[发明专利]同步脱氮除磷微生物电池污水处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种同步脱氮除磷微生物电池污水处理系统及方法，该系统包括双室微生物电池、单室微生物电池、第一结晶槽和第二结晶槽；双室微生物电池包括双室电池腔室、双室电池用电阻、双室电池用阳极、双室电池用阴极和双室电池用阳离子交换膜，单室微生物电池包括单室电池腔室、单室电池用电阻、单室电池用阳极和单室电池用阴极；第二结晶槽、双室电池腔室和单室电池腔室均与第一结晶槽连通。该系统可用于低C/N污水处理，可同时去除氨氮和磷，无需额外进行硝化和反硝化过程、曝气和曝气供氧等环节，处理过程可同时获得具有高纯度的磷酸铵镁、磷酸氢二铵和磷酸二氢铵等可直接作为化肥的产物，具有污水处理效果好、循环利用效率高的特点。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及同步脱氮除磷微生物电池污水处理系统及方法。

背景技术

磷元素是生命活动必不可少的化学元素，也是汽车、医药、信息技术等高科技产业的重要原料。90％矿产开采所得磷元素用于农业生产，没有磷元素农业生产无法获得丰收。

地球上可利用的磷资源越来越少。数据显示，磷矿石价格从2018年底的280元/吨开始上涨，2019年1月20日,在不到1个月的时间里，高品位磷矿石价格上涨已近50％，特别是30％品位磷矿石价格近450元/吨，接近历史新高。2022年30％品位磷矿石价格突破600元/吨。

有的国家由于没有磷矿产资源，产学研已经集中于有关磷再生回收利用的战略性研究，构建磷回收循环利用产业链，特别是摸索如何从污水等国内再生资源中回收利用磷元素。目前，可再生资源污水当中含有大量的磷元素，绝大部分以正磷酸盐(PO₄^3-)的形式存在，污水处理技术也已经从单纯的脱氮除磷拓展为以高效除磷为前提，将磷资源回收再利用。结晶法除磷是一种高效回收污水中磷的方法，结晶法回收再利用磷元素产生的污泥量远小于生物法和化学沉淀法，而且回收的磷晶体纯度较高，通过简单的加工便可以把磷晶体转化为肥料、饲料添加剂和生产磷矿的原料，具备一定经济效益。

同时，微生物电池技术可以有效回收再利用污水当中以COD形式存储的有机能源，因此有必要开发出一种利用微生物电池技术的污水处理工艺设备及配套工艺，来实现回收利用污水中的有机能为电能，促进污水中磷元素结晶并高效回收再利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供同步脱氮除磷微生物电池污水处理系统及方法，该系统通过双室微生物电池、单室微生物电池、第一结晶槽和第二结晶槽，用于低C/N污水处理，可同时去除氨氮和磷，无需额外进行硝化和反硝化过程、曝气和曝气供氧等环节，处理过程可同时获得具有高纯度的磷酸铵镁、磷酸氢二铵和磷酸二氢铵等可直接作为化肥的产物，具有污水处理效果好、循环利用效率高的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种同步脱氮除磷微生物电池污水处理系统，其特征在于，包括双室微生物电池、单室微生物电池、第一结晶槽和第二结晶槽；

所述双室微生物电池包括双室电池腔室和双室电池用电阻，所述双室电池腔室内设置有双室电池用阳极、双室电池用阴极和双室电池用阳离子交换膜，所述双室电池用阳离子交换膜设置于双室电池用阳极和双室电池用阴极之间；

所述双室电池腔室上开设有双室电池进口、双室电池第一出口和双室电池第二出口，所述双室电池进口位于双室电池用阳极下方，所述双室电池第一出口位于双室电池用阳极上方，所述双室电池第二出口位于双室电池用阴极上方；

所述单室微生物电池包括单室电池腔室和单室电池用电阻，所述单室电池腔室内设置有单室电池用阳极和单室电池用阴极；

所述单室电池腔室上开设有单室电池出口和单室电池入口，所述单室电池出口位于单室电池腔室上部，所述单室电池入口开设于单室电池腔室下部；

所述双室电池第一出口与单室电池入口连通；