[发明专利]一种光电催化耦合自养反硝化微生物脱氮除磷工艺方法

说明书

本发明公开了一种光电催化耦合自养反硝化微生物脱氮除磷工艺方法，属于污水处理技术领域。它包括以下步骤：(1)在微生物电化学反应器的阴阳极反应柱上添加光催化剂，光催化剂在自然光线下能够将生活污水中有机物降解为CO₂和H₂O；(2)微生物电化学反应器的阳极放置自养反硝化菌，阴极放置藻类；(3)向微生物电化学反应器中注入生活污水，对生活污水进行净化处理。将光催化氧化技术与藻类同步脱氮除磷结合，在实现光催化反应的同时，将光源用于藻类的光合作用，实现氮磷的有机转化，达到从污水中去除的目的。

技术领域

本发明涉及一种光电催化耦合自养反硝化微生物脱氮除磷工艺方法，属于污水处理技术领域。

背景技术

虽然近几年我国村镇生活污水处理行业发展迅速，但仍面临许多问题，主要有以下4点：

(1)厂站数量多、分散性强、选址难；

(2)水质水量差异大；

(3)标准不明确、不健全；

(4)部分处理设施运行效果不佳，水质难以达标。

对于分散式生活污水处理设备来说，COD、氨氮处理达标可以通过强化曝气来去除，然而过高的溶解氧，会造成出水硝态氮含量过高，进一步对人类健康和环境带来风险。过高的硝酸盐会诱发相邻地表水体的富营养化，藻类在活动过程中会产生毒素和减少水体的溶解氧含量，从而影响该区域的生物多样性。

由于村镇生活污水接管水质大多为居民厕所用水，存在C/N比低问题，这对于总氮去除带来很大影响。传统的除氮方法是先进行生物硝化处理后再进行异养反硝化，需外加有机物如甲醇、乙醇、醋酸钠等，这样做不仅增加了有机物的投入，还会使系统中产生更多的污泥，增加了运行和处理的成本，并且有引入新污染的可能。

因而，设计采用光电催化氧化技术，耦合自养反硝化微生物电化学反应器对一体化污水处理设备中的TN进行深度有效去除。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种光电催化耦合自养反硝化微生物脱氮除磷工艺方法，它解决了传统的除氮方法，先进行生物硝化处理后再进行异养反硝化，需外加有机物如甲醇、乙醇、醋酸钠等，这样做不仅增加了有机物的投入，还会使系统中产生更多的污泥，增加了运行和处理的成本，并且可能会引入新污染的问题。

本发明所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

一种光电催化耦合自养反硝化微生物脱氮除磷工艺方法，它包括以下步骤：

(1)在微生物电化学反应器的阴阳极反应柱上添加光催化剂，光催化剂在自然光线下能够将生活污水中有机物降解为CO₂和H₂O；

(2)微生物电化学反应器的阳极放置自养反硝化菌，利用光催化反应提高自养反硝化菌转化速率，并为微生物电化学反应器阴极提供氢离子，阴极放置藻类，一方面利用阳极提供的氢离子，另一方面利用光照进行光合作用，将生活污水中的N、P等营养物质合成复杂的有机质，从而降低水体中氮磷含量；

(3)向微生物电化学反应器中注入生活污水，对生活污水进行净化处理。

作为优选实例，所述光催化剂采用TiO₂、ZnO、Fe₂O₃、SnO₂、WO₃中任意一种。

作为优选实例，所述自养反硝化菌采用脱氮硫杆菌。

作为优选实例，所述藻类采用小球藻。

a.光催化技术