所占体积比为10%?75%。当然，还可根据实际需要对铁碳质量比以及微电解填料6在第一腔体中所占体积比做出调整，并不局限于此。[0041 ] 微电解填料6的设置存在多种方式，优选的，微电解填料6的阴极缠绕于微电解填料6的阳极，微电解填料6悬挂于第一腔体内。为了方便悬挂，壳体4内设置有固定架3，该固定架3包括第一固定架和第二固定架，第一固定架固定微电解填料6，第二固定架固定电极生物膜7。
[0042]通常选择含碳材料作为电极生物膜7的电极，具体的，电极生物膜7的电极为碳素纤维、石墨或者碳板。当然，也可选择碳素纤维、石墨、碳板三者中的任意组合作为电极生物膜7的电极。
[0043]优选的，上述实施例提供的低碳氮比污水脱氮除磷装置中，电极生物膜7的阳极板和阴极板平行设置。具体的，阴极板和阳极板相间分布。当然，还可选择其他方式进行设置，例如，电极生物膜7的阳极板和阴极板均呈环形且同心设置，且电极生物膜7的阴极板外套于电极生物膜7的阳极板。具体的，采用上述方式进行设置时，阳极板为一个，阴极板至少为两个，且阴极板依次外套于阳极板。
[0044]为了提高效率，上述实施例提供的低碳氮比污水脱氮除磷装置中，电极生物膜7的极板间距为0.5cm?5cm。可以理解的是，相邻两个极板之间的间距为0.5cm?5cm，相邻的两个极板可以是阳极板与阴极板、阴极板与阴极板。当然，还可根据污水成分以及所需的工作效率对极板间距进行调整，并不局限于此。
[0045]在实际应用过程中，上述实施例提供的低碳氮比污水脱氮除磷装置，采用碳素纤维作为微电解填料6的阴极和电极生物膜7的电极，碳素纤维的型号为SFK-1型，碳素纤维的直径为7 μπι，比表面积为1500?2000m2/g ;采用铁丝作为微电解填料6的阳极，铁丝在使用前先用稀盐酸浸泡lh，除去铁丝表面氧化物质，用纯水冲洗至中性待用。壳体4由有机玻璃加工而成，有效容积为12L(15cmX20cmX40cm)，底部设置有布水器5和排泥斗41。微电解填料6以碳素纤维和铁丝编制成的纤维状物作为填料，填充率为25%，铁丝和碳素纤维的质量比为5:1，铁丝为37.5g，碳素纤维为7.5g ;电极生物膜7以碳素纤维编制的纤维毯作为阴极板和阳极板，阴极板和阳极板按照平行并联的方式设置，阴极板总面积为4800cm2(20cmX30cmX8)，极板间距为1.2cm，壳体4顶部设有空气隔离板，以保证壳体4顶部密封。进水采用上流式进水。
[0046]上述实施例提供的低碳氮比污水脱氮除磷装置的挂膜方法为:接种污泥取自污水处理厂SBR工段，污泥在接种前先经过好氧驯化。将接种污泥和待处理污水以1:5的比例混合成的污泥混合液作为培养液，采用静态运行方式，HRT 12h，缺氧培养，每天循环培养2周期，电极电压1.2v，电流从50mA增加到500mA，梯度50mA/d，待出水稳定后驯化结束。
[0047]以污染河水为试验用水，具体的，试验用水取自某河流河水，试验期间，取样点水质氮磷含量较高，尤其是NH4+-N含量，主要水质指标:TN为22?42mg/L，TP为I?4.5mg/L，NH4+-N为4?20mg/L，以及CODmn为14?35mg/L。试验采用连续进水，水力停留时间为8h，电极电流密度0.1mA/cm2，24h取一次样。
[0048]图2和图3是上述低碳氮比污水脱氮除磷装置对污染河水各种污染物质的去除效果，由图2和图3可以看出，进水中各种污染物含量波动较大，而出水相对比较稳定，TP, TN及CODmn的去除率均达到97 %，出水的TN和CODmn低于1.5mg/L，TP低于0.lmg/L，氨氮未检出，出水浊度维持在INTU左右，pH变化幅度也较小，表明该低碳氮比污水脱氮除磷装置对污水有较好的处理效果，出水水质稳定，对不同进水有良好的适应能力，对pH变化有良好的缓冲能力。
[0049]以污水处理厂二级生化出水为试验用水，具体的，试验用水取自某污水处理厂二级生化出水，试验用水主要水质指标:TN为20?44mg/L，TP为1.2?5.3mg/L，NH4+_N为10?22mg/L，以及CODmn为25?46mg/L。试验采用同样采用连续进水，水力停留时间为8h，电极电流密度0.1mA/cm2，24h取一次样。
[0050]图4和图5是上述低碳氮比污水脱氮除磷装置对污水处理厂二级生化出水各种污染物质的去除效果，由图4和图5可以看出，进水中各种污染物含量波动较大，而出水相对比较稳定，TP、TN及CODmn的去除率均达到95%，出水的TN和CODmn低于2mg/L，TP低于0.15mg/L，氨氮同样未检出，出水浊度维持在1.5NTU左右，pH变化幅度也较小，表明反应器污水处理效果良好，系统对于不同的进水运行稳定。
