收室II，同时由c补充少量净水。

2.根据权利要求1所述的一种同步产电和回收氮素的含氮污水处理工艺，其特征在于，所述污水为可生化处理的含氮污水，总氮浓度大于20mg/L。

3.根据权利要求1所述的一种同步产电和回收氮素的含氮污水处理工艺，其特征在于，所述膜蒸馏系统操作温度为40~50℃。

4.一种同步产电和回收氮素的含氮污水处理装置，其特征在于阳离子交换膜3和阴离子交换膜4将处理装置分为阳极室I、回收室II和阴极室III；在阳极室I内放置阳极2，在阴极室III内放置阴极6，并在阳极2和阴极5上分别驯化、富集产电微生物1和好氧微生物5；阳极2和阴极6通过导线和外电阻8相连接；含氮污水分别由a和g进入阳极室I和阴极室III，处理完毕由b和h分别排出；回收室II中收集了氮素的溶液由d进入膜蒸馏系统IV，浓缩后的含氮溶液由e收集，低离子浓度的渗出液由f回到回收室II，同时由c补充少量净水进入回收室II。