[发明专利]一种低碳源污水处理装置及方法

说明书

本申请公开了一种低碳源污水处理装置及方法，包括：箱体，限定箱体容腔；阳极组件，设置于箱体容腔中并被配置为与电源的正极相连；以及阴极组件，设置于箱体容腔中并被配置为与电源的负极相连；其中，所述阳极组件和/或阴极组件包括第一钛网层、第一多孔纤维棉层、第一混合填料层、第二钛网层、第二混合填料层、第二多孔纤维棉层和第三钛网层。本申请的污水处理装置利用阴极组件上电解水产生初生态的活性氢作为自养反硝化电子供体，不需要额外添加有机碳源，即可在同一个污水处理装置中实现低碳源污水的高效同步脱氮除磷。

技术领域

本申请涉及水污染控制技术领域，更具体涉及一种低碳源污水处理装置及方法。

背景技术

由于社会人口增长和工农业经济的快速发展，生活污水、养殖尾水、含氮工业废水的大量排放使得天然河湖水体中氮污染物浓度不断累积，造成水体富营养化加剧，蓝藻水华爆发甚至产生水体黑臭现象，严重威胁水体生态健康和用水安全。生物硝化-反硝化过程是目前水处理过程中主要的消除氮污染的手段。其中反硝化微生物在厌氧、缺氧条件下，利用有机物作为能量(供电子体)来源，将NO₃^--N转变为N₂，从而达到消除NO₃^--N污染的目的。传统生物硝化反硝化的过程中，适宜的碳氮比(即C/N比或者碳源)是反硝化菌高效脱氮的关键。碳氮比(C/N)是进水中碳和氮元素物质的量之比，有些条件下碳氮比指BOD与TN的比值，而在有些情况下又可以用COD/TN作为碳氮比的值。一般来说，污水中BOD₅/TN比高于5时，反硝化菌才能有效发挥其反硝化作用，低C/N比污水中的有机物不足以使反硝化微生物将NO₃^--N污染完全去除，因此无法有效控制NO₃^--N污染。

然而，南方地区的生活污水及大部分农村生活污水通常具有低碳氮比(C/N)的特征，在污水进水碳源不足的情况下，传统硝化-反硝化脱氮工艺中反硝化过程缺乏所需的电子供体，容易造成硝酸盐氮和亚硝酸盐氮积累，脱氮效果不佳；而过量投加有机碳源，出水COD则难以保障。目前，尚缺乏有效的能在低碳氮比进水条件下产生高效脱氮除磷效果的污水处理技术。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种低碳源污水处理装置及方法，用于解决现有技术中的低碳氮比进水条件下无法高效脱氮除磷的问题。

为实现上述目的，本申请提供了一种低碳源污水处理装置，包括：

箱体，限定箱体容腔；

阳极组件，设置于箱体容腔中并被配置为与电源的正极相连；以及

阴极组件，设置于箱体容腔中并被配置为与电源的负极相连；

其中，所述阳极组件和/或阴极组件包括依次排布的第一钛网层、第一多孔纤维棉层、第一混合填料层、第二钛网层、第二混合填料层、第二多孔纤维棉层和第三钛网层。

优选地，第一钛网层、第二钛网层和第三钛网层为菱形钛网；和/或

所述第一钛网层和所述第三钛网层的厚度均大于所述第二钛网层的厚度；和/或，所述第一钛网层和所述第三钛网层的网孔尺寸均大于第二钛网层的网孔尺寸。

优选地，所述第一混合填料层和第二混合填料层为PHBV与短切碳纤维的混合物，短切碳纤维与PHBV的质量比为8:1～10:1。

优选地，所述箱体具有相对设置的左侧壁和右侧壁；所述左侧壁的上部设置有进水口，所述右侧壁的上部设置有出水口。

优选地，低碳源污水处理装置还包括设置于所述箱体容腔中的铁板，所述阳极组件位于所述铁板和阴极组件之间。

优选地，所述箱体具有相对设置的前侧壁和后侧壁；所述铁板、阳极组件、阴极组件分别安装至所述前侧壁和后侧壁之间。