柔性电极组件及厌氧电生物脱氮系统和应用的制作方法

1.本发明属于水处理技术领域，特别涉及一种城市污水处理过程中用的柔性电极组件和厌氧电生物脱氮系统和应用。

背景技术：

2.近年来，随着水体污染加剧，排入水体中的氮元素越来越多，我国个别地区该指标已经高达3omg/l，甚至更高，当水体中氨氮的排放量超出了自我净化能力，就造成了水体的污染加剧，水体中的高氨氮含量严重影响人类身体健康，同时水中氨氮含量过高也会影响水生生物的正常生长，所以对污水进行脱氮除磷至关重要。
3.含氨氮废水具有来源广、毒性大、成分复杂的特点，已经成为行业专家们研究的热点，针对低或高浓度氨氮废水的处理技术也层出不穷，其中氨氮废水的处理手段包括物理处理、化学处理、生物处理以及一些综合处理等。传统生物脱氮工艺是根据自然界中微生物对氨氮的净化作用基本原理稍作改良研发出来的，应用于污水处理存在着一些不足之处，如处理成本高、能源消耗大等缺点，经本领域技术人员努力，不断开发有新的脱氮工艺，如同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等都是新型生物脱氮工艺。而针对处理高氨氮废水，不论哪种生物脱氮技术相结合都避免不了自身反应慢，耗时长的弊端，目前，最新的研究是将电辅助法与微生物法相结合形成一个新的电辅助微生物体系并通过有机物使氨氮达到降解，这样既缩短反应时长，提高反应速率，又能合理利用污水中原本就含有的有机物来降解氨氮，克服了传统厌氧生物法处理氨氮的缺点。
4.电辅助微生物系统(electrically assisted microbial system,eams)简称电生物系统，是一种特殊的微生物电解池系统(microbial electrolysis cell，mec)。在电生物系统中，具有电催化活性的微生物通过外加电压的作用附着在电极材料上，形成生物膜电极，系统中的阳极和阴极分别发生氧化和还原反应。电生物反应器主要分为单室、双室和多室反应器。它们之间的区别主要在是否有离子交换膜。单室反应器阴阳两级在一个反应器内且没有离子交换膜，双室反应器阴阳两极在两个不同的反应器内且有一个离子交换膜，多室反应器由多个阴阳极构成且每两个相邻的阴极室和阳极室之间都有一个离子交换膜。由于离子交换膜价格昂贵，因此单室反应器的造价成本相对于另外两个反应器来说大大降低，并且由于阴阳两极在一个反应器内，污染物在阴极反应后产生的中间产物能够移动到阳极发生氧化反应被分解，因此构成了一个氧化还原反应的循环。
5.对于电辅助微生物系统，现多以金属板或石墨板等作为电极极板进行研究，而金属板或石墨板及离子交换膜具有价格昂贵，安装繁琐，因为材料比表面积小、微生物挂膜缓慢等问题，是造成难以大规模应用的主要原因。
6.因此，有必要解决上述现有技术的缺陷。

技术实现要素：

7.本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，首先提供了一种城市污水处理过程
中用的柔性电极组件，提高了污水中工业源氨氮去除效率，成本低，可以规模化生产和应用。
8.本发明提供的柔性电极组件，包括柔性绝缘骨架以及分别贴合于所述柔性绝缘骨架两面且不导通的导电纤维正电极(阳极)和导电纤维负电极(阴极)，所述导电纤维正电极和所述导电纤维负电极由柔性高导电碳纤维或喷涂有导电金属层的活性炭纤维构成，在所述导电纤维正电极和所述导电纤维负电极与所述柔性绝缘骨架之间，分别夹设有金属导流网，所述导电纤维正电极和所述导电纤维负电极外侧分别设有用于将所述柔性绝缘骨架、所述导电纤维正电极、所述导电纤维负电极和所述金属导流网连接于一体的压紧固定网。
9.本发明柔性电极组件中，电极采用柔性高导电碳纤维或喷涂有导电金属层的活性炭纤维构成，并与金属导流网组合，金属导流网的电阻为0欧，能使电极电流纵向加速通过，同时利用柔性高导电碳纤维综合性能优异、高导电性能等特点与金属导流网的横向导电性能结合，或通过在活性炭纤维表面喷涂导电金属层降低活性炭纤维内阻、以强化电极与金属导流网的横向导电性能；电子传递使一些相对较大的极性或带电的分子，如葡萄糖、氨基酸及离子等物质均不能自由通过膜，这些物质的运输均需要有膜蛋白的介导进行被动转运，而以电子传递所需要能量驱动使受体与配体分离，完成受体的再循环的主动转运方式比被动转运更具有优越性，促进生物膜电极的快速形成；微生物附着在电极材料上，通过外加电场驯化，可迅速形成生物膜电极，使导电纤维负电极析氢反应，导电纤维正电极析出二氧化碳，细菌利用活性氢作为能源，并同化二氧化碳，应用于厌氧反硝化体系时，阴极析氢反应有两种形态的氢产物，分别为活性氢以及氢分子，活性氢首先会被反硝化菌利用，自养反硝化菌利用阴极的活性氢将硝酸盐通过反硝化转化为氮气，实现对氨氮和硝酸盐氮的去除。
