填料后通入模拟污水，维持反应器内溶解氧浓度为0.5-1.5mg/L，直至氨氮氧化成亚硝酸盐的转化率在80%以上视为富集成功。
[0107]在本发明中，采用微曝气将溶解氧浓度控制在lmg/L左右。
[0108]所述用于培养短程硝化生物膜的模拟废水配方为(mg/L):NaHC03:100, ΚΗ2Ρ04:27，MgS04.7Η20:300, CaCl2:180, (NH4)2S04:140，EDTA:5, FeS04:5, ZnS04.7Η20:0.00043，CoCl2.6Η20:0? 00024，MnCl2.4Η20:0.001，CuS04.5Η20:0.00025，NaMo04.2Η20:0.00022，NiCl2:0.0002，NaSe0410H20:0.00021, H3B03:0.00 00 1 4。
[0109]经过阴极反应区处理后，污水随着设置于所述阴极反应区顶部的出水口排出，并通过管道，采用升流式的进水方式经过设置于所述厌氧氨氧化脱氮区底部的入水口进入到厌氧氨氧化脱氮区。
[0110]在所述厌氧氨氧化脱氮区内生长有高活性的厌氧氨氧化颗粒污泥，污水中的氨氮和亚硝氮可以得到去除从而达到脱氮的目的。
[0111]在本发明中，所述厌氧氨氧化污泥通过富集得到。优选的，所述的厌氧氨氧化污泥为颗粒态。
[0112]所述的高活性的厌氧氨氧化污泥富集方法为:
[0113]取城市污水厂缺氧污泥和厌氧消化池厌氧污泥以质量比1:0.5?1:1.5的比例混合后接种到厌氧氨氧化脱氮区内，控制所述厌氧氨氧化脱氮区内污泥浓度为8-10g VSS/L左右；
[0114]将模拟污水通入反应器后保持水力停留时间为10_12h直至氨氮和亚硝氮同步去除率达到80%或以上时，逐渐缩短水力停留时间至2-4h，期间每次缩短水力停留时间后都需等氨氮和亚硝氮同步去除率稳定到80%以上。
[0115]其中，所述的用于培养厌氧氨氧化污泥模拟污水配方为(mg/L):KHC03:500,KH2P04:27，MgS04.7H20:300, CaCl2:180, (NH4) 2S04:670, NaN02:690，EDTA: 5，FeS04: 5，ZnS04.7H20:0.00043，CoCl2.6Η20:0.00024，MnCl2.4Η20:0.001，CuS04.5Η20:0.00025，NaMo04.2Η20:0.00022，NiC12:0.0002，NaSe0410H20:0.00021，H3B03:0.00 00 1 4。
[0116]在所述厌氧氨氧化脱氮区内经脱氮处理后的污水随着设置于所述厌氧氨氧化脱氮区顶部的出水口排出，并通过管道，排入到化学沉淀除磷区底部。
[0117]污水在所述化学沉淀除磷区与所述化学沉淀除磷试剂进行反应，形成沉淀污泥，达到除磷目的。
[0118]最后，经过处理后的污水从除磷区上部经过锯齿形的溢流堰排出污水处理装置。
[0119]本发明首先在阳极反应区内待处理污水中的有机碳被产电微生物所利用转化为电子传递给阳极碳棒，产生的电子通过导线和外部负载到达阴极后构成回路，实现了电能的回收。同时，阳极反应后剩下的氮磷污染物进入到阴极反应区后，在阴极反应区内的自养菌的作用下将一半的氨氮氧化成亚硝氮，然后污水进入到厌氧氨氧化脱氮区进行氮素污染物的脱除。最后，剩余不能被微生物利用的磷酸盐在化学沉淀除磷区通过化学沉淀进行去除。
[0120]本发明提供的污水处理装置采用生物电化学系统结合短程硝化-厌氧氨氧化的脱氮装置，处理线路简单，能耗低，可用于处理低浓度城市生活污水。可以将生活污水中的有机碳转化成电能，进一步补偿污水处理过程的能耗。此外，阳极和阴极所构成的电场还会刺激厌氧氨氧化脱氮区内的微生物，强化脱氮效果。另外，阳极反应区微生物为厌氧微生物，阴极反应区为自养微生物，厌氧氨氧化脱氮区为厌氧自养微生物，这几类微生物的生长速率低，整个系统的污泥产率低。相比于传统的污水生物处理装置，在达到同样去除效果的前提下，本发明提供的污水处理装置的能耗明显下降。
[0121]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的污水处理装置以及污水处理方法进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0122]实施例1
[0123]本实施例提供的污水处理装置包括阳极反应区；入水口与所述阳极反应区的出水口相连的阴极反应区；入水口与所述阴极反应区的出水口相连的厌氧氨氧化脱氮区；入水口与所述厌氧氨氧化脱氮区的出水口相连的化学沉淀除磷区；所述阳极反应区、厌氧氨氧化脱氮区和阴极反应区依次相邻设置，所述阳极反应区与所述厌氧氨氧化脱氮区之间设置有阴离子交换膜，所述厌氧氨氧化脱氮区与所述阴极反应区之间设置有阳离子交换膜。