[0051]需要说明的是，NTU表示浊度。TN是总氮含量，包括溶液中所有含氮化合物，即亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、无机盐氮、溶解态氮及大部分有机含氮化合物中的氮的总和。TP是总磷含量，即水体中磷元素的总含量。CODmn是以高锰酸钾作氧化剂时化学需氧量，即用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量(以mg/L为单位)。化学需氧量越高表明水中有机污染物越多。CODmn主要是反映水中有机物含量的一个指标。HRT(HydraulicRetent1n Time)为水力停留时间，是水处理工艺名词，水力停留时间是指待处理污水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间。
[0052]对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种低碳氮比污水脱氮除磷装置，其特征在于，包括: 底端具有排泥斗(41)的壳体(4)，所述壳体(4)具有沿低碳氮比污水流向依次分布且相互连通的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体内设置有微电解填料(6)，所述第二腔体内设置有电极生物膜⑵； 与所述壳体(4)进口相连的供水管道(2); 位于所述壳体(4)内，与所述供水管道(2)连通且向所述微电解填料(6)喷射低碳氮比污水的布水器(5); 向所述电极生物膜(7)供电的直流电源(I)； 与所述壳体(4)的出水口(42)连通的出水管道(8)。
2.根据权利要求1所述的低碳氮比污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述第一腔体位于所述第二腔体的底端。
3.根据权利要求1所述的低碳氮比污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述微电解填料(6)的阴极为碳素纤维、活性炭或者无烟煤；所述微电解填料(6)的阳极为铁丝、铁板、铁管或者铁块。
4.根据权利要求3所述的低碳氮比污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述微电解填料(6)在所述第一腔体中所占体积比为10%?75%。
5.根据权利要求1所述的低碳氮比污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述微电解填料(6)的阴极缠绕于所述微电解填料(6)的阳极，所述微电解填料(6)悬挂于所述第一腔体内。
6.根据权利要求1所述的低碳氮比污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述电极生物膜(7)的电极为碳素纤维、石墨或者碳板。
7.根据权利要求1所述的低碳氮比污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述电极生物膜(7)的阳极板和阴极板平行设置。
8.根据权利要求1所述的低碳氮比污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述电极生物膜(7)的阳极板和阴极板均呈环形且同心设置，所述电极生物膜(7)的阴极板外套于所述电极生物膜(7)的阳极板。
9.根据权利要求7或8所述的低碳氮比污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述电极生物膜(7)的极板间距为0.5cm?5cm。
【专利摘要】本实用新型提供了一种低碳氮比污水脱氮除磷装置，包括：底端具有排泥斗的壳体，该壳体具有沿低碳氮比污水流向依次分布且相互连通的第一腔体和第二腔体，第一腔体内设置有微电解填料，第二腔体内设置有电极生物膜；与壳体进口相连的供水管道；位于壳体内与供水管道连通且向微电解填料喷射低碳氮比污水的布水器；向电极生物膜供电的直流电源；与壳体的出水口连通的出水管道。上述低碳氮比污水脱氮除磷装置，实现了微电解填料与电极生物膜的联合使用，通过微电解填料提高了总磷去除效率，去除了悬浮物和部分氨氮，为电极生物膜提供了缺氧环境；通过电极生物膜进一步降低了总氮含量，提高了总氮去除效率，从而能够满足出水要求。
【IPC分类】C02F9-14
【公开号】CN204385018
【申请号】CN201420731451
【发明人】牛远, 郭子军, 余辉, 姚理为, 周小颖, 刘鹏, 罗明科, 刘倩, 牛勇
【申请人】中国环境科学研究院, 湖南鑫力恒环保科技有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年11月26日