[实用新型]三维电极微生物电解池处理厌氧消化废水回收氨气装置

说明书

本实用新型公开了一种三维电极微生物电解池处理厌氧消化废水回收氨气装置，包括圆柱状的阴极室，阴极室外套设有圆柱状的阳极室，阴极室和阳极室之间由阳离子交换膜分隔开；阳极室底部安装有电解池支架；阳极室底部成形有阳极室出水口和多孔圆柱状的阳极室进水口。本实用新型利用三维电极耦合微生物电解池，进行厌氧消化废水中氨的回收分离，通过在阴极曝气的方式，得到大量氢氧根离子，免去了阴极添加电解质的步骤并节省了添加碱性物质再曝气的费用，经济高效，此外利用多孔圆柱形进水口，一定程度上解决了三维电极粒子沉积问题；上下口交替进水则降低了进水时的能量消耗。

技术领域

本实用新型属于废弃物处理领域，尤其涉及一种三维电极微生物电解池处理厌氧消化废水回收氨气装置。

背景技术

厌氧消化过程相比有氧消化，不需反复消毒处理，节约能耗，简化生产工艺，是目前污泥处理的一个比较合理的手段。但是污泥压滤废水经厌氧消化后仍具有高COD与高氨氮的特点，C/N比严重失调，属于典型的高氨氮废水。目前工业上厌氧消化废水大多不进行处理直接排放，或用吹脱池进行处理，氨氮回收效果并不理想。

微生物电解池(MEC)是一种生物与电化学结合的技术，能够实现低电压回收目标产物。相比于单一的物理法，化学法，生物法处理废水，MEC功能更加广泛，能够处理很多传统方法无法处理的复杂有机物，处理效果更显著。目前MEC主要用来合成氢气等具有应用价值的化合物，回收废水金属离子，处理硝酸盐氮，降解复杂有机物等。将微生物电解池用于氨气回收国内鲜见报道，国外有学者正进行研究。微生物电解池有各种构型与材料，众多专家学者致力于电解池结构和材料的优化，提高反应效率，增大经济价值。这为本实验装置设计提供了较好的参照。

三维电极是一种新型的电化学反应器，又叫粒子电极(particle electrode)或床电极(bed electrode)。它是在传统二维电解槽电极间装填粒状或其他碎屑状工作电极材料，由主电极供给电流，使装填的工作电极材料表面带电，成为新的电极，从而大大增加了工作电极表面积，减小了反应物迁移的距离，提高了电解效率。三维电极法在含金属离子的无机废水处理中已有较长时间的研究，用于处理有机废水是近几年发展起来的。

三维电极的核心为期间装入的颗粒状或其他形式的电极材料，常用的传统方法有颗粒活性炭、沸石和陶粒等材料，但存在催化活性不佳或者容易阻塞的问题。

三维电极用于污水处理的优越性在于电流效率高、时空产率大。但要运用于废水处理的实践之中,取得广泛应用,仍需采取各种措施提高效率,降低处理费用。这就需要从各方面进行一系列的研究,设计出科学而紧凑的床体结构,优化各项操作参数,改进填料、电源方式等等。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种三维电极三维电极微生物电解池处理厌氧消化废水回收氨气装置。本实用新型利用三维电极耦合微生物电解池，进行厌氧消化废水中氨的回收分离，实现了厌氧消化废水中氮元素的回收再利用；通过在阴极曝气的方式，得到大量氢氧根离子，免去了阴极添加电解质的步骤并节省了添加碱性物质再曝气的费用，经济高效，此外利用多孔圆柱形进水口，一定程度上解决了粒子沉积问题；上下口交替进水则降低了进水时的能量消耗。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种三维电极微生物电解池处理厌氧消化废水回收氨气装置，包括圆柱状的阴极室8，阴极室8外套设有圆柱状的阳极室1，阴极室8和阳极室1之间由阳离子交换膜16分隔开；阳极室1底部安装有电解池支架5；阳极室1底部成形有阳极室出水口4和多孔圆柱状的阳极室进水口6，阳极室1顶部成形有阳极室出气口12和圆柱状的阳极入料口17，阴极室8顶部成形有阴极室出气口14和阴极入料口18；阴极室8内固定有阴极电极10，阳极室1内壁固定有阳极电极19，阳极电极19与阳离子交换膜16之间填充有粒子式三维电极作为第三电极；阳极电极19和阴极电极10均和外加电源13电性连接。

进一步的改进，所述阳极电极19为阳极碳布制成。