[0124]其中，所述阳极反应区包括:填充于所述阳极反应区内部的电极颗粒；附着于所述电极颗粒表面的产电菌；一端设置于所述阳极反应区底部、另一端延伸至所述阳极反应区外部的石墨棒。
[0125]所述阴极反应区包括:空气阴极电极；设置于所述阴极反应区内的悬浮填料；附着于所述悬浮填料表面的好氧自养短程硝化生物膜；设置于所述阴极反应区内的硝化污泥。
[0126]所述空气阴极电极包括；空气阴极基底；分别复合于空气阴极基底两侧的金属催化层和扩散层；所述金属催化层设置于所述阴极反应区内侧，所述扩散层设置于所述阴极反应区的外侧。所述空气阴极基底为碳毡，所述金属催化层为镀膜量为5mg/cm2的Pt层。所述扩散层为PTFE扩散层。
[0127]所述悬浮填料的密度为0.92g g/cm3。所述悬浮填料的直径为lcm，所述悬浮填料的高度为2cm。所述阴极反应区还包括设置于所述阴极反应区顶部的镂空挡板。所述挡板的孔径为0.5cm。
[0128]所述阳极反应区与所述阴极反应区通过导线连接，所述导线的一端与所述石墨棒延伸至所述阳极反应区外部的一端相连，所述导线的另一端与所述空气阴极电极相连，并且所述阳极反应区与所述阴极反应区之间设置有负载。
[0129]在所述厌氧氨氧化脱氮区设置有厌氧氨氧化污泥。
[0130]在所述化学沉淀除磷区中，按照17mg Fe37mg P043的量投加FeCl3进行除磷处理。并且与所述厌氧氨氧化脱氮区的出水口连接的管道延伸至所述化学沉淀除磷区的底部，所述化学除磷区的出水口设置有锯齿形的挡板。所述化学除磷区通过四根支架连接于所述厌氧氨氧化脱氮区。
[0131]实施例2
[0132]1、产电菌富集的具体方法为:
[0133]取城市污水厂污泥接种到阳极反应区内和颗粒电极混合后，加入营养元素，接着用万用表或者电化学工作站检测电流直至阳极反应区内有稳定并持续时间一周以上的电流输出。
[0134]优选的，所述营养元素配方为(mg/L):CH3C00Na: 500, NH4C1:360, KC1:130, CaCl2:16，MgCl2.6Η20:20, NaCl:2，FeCl2:5, H3B03:1，NiCl2.6Η20:0.1，CuS04.5Η20:1，ZnCl2:1 以上物质溶于50mM pH = 7.0的PBS缓冲液中。
[0135]2、所述硝化污泥中的微生物在所述悬浮填料表面富集生长，得到附着于所述悬浮填料表面的好氧自养短程硝化生物膜。所述好氧自养短程硝化生物膜富集方法优选为:
[0136]取城市污水厂好氧消化池硝化污泥至反应器内，加入填料后通入模拟污水，维持反应器内溶解氧浓度为lmg/L，直至氨氮氧化成亚硝酸盐的转化率在80%以上视为富集成功。
[0137]所述用于培养短程硝化生物膜的培养基配方为(mg/L):NaHC03:100, ΚΗ2Ρ04:27，MgS04.7Η20:300, CaCl2:180,轉#04:140，EDTA: 5，FeS04:5, ZnS04.7Η20:0.00043，CoCl2.6Η20:0.00024, MnCl2.4Η20:0.001，CuS04.5Η20:0.00025，NaMo04.2Η20:0.00022，NiCl2:0.0002，NaSe04l0H20:0.00021, H3B03:0.00 00 1 4。
[0138]3、所述的高活性的厌氧氨氧化污泥富集方法为:
[0139]取城市污水厂缺氧污泥和厌氧消化池厌氧污泥以质量比1:1的比例混合后接种到厌氧氨氧化脱氮区内，控制所述厌氧氨氧化脱氮区内污泥浓度为10g VSS/L左右；
[0140]将模拟污水通入反应器后保持水力停留时间为12h直至氨氮和亚硝氮同步去除率达到80%时，逐渐缩短水力停留时间至2h，期间每次缩短水力停留时间后都需等氨氮和亚硝氮同步去除率稳定到80%以上。
[0141]其中，所述的用于培养厌氧氨氧化污泥模拟污水配方为(mg/L):KHC03:500,KH2P04:27，MgS04.7H20:300, CaCl2:180, (NH4) 2S04:670, NaN02:690，EDTA: 5，FeS04: 5，ZnS04.7H20:0.00043，CoCl2.6Η20:0.00024，MnCl2.4Η20:0.001，CuS04.5Η20:0.00025，NaMo04.2Η20:0.00022，NiC12:0.0002，NaSe0410H20:0.00021，H3B03:0.00 00 1 4。
[0142]实施例3低浓度城市污水的处理
[0143]采用实施例1提供的污水处理系统进行污水处理，具体的:
[0144]经过预处理的低浓度城市污水(COD:150mg/L, NH/-N:20mg/L, TP: