[发明专利]电刺激藻菌共生降解苯胺并脱氮装置及其启动和使用方法

权利要求书

1.一种电刺激藻菌共生降解苯胺并脱氮装置的启动方法，其特征在于：电刺激藻菌共生降解苯胺并脱氮装置，包括反应器箱体(1)，其特征在于：设在所述反应器箱体(1)底部的进水口(2)通过进水管(3)连有进水箱(4)，设在所述反应器箱体(1)中部的出水口(5)通过出水管(6)连有出水箱(7)，所述进水管(3)上设有进水泵(8)，所述反应器箱体(1)内设置有无泡曝气阳极(9)、石墨烯泡沫钛阴极(10)及通过驱动电机(11)驱动的搅拌桨(12)，所述无泡曝气阳极(9)与直流电源(13)的正极电连，所述石墨烯泡沫钛阴极(10)与所述直流电源(13)的负极电连，所述无泡曝气阳极(9)还连有为其供气的曝气泵(14)，所述曝气泵(14)设有流量控制器系统，启动方法包括如下步骤：

A)阳极和阴极的挂膜准备：

在完成装置无泡曝气阳极(9)和石墨烯泡沫钛阴极(10)的反应器箱体(1)内，注入淘洗过的藻菌共生活性污泥(28)，所述藻菌共生活性污泥(28)的浓度为3～4g/L，溶解氧控制为相对缺氧环境，注入的所述藻菌共生活性污泥(28)的体积为所述反应器箱体(1)池容的40～50％，同时往池内注入人工配置苯胺废水，所述人工配置低浓度苯胺废水的苯胺浓度为150～200mg/L，注入的所述人工配置苯胺废水的体积为所述反应器箱体(1)池容的40～50％，并将所述反应器箱体(1)置于光源(29)下，启动所述曝气泵(14)向所述无泡曝气阳极(9)供气，使其曝气强度为0.05～0.25mPa，所述藻菌共生活性污泥(28)的溶解氧控制为相对缺氧环境，持续曝气；

B)藻菌共生生物膜挂膜：

设置所述反应器箱体(1)为序批式运行，每个运行周期包括：进水3～5min，曝气搅拌250～350min，静置沉淀40～60min，出水3～5min，其中进水为所述人工配置低浓度苯胺废水，出水为上清液，每个周期切换时的换水比为50％，所述无泡曝气阳极(9)和石墨烯泡沫钛阴极(10)的外表面逐渐形成藻菌共生生物膜，定期测定所述反应器箱体(1)内的氨氮、硝氮、亚硝氮、叶绿素a和苯胺的浓度，当检测到各氮素指标和苯胺被有效降解，游离电极外的所述藻菌共生活性污泥(28)和藻菌共生生物膜中的叶绿素a含量为2000～5000μg/L左右，并且看到藻菌共生生物膜在所述无泡曝气阳极(9)和石墨烯泡沫钛阴极(10)上附着均匀时，对藻菌共生生物膜进行取样镜检，当发现小球藻、轮虫、钟虫出现在样品中，表明藻菌共生生物膜挂膜成功；

C)驯化生物膜和活性污泥使其降解高浓度苯胺并脱氮：

在所述进水箱(4)内通入人工配置中浓度苯胺废水，所述人工配置中浓度苯胺废水的苯胺浓度为350～400mg/L，其余成分与所述人工配置低浓度苯胺废水相同，使所述反应器箱体(1)按照所述步骤B)中的序批式运行方式运行，其中进水为所述人工配置中浓度苯胺废水，当所述反应器箱体(1)内的氨氮、硝氮、亚硝氮和苯胺的浓度能在6～8天内保持稳定时，在所述进水箱(4)内继续通入人工配置高浓度苯胺废水，所述人工配置高浓度苯胺废水的苯胺浓度为550～600mg/L，其余成分与所述人工配置低浓度苯胺废水相同，继续使所述反应器箱体(1)按照所述步骤B)中的序批式运行方式运行，其中进水为所述人工配置高浓度苯胺废水，至所述反应器箱体(1)内的氨氮、硝氮、亚硝氮和苯胺的浓度能在6～8天内保持稳定；

D)反应器箱体电刺激启动：

使所述反应器箱体(1)持续运行，并使所述直流电源(13)的阳极和阴极通电，设定初始电压不大于0.5V，所述反应器箱体(1)按照所述步骤B)中的序批式运行方式运行，其中进水为所述人工配置高浓度苯胺废水，定期进行所述反应器箱体(1)内的水质检查，当所述反应器箱体(1)内的氨氮、硝氮、亚硝氮和苯胺的浓度能在6～8天内保持稳定时，将电压提升0.1V，继续循环以上过程，直到定期水质检测时发现，在一个运行电压下的运行周期内出水水质能稳定达到预设要求，说明所述反应器箱体(1)在该电压条件下达到带电运行的标准。