[发明专利]一种原位调控市政污水管道硫转化系统及其运行方法

权利要求书

1.一种原位调控市政污水管道硫转化系统，其特征在于，包括市政污水管道污水井盖、微生物电化学系统和升降架系统，所述升降架系统上端固定在污水井盖上，下端连接微生物电化学系统，所述升降架系统包括上支架、伸缩模块，下支架、固定物，所述伸缩模块通过固定物固定在污水井盖上，所述上支架与下支架组成X型，上支架与下支架的上端分别固定在伸缩模块两侧，上支架的下端固定在下支架上，下支架的下端连接微生物电化学系统，所述电化学系统包括阴极组、阳极组、导线和伸缩套管，所述阴极组和阳极组由导线连接，所述导线外套有伸缩套管，所述伸缩套管与下支架的下端连接，所述阴极组位于污水面和空气交界处，所述阳极组位于污水管道的底部；所述伸缩模块由弹簧和粗线组成，所述上支架和下支架的上端分别固定在弹簧的两侧，所述弹簧两端用粗线连接，所述粗线一端固定在螺钉上，所述螺钉固定在污水井盖上；所述阴极组水平安放于污水面和空气交界处，所述阳极组与管道成45°；所述导线位于伸缩套管外的用PE管包裹，所述阳极组由三对阳极电极并联而成，每对阳极电极纵向对称，所述阴极组由三个阴极电极并联而成；所述每个阳极电极为由四个碳纤维导电刷围成圆柱体，所述碳纤维导电刷的直径为50-100 mm，长 150-500mm；所述每个阴极电极为由四个用碳纸做成的椭圆形螺旋状组成的圆柱体；所述阳极组中阳极电极安装前均需经过挂膜处理，再并联后连接至导线；所述升降架系统还包括承载台，所述承载台固定于污水井盖上，通过固定物与伸缩模块连接固定；所述挂膜具体步骤如下：采用三电极体系，Ag/AgCl作为参比电极，先将经破碎处理后的厌氧颗粒污泥和模拟含硫化物污水按 1：1 比例添加到已经过高压灭菌的电化学反应器工作电极室中，污泥取自之前经过反硝化脱硫驯化的装置，然后曝70%氮气和30%二氧化碳混合气体20 min以去除培养液中的溶解氧和反应器顶部的空气；将前期筛选的8株高效硫氧化菌株于LB 培养液中摇床培养过夜；取过夜培养的8株高效硫氧化菌株液2 mL，接种于电化学反应工作电极室，电化学反应工作室内的pH值控制在8.0-8.5，通过电化学工作站对工作电极电势进行控制，使其维持在-0.27 V；前5天，每天更换厌氧污泥和模拟含硫化物污水，之后以纯模拟含硫化物污水进行培养，这个过程中，持续对工作电极室进行曝气，温度保持在30℃。

2.基于权利要求1所述的一种原位调控市政污水管道硫转化系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：安装污水井盖、升降架系统和微生物电化学系统，市政污水管道中的含SO4^2-污水被市政污水管道底部污泥中的硫酸盐还原菌还原成S^2-，然后通过位于市政污水管道底部厌氧区的阳极组中的阳极电极氧化成S⁰，同时生成的S⁰通过水力冲刷作用与阳极电极迅速分离；置于污水面和空气交界处的阴极组中的阴极电极接收阳极组传递过来的电子将氧气还原成水，运行过程中通过升降架系统与伸缩套管分别调节阳极组和阴极组的位置，完成污水中硫转化。