污水反硝化除磷产电系统是一种新型的产能及废水净化工艺,以模拟水为研究对象,实现了连续流双污泥反硝化除磷工艺与微生物燃料电池成功耦合,在处理污水的同时产生电能,实现了同一系统兼具节能减排环保等诸多优势。通过产电微生物、装置构造和反应底物等方面对污水反硝化除磷产电系统的可行性进行了分析,提供了反硝化除磷工艺与MFC能够成功耦合的理论基础。在综述反硝化除磷产电系统的运行原理、产电机理的基础上,进一步从电极材料、电极位置、膜结构、碳源、氧化还原电位、水力停留时间、MLSS、温度、碳源种类、pH值等方面分析讨论了系统运行的影响因素与运行参数,对污水反硝化除磷产电系统的潜在应用进行了展望。反硝化除磷产电系统中的污泥驯化培养采用双污泥连续流的方式进行同步驯化,装置运行期间厌氧池溶解氧浓度控制0.2mg/L,硝化池1.0-2.0mg/L,缺氧池0.5mg/L左右,反应器在室温下运行,好氧池、阴极室和缺氧池的水温控制在250C。装置成功启动后,COD的去除率在65%-75%之间,氨氮的去除率在60%-70%之间,磷的去除率在60%左右,其中COD、氨氮和磷的最高去除率已经分别达到了 74.03%、70.46%和63.02%。产电效率方面稳定且高效,产生的电压值一般在0.58V左右,电流强度为6.31mA左右,最高电压值和电流强度已经达到了 0.65V和7.69mA,最大输出功率为44mW/m2,内阻约为900欧姆。氧化还原电位、水力停留时间和外接电阻是反硝化除磷产电系统最重要的影响因素。当厌氧池的ORP值设定在-400mV左右时,有利于磷的充分释放,瞬间输出电压值较高,产电效果较好,缺氧池的ORP值设定在-50mV时,有利于同步脱氮除磷的进行。通过调节蠕动泵的转数来改变装置各反应器的水力停留时间,当外接电阻设定在900欧姆时,将厌氧池(阳极室)的HRT分别设定在1.5h、2.5h、3.5h时,此时缺氧池对应的水力停留时间分别为2.3h、3.8h和6h。厌氧池的HRT设定在2.5h时,反硝化聚磷菌的释磷量最大,释磷效果最好,阳极室HRT为1.5h时,有机物含量较充足,产电效果最好,平均输出电压值最大,缺氧池的HRT设定在2.3h到3.8h时,氮和磷的去除效果较理想,去除效果差别较小,去除效果稳定。将装置的外接负载电阻,分别设定在100Ω、500Ω、900Ω和1200Ω时,对系统的产电和污水处理情况进行了分析。当外接电阻为900欧姆与反硝化除磷产电装置的内阻最为接近时,此时MFC的输出功率密度最大,污水中的COD去除率是最高的,同时产电性能最好,当外接电阻为500Ω时,系统对氮和磷的去除率最高,外接电阻为900Ω时,系统有机碳源含量下降,氮和磷的去除效果较差。综上所述,反硝化除磷产电工艺降低污水中的COD、TN、TP的同时产生了可再生的绿色能源,输出了稳定的电压值。