10.本发明还提供了一种厌氧电生物脱氮系统，包括厌氧电生物脱氮反应器，所述厌氧电生物脱氮反应器是将上述所述的柔性电极组件设置于容器或水池内，在所述容器或所述水池底部设置搅拌器，所述柔性电极组件中的所述导电纤维正电极和所述导电纤维负电极通过与其连通的金属导流网分别与电源连接，通过外加电场驯化反硝化菌形成生物膜电极，使所述导电纤维负电极析氢，所述导电纤维正电极析出二氧化碳，利用活性氢和二氧化碳作为脱氮能源应用于厌氧反硝化体系脱氮。
11.采用本发明厌氧电生物脱氮系统，在用于污水处理时，对水中亚硝态氮的降解速率非常快，5小时内可完全降解，对水中氨氮的降解效果，在12小时降解率在85％以上，投加乙酸或乙酸钠作为反应底物后对硝态氮在12小时后降解率达95％。
12.本发明厌氧电生物脱氮系统外加电压低，有效降低了工业化实施成本，解决了采用金属板和石墨等传统电极的规模工程应用难，装置造价高等问题，符合目前产业的需求，具有非常广泛的应用前景。
13.本发明还提供了柔性电极组件在废水处理工艺中的应用，柔性电极组件可应用于厌氧或好氧处理前的水解酸化过程，可使环链或长链的不易生物降解的有机物水解为短链低分子容易降解的有机物，有效改善污水可生化性，提高脱氮效率。
附图说明
14.图1a是本发明柔性电极组件示意图；
15.图1b为图1各部件排列示意图；
16.图2是本发明柔性电极组件中导电纤维正电极的柔性高导电碳纤维编织结构实施例图；
17.图3是将本发明柔性电极组件卷绕后的示意图；
18.图4是多个本发明柔性电极组件组合示意图；
19.图5是本发明电生物反应器组件示意图；
20.图6是本发明厌氧电生物脱氮系统示意图；
21.图7为本发明厌氧电生物脱氮系统实施例一对氨氮、亚硝态氮及硝态氮的降解效果图；
22.图8为本发明厌氧电生物脱氮系统实施例二对氨氮、亚硝态氮及硝态氮的降解效果图；
23.图9为本发明厌氧电生物脱氮系统实施例三对氨氮、亚硝态氮及硝态氮的降解效果图；
24.图10为本发明厌氧电生物脱氮系统实施例四对氨氮、亚硝态氮及硝态氮的降解效果图。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.参见图1a-1b，本发明提供的柔性电极组件1，包括至少一柔性绝缘骨架11，所述柔性绝缘骨架11为柔性电极组件1的基体，可采用耐腐蚀且具有柔性变形的网状构件，在柔性绝缘骨架11的两面，分别设有不导通的导电纤维正电极13和导电纤维负电极14，所述导电纤维正电极13和导电纤维负电极14可由柔性高导电碳纤维构成，或者由喷涂有导电金属层的活性炭纤维构成，其中柔性高导电碳纤维是一种高导电性材料，其综合性能优异，除具有高导电性能之外，其还具有耐腐蚀、耐磨、耐高温、强度高、质轻等特点；在活性炭纤维表面喷涂导电金属层，可降低活性炭纤维内阻，有利于与废水界面接触和电子通道畅通。在导电纤维正电极13和导电纤维负电极14与柔性绝缘骨架11之间，分别夹设有金属导流网12，金属导流网12能使电极电流纵向加速通过，而导电纤维正电极13和导电纤维负电极14采用柔性高导电碳纤维或采用喷涂有导电金属层的活性炭纤维具有横向通过电流，与金属导流网12结合时，可进一步增加导电纤维正电极13和导电纤维负电极14的横向导电性能，电子传递使一些相对较大的极性或带电的分子，如葡萄糖、氨基酸及离子等物质均不能自由通过膜。这些物质的运输均需要有膜蛋白的介导进行被动转运，而以电子传递所需要能量驱动使受体与配体分离，完成受体的再循环的主动转运方式比被动转运更具有优越性，促进生物膜电极的快速形成。在导电纤维正电极13和导电纤维负电极14的外侧，设有压紧固定网15，压紧固定网15外表面可排列多根不锈钢固定条16，可将排列的导电纤维正电极13、金属导流网12、柔性绝缘骨架11和导电纤维负电极14相互压紧贴合，通过固定件17，可将上述各构件连接固定于一体，形成整体的柔性电极组件1。
27.作为本发明柔性电极组件1优选的方式，柔性绝缘骨架11采用熔喷pp材料的土工
席垫,厚度为1.6-2.5厘米。土工席垫是一种用pp乱丝熔融的多层铺网而成的构件，土工席垫具有大量不规则横向和纵向网孔通道，较之现有技术规则的圆孔或蜂窝状孔网状构件，采用土工席垫比表面积要大得多，非常有利于微生物挂膜，且耐腐蚀、耐高压、开孔密度大，具有全方位通水、水平排水功能。
28.作为本发明柔性电极组件1优选的方式，所述金属导流网12是由单丝直径为0.1-2mm的不锈钢316s丝编织而成，用于增加电极的纵向及横向导电性能，金属导流网12网孔大小为2-5mm，有利于与废水界面接触和电子通道畅通。可以理解地，不锈钢是一种耐腐蚀的导电材料，也可以选用其它的耐腐蚀导电材料，以保证柔性电极组件使用的寿命。
29.所述柔性高导电碳纤维的主要作用是横向接受金属导流网12传输过来的电流，为微生物提供安家场所，在厌氧工况通过外加电场驯化反硝化菌形成生物膜电极。柔性高导电碳纤维是由聚丙烯纤维和导电碳纤维采用剑杆织机一次性混编织成；织造柔性高导电碳纤维以1k-12k的柔性高导电碳纤维混排100-300d的聚丙烯纤维单丝捻作经纬线，即一股导电碳纤维混排一股聚丙烯纤维。将1k-12k的电碳纤维和100-300d的聚丙烯纤维混合织成多个纵横排列的大“田”字形单元，每一个大“田”字形单元包含四个小“田”字形单元，每一个大“田”字形单元用导电碳纤维和聚丙烯纤维混拈的粗经线和粗纬线交替作为边框，中间的”大十”字筋a采用导电碳纤维中粗经线和中粗纬线，并作为四个小“田”字形单元的边框，每一个小“田”字形单元中间的小”十”字筋b采用导电碳纤维经线和纬线，各小”十”字筋b两侧纵横排列多根聚丙烯纤维单丝经线和单丝纬线，形成帘式网格布。
30.图2为柔性高导电碳纤维每一个大“田”字形单元编织的结构实施例图。在剑杆织机上，每一个大“田”字形单元按照经线从布边133向右依次每隔5-10厘米设置一股12k的导电碳纤维混排一股250d的聚丙烯纤维作为粗经线1313，纬线从上向下依次每隔5-10厘米设置一股12k的导电碳纤维混排一股250d的聚丙烯纤维作为粗纬线1323，形成边框。然后在每条粗经线1313中间设置一条单股6k的导电碳纤维中粗经线1312，在每条粗纬线1323中间设置一条单股6k的导电碳纤维中粗纬线1322，交叉形成大“十”字筋a，构成一个大“田”字形单元；在6k的导电碳纤维中粗经线1312两边等距离再列一股3k的导电碳纤维经线1311，在6k的导电碳纤维中粗纬线1322两边等距离再列一股3k的导电碳纤维纬线1321，交叉形成小“十”字筋b，构成四个小“田”字形单元；在3k的导电碳纤维经线1311两边等距离再列三股100d的聚丙烯纤维单丝经线1314，在3k的导电碳纤维纬线1321两边等距离再列三股100d的聚丙烯纤维单丝纬线1324，使每个小“田”字形单元中间排列多个网格。在经纬线编织时，以最少4台喂纬机分别依次打入12k的导电碳纤维混排250d的聚丙烯纤维经纬线、单股6k的导电碳纤维经纬线和单股3k的导电碳纤维经纬线及六股100d的聚丙烯纤维经纬线进行经纬编织，最后编织成有9条经向织造带及8条空经纬编织横网的织造帘式网格布，导电碳纤维网格布长度为50-100米，在使用时按照实际应用所需的长度切裁成1-8米的织造方格导电碳纤维布，经万能表检测其电阻小于50欧姆，较之于现有技术的不锈钢多孔板或不锈钢网电阻虽然偏高一点，但其具有造价低、比表面积大等优点，织造后的方格导电碳纤维布成本仅为全部用导电碳纤维丝编织的导电碳纤维布的20％-30％，并且达到柔性高导电效果，可以作为柔性电极组件1的正负极电极材料。
31.进一步地，本发明柔性高导电碳纤维织成网格布后，可用切刀将每一小“田”字形单元中间的小“十”字筋b中间位置用切刀切成十字形切口，即将小“田”字形单元中间交叉
的导电碳纤维经线1311和导电碳纤维纬线1321中间切开，切口位置不损伤小“田”字形单元的边框，使每一大“田”字形单元形成4个十字形切口，切断后的导电碳纤维线头可从切口处飘出，向外自由伸展。或者，沿每一个小“田”字形单元的小“十”字筋b边缘将聚丙烯纤维单丝经线和纬线切断，小“十”字筋b处形成l形切口，使每一小“田”字形单元形成4个l形切口，每一大“田”字形单元形成16个l形切口，保留每一个小“田”字形单元的小“十”字筋b连接，使切断后的聚丙烯纤维单丝线头从切口处飘出，向外自由伸展。上述柔性高导电碳纤维网格布切破后，伸展的纤维丝在水中漂浮，可增加微生物的挂膜量，提高导电纤维电极的电子传递率，使一些相对较大的极性或带电的分子，如葡萄糖、氨基酸及离子等物质均不能自由通过膜，这些物质的运输均需要有膜蛋白的介导进行被动转运，而以电子传递所需要能量驱动使受体与配体分离，完成受体的再循环的主动转运方式比被动转运更具有优越性，促进生物膜电极的快速形成，保证生物膜的反应顺利进行。
32.所述活性炭纤维的主要作用同样是横向接受金属导流网12传输过来的电流，为微生物提供安家场所(挂膜)，在厌氧工况通过外加电场驯化反硝化菌形成生物膜电极。活性炭纤维的导电金属层是将活性炭纤维布采用浓度为10～15％的三聚氰胺聚磷酸盐进行浸渍2小时，起阻燃作用后，在5kg/cm2压缩空气下，采用等离子喷涂方式，将导电金属(如不锈钢316s丝)熔融喷涂在活性炭纤维布中的一个表面，喷涂有导电金属层的表面相对金属导流网12，与金属导流网12贴合。喷涂后，导电金属渗入活性炭纤维其中一个面，构成一个导电骨架网络结构，活性炭纤维布的另一面(不具有不锈钢316s的面)仍保持其本身的特性，以便于最大限度的降低金属导流网12接触面的内阻，这样既保留了活性炭纤维比表面积大、吸附性能强、耐腐蚀、导电性好、电化学特性稳定的特点，保证水中有机物吸附在活性炭纤维表面，而不锈钢316s丝熔融喷涂在活性炭纤维布的表面与金属导流网12结合，可进一步强化活性炭纤维电极横向导电性能。
33.所述活性炭纤维布采用下述步骤制成：
34.s1将粘胶基无纺布用浓度为10～15％的三聚氰胺聚磷酸盐进行浸渍2小时。
35.所述三聚氰胺聚磷酸盐,为含氮阻燃剂，受热时发生分解反应，含氮阻燃剂主要是三聚氰胺及其衍生物和相关的杂环化合物，比含卤阻燃剂和红磷性状更优越。三聚氰胺与金属氧化物、某些有机磷酸或碱金属、碱土金属盐一起使用，阻燃非常有效。粘胶基无纺布在碳化前用三聚氰胺聚磷酸盐浸渍，可避免粘胶基无纺布在碳化过程中燃烧氧化。
36.s2在200℃～250℃的温度下预氧化30～60min，以使粘胶的线型分子链转化为耐热的梯型结构，确保原材料在碳化过程中不发生氧化燃烧，在后续高温碳化时不熔不燃而保持纤维状态。
37.s3在保护气氛(氩气或氦气)下以250℃～350℃温度碳化处理1～2h，使粘胶基无纺布纤维化。碳化过程对升温速率加以控制，基本保证前高后低，前缓后急。
38.s4将碳化处理后的使粘胶基无纺布纤维用水蒸气进行造孔处理，(清除微孔通道的杂质)再在900℃～1000℃温度下进行活化处理6～8h；使粘胶基无纺布纤维经过高温活化后形成活性炭纤维，纤维表面布满微孔，具有较大的比表面积，用于吸附废水中的污染物。
39.本步骤中，活化温度高利于提高比表面积，但过高温度易造成微孔结构塌陷；活化时间长则利于彻底活化，但容易造成活性炭纤维布得率降低，需要对最终产品的孔径和孔
分布进行必要的控制，并且在活化阶段的不同位置严格控制活化介质用量。
40.s5用浓度为20％硫酸洗涤处理，以除去活性炭纤维布中的杂质(包括灰尘及有害金属元素)，然后再用沸腾的去离子水洗至中性，在烘箱内烘干即可。
41.上述方法制备的活性炭纤维布比表面积可达1590m2/g,中孔含量可达30％，碳含量超过95％，具有理想的孔径分布和较高的比表面积，微孔结构十分发达，经万能表检测其电阻小于50欧姆，较之于现有技术的不锈钢多孔板或不锈钢网电阻虽然偏高一点，但其因为造价低、比表面积大等优点，可以作为柔性电极组件1的正负极电极材料。
42.参见图3，本发明柔性电极组件1可以卷绕成螺旋状，中间用隔离网2或柔性绝缘骨架11隔开，隔离网2上可设置多个隔离柱3，长度1.6-2.5cm，保证每一层柔性电极组件1保持同等间距，不导通的导电纤维正电极和导电纤维负电极分别连接正电极引出线4和负电极引出线5，形成一个由单柔性电极组件组成的类似圆柱形的电生物反应器组件。
43.参见图4，本发明柔性电极组件1采用多件组合时，可在每一柔性电极组件1之间用绝缘的隔离网2间隔，并在隔离网2上设置隔离柱3，使柔性电极组件1保持同等间距，隔离网2可采用柔性绝缘骨架11替代。为保证多个柔性电极组件1组合连接于一体后仍具有可弯曲性能，固定件17间与隔离柱3的设置位置相互错开。参见图5，多个柔性电极组件1组合后，柔性电极组件1中不导通的导电纤维正电极13和导电纤维负电极14分别连接正电极引出线4和负电极引出线5，形成一个由多个柔性电极组件的组成电生物反应器组件。
44.参见图6，本发明提供了一种厌氧电生物脱氮系统，包括厌氧电生物脱氮反应器6，所述厌氧电生物脱氮反应器6具有一容器或水池(附图为容器66)，柔性电极组件1设置于容器66内，由容器66内设置的网孔支承板61支承。柔性电极组件1中的导电纤维正电极13和导电纤维负电极14通过正电极引出线4和负电极引出线5分别连接直流电源7(电源电压0.3-0.8v)。在容器66的底部设置推流式搅拌器62，与电机63输出轴连接，由电机63带动转动。需要处理的污水从进水口64进入，在厌氧状态下反应一定时间后从出水口67排出，反应期间推流式搅拌器62接上电源，电机63带动推流式搅拌器62在控制系统控制下间歇式工作，通过导电纤维正电极13和导电纤维负电极14，在厌氧工况通过外加电场驯化反硝化菌形成生物膜电极，使导电纤维负电极14析氢反应，导电纤维正电极13析出二氧化碳，细菌利用氢作为能源，并同化二氧化碳，这样柔性电极组件1应用于厌氧反硝化体系中，阴极析氢反应有两种形态的氢产物，分别为活性氢以及氢分子，活性氢首先会被反硝化菌利用，自养反硝化菌利用阴极的活性氢将硝酸盐通过反硝化转化为氮气，达到高效率脱氮目的。
45.进一步地，上述厌氧电生物脱氮系统还可在进水口64上设置加药口65，污水进入反应器时投加乙酸或乙酸钠作为反应底物，以碳氮比为2来计算其投加量，有助于负电极氢的析出，氢细菌利用氢气作为能源，并同化二氧化碳，因此，强化导电性能的活性炭纤维电极及其eams系统的脱氮途径，反应有两种形态的氢产物，分别为活性氢以及氢分子，活性氢首先被反硝化菌利用，自养反硝化菌利用两极产生的活性氢和二氧化碳，将硝酸盐转化为氮气，达到脱氮的目的。
46.传统生物脱氮系统，利用自然界氮素循环的原理，在水处理中营造出适宜于不同微生物种生长的环境，提高生物硝化反硝化速率，通过氨化作用、硝化作用和反硝化作用，达到废水中氮素去除的目的。
47.(1)氨化作用：未经处理的城市污水中的有机氮主要有蛋白质、氨基酸、尿素、胺
类、和硝基化合物等。有机氮化合物在好氧菌和氨化菌的作用下被分解转化为氨态氮。
48.(2)硝化反应：生物硝化反应是亚硝化菌、硝化菌将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，是由一自养型好氧微生物通过两个过程完成的：第一步先由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐，称为亚硝化反应，第二步由硝酸菌将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。
49.(3)反硝化反应：生物反硝化反应是在缺氧状态下，将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成气态氮或氮氧化物的过程，它是一异氧型微生物通过同化作用和异化作用来完成的。异化作用就是将亚硝酸盐和硝酸盐还原成氮气和氮的氧化物等气体物质，主要是氮气。而同化作用是反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸盐还原成氨氮供新细胞合成之用。
50.生物脱氮主要是靠硝化和反硝化两个过程来完成的。硝化反应是由自养型好氧微生物完成的，它包括两个阶段，第一阶段由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝态氮；第二阶段则由硝酸菌将亚硝态氮进一步氧化为硝态氮。亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌。硝化菌属专性好氧菌，他们利用无机物如co
32-、hco
3-、co2等作为碳源，从nh
3-n和no
2-n的氧化反应中获得能量。反硝化反应是由异养型微生物完成的生物化学过程。它的主要作用是在缺氧(do《0.3-0.5mg/l)的条件下，反硝化菌将硝化过程中产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原为气态氮(n2、n2o或no)。在反硝化反应过程中，硝酸氮通过反硝化菌的代谢活动，有两种转化途径：一种是同化反硝化，即细胞合成，最终形成有机氮化合物，成为菌体的一部分；另一种途径为异化反硝化即分解，最终以气态氮为产物。
51.在厌氧电生物脱氮系统中，在缺氧(do《0.3-0.5mg/l)的条件下，微生物对氨氮的降解发挥着主导作用，外加电压发挥着辅助作用，而对整个系统施加电压是为了使电极产生的电子而刺激自身的代谢活性及还原活性，通过电极耦合微生物菌种对降解氨氮起到了协同作用，能够大大提高氨氮的降解效果。当单纯的微生物系统降解氨氮时，氨氮氧化降解所需的电子主要来自于微生物，由于微生物本身缺乏大量电子供体，造成氨氮仅仅发生少量降解，且降解很少的氨氮就需要很长的时间；当单纯的电化学系统降解氨氮时，由于能够给氨氮的氧化降解提供大量的电子供体，因此氨氮在此系统中是能够小幅度降解的，但降解速度很慢，造成这一问题的主要原因可能是由于氧化还原中间产物的累积导致氨氮难以降解；当电生物系统降解氨氮时，一方面由于微生物和电极的耦合作用使电极表面附着微生物而形成生物电极，当提供外加电压后，负电极在较小电压下就可以提供较多的电子，微生物就可以高效地利用电极产生的电子而刺激自身的代谢活性及还原活性，从而能够更好地降解氨氮，另一方面由于电生物系统中污染物在正电极的反应可以降解部分负电极产生的中间产物，使得氨氮的降解反应能够更顺利的进行。电生物系统是单纯电化学系统和微生物系统的耦合体，它不仅能够体现两种系统的优点，还避免了两种系统的各自弊端，且由于外加电压并不高，对于工业化实施也可以降低成本，因此这对氨氮的处理提供了新的思路。
52.本发明厌氧电生物脱氮系统，是通过柔性电极组件改造传统的水解酸化系统或厌氧系统，利用电化学原理和生物原理，柔性电极以巨大比表面给微生物通过安家场所，通过外加电场的驯化反硝化菌形成生物膜电极，导电纤维电极产生的活性氢被反硝化菌所高效利用，有利于生物的脱氮。
53.上述原理充分结合电化学法和生物膜法，包括电化学原理和生物原理。
54.(1)电化学原理：每一个电极组件中，外加一定的电流，负电极析氢，正电极析出二氧化碳，细菌利用活性氢作为能源，并同化二氧化碳，电极组件应用于厌氧反硝化体系中，自养反硝化菌利用两极产生的活性氢和二氧化碳，通过反硝化菌将硝酸盐转化为氮气。
55.工业废水处理站、自来水厂和市政污水处理厂等水中一般含：
56.h
+
,oh-,cl-,ca
2+
,mg
2+
,na
+
,no
3-等离子。
57.则在负电极上可能存在的反应式：
58.(fe)：fe
–
2e
→
fe
2+
e0(fe
2+
/fe)＝
–
0.44v
59.ca
2+
+2e＝cae＝-2.868v
60.mg
2+
+2e＝mge＝-2.372v
61.na
+
+e＝nae＝-2.71v
62.2h
+
+2e＝h2e＝0v
63.no
3-+2h
+
+e＝no2+h2oe＝0.799v
64.no
3-+4h
+
+2e＝no+2h2oe＝0.957v
65.正电极上可能存在的反应式：
66.(c)：2h
+
+2e
→
h2e0(h
+
+/h2)＝0v
67.2cl-＝cl2+2ee＝1.35v
68.c+2h2o＝co2+4h
+
+4ee＝0.207v
69.4oh-＝o2+2h2o+4ee＝0.401v
70.在电极上先析出何种产物取决于多种因素，如这种离子的浓度、超电势等等，在正电极进行的氧化反应的首先是析出电势(考虑超电势等因素后的实际析出电极电势)代数值小的还原态物质；在负电极上进行还原反应的首先是析出电势代数值较大的氧化态物质。
71.基于这一原理，则有：
72.①
在阴极上，电极电势很小的金属离子如ca
2+
，na
+
等在阴极不易被还原。虽然都大于但no
3-离子很难接近阴极，阴极附近no
3-浓度很低，使得no
3-的析出电位小于h
+
的析出电位，故在阴极上，h
+
首先得到电子被还原成活性氢。以反应：2h
+
+2e＝h2为主。
73.②
在阳极上，不考虑超电势，则有：
[0074][0075][0076]
且远小于故在阳极上，碳将被氧化，析出二氧化碳，以反应：c+2h2o＝co2+4h
+
+4e为主。
[0077]
这样在阴极产生的氢气，在阳极产生的二氧化碳就为自养反硝化菌进行自养反硝化提供必要的氢源和碳源。
[0078]
(2)生物原理：电极生物膜法主要是培养出具有反硝化能力的自养细菌将硝酸盐转化为氮气，达到脱氮的目的。反硝化细菌为兼性厌氧菌，在有氧的条件下，它们利用氧进行好氧呼吸，但当溶解氧浓度较低时，它们从硝酸盐中吸取氧，从而将硝酸盐转化为氮气。
反硝化细菌种类较多，主要有：无杆菌属、气杆菌属、产碱杆菌属、杆菌属、黄杆菌属、微球菌属、假单胞菌属、变形杆菌属)及硫杆菌属等。根据细菌生长所利用的碳源不同，反硝化细菌可分为异养反硝化菌和自养反硝化菌。
[0079]
异养反硝化菌是利用有机物作为营养源的反硝化菌，常用的有机物有甲醇、乙醇和醋酸等，其反应式为：
[0080]
no
3-+1.08ch3oh+0.24h2co3→
0.06c5h7o2n+0.47n2+1.68h2o+hco
3-ꢀꢀ①
[0081]
7.03ch3cooh+8.58no
3-→
0.58c5h7o2n+11.16co2+8.58oh-+7.74h2o+4n2ꢀꢀ②
[0082]
自养反硝化菌是利用重碳酸离子和溶解于水中的碳酸等无机碳作为细菌合成碳源的细菌。它以活性氢和单质s以及硫化物作为无机电子供体，其反应式为：
[0083]
55s+50no
3-+38h2o+20co2+4nh4→
4c5h7o2n+55so
42-+25n2+64h
+
ꢀꢀ③
[0084]
2.16no
3-+7.24h2+0.8co2→
0.16c5h7o2n+n2+5.6h2o+2.16oh-ꢀꢀ④
[0085]
反应式
④
是氢细菌利用活性氢作为能源，并同化二氧化碳，将硝酸盐转化为氮气的反应式。氢细菌的种类很多，是一些兼性化能自养菌。它们分属在假单胞菌属、副球菌属、黄杆菌属、产碱菌属、诺卡氏菌属等，大多数氢细菌为革兰氏阴性菌，多数是好氧，少数是厌氧或兼性厌氧。如脱氮副球菌在厌氧条件下氧化h2时，以硝酸为最终电子受体，进行反硝化作用。氢细菌大多数为中温细菌，适合于中性或微碱性条件下生长，在化能自养菌中，氢细菌是生长速度最快的一类(生长周期一般为几个小时)，细胞得率也很高。每克能源的细胞得率分别约为亚硝化细菌的15倍，硝化细菌的71倍和硫细菌的24倍。
[0086]
本发明基于上述原理，采用厌氧电生物脱氮反应器6在厌氧工况下构成厌氧电生物脱氮系统，通过柔性电极组件1中，外加一定的电流，导电纤维负电极14析氢，导电纤维正电极13析出二氧化碳，细菌利用活性氢作为能源，并同化二氧化碳，这样，柔性电极组件1应用于厌氧反硝化体系中，自养反硝化菌利用两极产生的活性氢和二氧化碳，反硝化作用将硝酸盐转化为氮气，从而达到脱氮的目的。
[0087]
所述厌氧电生物脱氮反应器6在厌氧工况下构成厌氧电生物脱氮系统，系统以乙酸或乙酸钠为反应底物，因为乙酸钠氢键受体数量是2，共价键单元数量也是2，在正电极进行的氧化反应的首先是析出电势代数值小的还原态物质；因此可加速导电纤维负电极14析氢反应，快速同化二氧化碳，通过反硝化菌实现对中低浓度氨氮和硝酸盐氮的去除；具有较强导电性能的柔性电极组件1提高了导电性和稳定性，其具有电阻低、结构强度高，可卷可叠，安装方便，由其组成的厌氧电生物脱氮系统解决了金属和石墨等传统电极造价高、难以大规模应用等问题。
[0088]
本发明还提供了柔性电极组件在废水处理工艺中的应用，柔性电极组件1可应用于好氧或厌氧处理前的水解酸化过程，利用电极生物膜进行反硝化脱氮，激活微生物与污染物之间的代谢通路，使环链或长链的不易生物降解的有机物，特别是含强电负性基团的难降解有机污染物，如硝基芳香烃类、卤代化合物、偶氮化合物等水解为短链低分子容易降解的有机物，降低难降解污染物的复杂度或氧化性，强化废水的脱、脱毒、脱卤，提高全流程的cod去除效率，从而提高污水的可生化性和总体处理效能，降低整体运行成本。
[0089]
下面结合实施例对本发明做进一步详述。
[0090]
实施例一：
[0091]
1.主要参数：
[0092]
(1).厌氧电生物脱氮反应器6尺寸：直径500
㎜×
高1500
㎜
；
[0093]
(2)厌氧电生物脱氮反应器6有效容积：270l；
[0094]
(3)单个柔性电极组件1，尺寸：长4700
㎜
，宽1000
㎜
，厚25
㎜
；
[0095]
其中：两块布状熔喷有不锈钢316s的活性炭纤维作为导电纤维正电极13和导电纤维负电极14，尺寸：长4700
㎜
，宽1000
㎜
，厚3
㎜
；
[0096]
两块由不锈钢316s丝编织的金属导流网12，尺寸：长4700
㎜
，宽1000
㎜
，厚0.8
㎜
；
[0097]
两块塑料压紧固定网15，尺寸：长4700
㎜
，宽1000
㎜
，厚1.7
㎜
；
[0098]
配置不锈钢固定条16、固定件17。
[0099]
将上述构件按导电纤维正电极13、金属导流网12、柔性绝缘骨架11、金属导流网12、导电纤维负电极14排列，在导电纤维正电极13和导电纤维负电极14外侧分别用塑料压紧固定网15压紧，再间距压上不锈钢固定条16后用固定件17固定于一体，形成柔性电极组件1。
[0100]
(4)绝缘隔离网2：尺寸：长4700
㎜
，宽1000
㎜
，厚20
㎜
；
[0101]
(5)潜水搅拌机：qjb0.37/6一台；电源220v，转速100-900r/min(带变频器)
[0102]
(6)直流电源：输出电压0-12v，实际使用电压0.8v，最大输出电流5a。
[0103]
将柔性电极组件1与绝缘隔离网2层叠，一起卷成圆柱，得到间距为2cm绝缘隔开的圆柱形电生物组件，圆柱形电生物组件电极由里至外设置顺序为导电纤维负电极14、导电纤维正电极13、导电纤维负电极14和导电纤维正电极13，间距为2cm。正电极引出线4接直流电源7的正极，正电极引出线4接直流电源7的负极，整个反应器的柔性电极组件通过不锈钢316s丝编织的导流网引线与直流稳压电源进行串联连接，构成厌氧电生物脱氮系统(eams)。该反应器为序批式厌氧电生物脱氮系统。
[0104]
选取目标污染物氨氮作为处理对象，测试其对氨氮的降解性能。
[0105]
2.启动条件如下：
[0106]
(1)eams系统运行
[0107]
在室温条件下厌氧启动，试验中直流稳压电源的电压随试验不同而有所改变，推流式搅拌器62搅拌的转速控制在500r/min，由于开始厌氧氨氧化反应试验时想要培养的厌氧氨氧化菌是在缺氧条件下发生，故不对此实验装置进行密封，而是选择对其敞口培养，不曝气，以保持缺氧条件。
[0108]
(2)驯化培养导电纤维正电极13和导电纤维负电极14表面的生物膜
[0109]
本次使用的污泥取自深圳市横岗污水处理厂(二期)的厌氧污泥驯化，vss(可挥发性固体)与tss(悬浮物浓度)的比值为0.67,污泥含水率约为97％，污泥沉降比为35％，混合液悬浮固体浓度约为2100mg/l。将活性污泥和配置好的废水置于装置中进行厌氧搅拌，并连接直流电源7进行污泥的培养驯化。开始为期两周的培养时只加入基本营养物质和乙酸钠，待污泥适应后开始添加氨氮和亚硝酸根离子进行驯化。首次加入氨氮废水浓度为10mg/l,每隔一日给污泥换水(即水力停留时间48h)。换水时，将上清液从该厌氧电生物脱氮反应器6的出水口67倒出，换水比例为2/3,即留底部1/3的活性污泥，然后加入重新配置好的废水，换下来的污泥上清液经再次沉淀后将其上清液排除，并将底部的少量活性污泥倒回反应器中，以此保证污泥回流并且不会造成污泥大量流失。每一个驯化周期结束在新的驯化周期配水时都要增加10mg/l的氨氮，以此类推直至增加到实验所需的标准氨氮浓度(75mg/
l)。另外，氨氮的配水浓度每增加10mg/l，驯化周期增加一周以便菌种适应，不会发生菌种过快死亡。经过60多天的驯化，发现厌氧电生物脱氮反应器6中导电纤维正电极13和导电纤维负电极14)表面附着了一层微生物，此现象说明在厌氧电生物脱氮反应器6中，导电纤维正电极13和导电纤维负电极14周围形成了生物膜电极，有利于微生物对氨氮的降解。
[0110]
(3)设计eams系统运行参数
[0111]
在eams系统中对氨氮的降解效果试验中，初始氨氮浓度为75mg/l时调节电压以0.8v，导电纤维正电极13和导电纤维负电极14经电流密度0.05ma/cm，t＝25℃
±
2℃，ph＝7.2，其他条件不变。
[0112]
本实施例采用的仪器是tu-1810aspc紫外-可见分光光度计，由光谱扫描测定可知纳氏试剂测定废水中氨氮的最大吸收波长为420nm,故将仪器的吸收波长控制在420run,以水为空白对照，采用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法(hj535—2009)》对废水中的氨氮进行测定。
[0113]
本实施例在eams系统中氨氮、亚硝态氮及硝态氮在12h以内的降解效果，结果如图7所示：
[0114]
(1)eams系统，亚硝态氮的降解速率非常快，浓度56mg/l的亚硝态氮经过5小时完全降解，降解率达到100％。
[0115]
(2)eams系统对氨氮的降解效果，发现氨氮含量随处理时间的增加，氨氮降逐步降解，浓度75mg/l的氨氮经过12小时降解率达到86.66％。
[0116]
(3)eams系统对硝态氮的降解比较缓慢，在5小时后几乎没有继续降解。
[0117]
实施例二：
[0118]
本实施例利用实施例一同样的厌氧电生物脱氮反应器6(eams)，不同的是本实施例无金属导流网12，同时，导电纤维正电极13和导电纤维负电极14换成传统的活性炭纤维做电极，启动条件如下：
[0119]
(1)eams系统运行
[0120]
与实施例一相同。
[0121]
(2)驯化培养传统的活性炭纤维表面的生物膜
[0122]
过程与实施例一相同。
[0123]
(3)设计eams系统运行参数
[0124]
在eams系统中对氨氮的降解效果试验中运行参数与实施例一相同，初始氨氮浓度为75mg/l时调节电压以0.8v，活性炭纤维电极经电流密度0.05ma/cm，t＝25℃
±
2℃，ph＝7.2，其他条件不变。
[0125]
本实施例采用的仪器是tu-1810aspc紫外-可见分光光度计，由光谱扫描测定可知纳氏试剂测定废水中氨氮的最大吸收波长为420nm,故将仪器的吸收波长控制在420run,以水为空白对照，采用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法(hj535—2009)》对废水中的氨氮进行测定。
[0126]
本实施例考察系统对氨氮、亚硝态氮及硝态氮在12h以内的降解效果，结果如图8所示：
[0127]
(1)eams系统，浓度56mg/l的亚硝态氮经过12小时时降解率达到44.66％。
[0128]
(2)eams系统，氨氮含量随处理时间的增加，氨氮降逐步降解，浓度75mg/l的氨氮
经过12小时降解率才达到52％。
[0129]
(3)eams系统，浓度10mg/l的硝态氮在12小时后降解率才达到55.35％。
[0130]
对比实施例一可以看到，本发明柔性电极组件1中的金属导流网2与导电纤维正电极13和导电纤维负电极14组合，远高于传统活性炭纤维电极，对氨氮、亚硝态氮及硝态氮的降解效果。
[0131]
实施例三：
[0132]
采用实施例一同样的厌氧电生物脱氮系统(eams)，在厌氧电生物脱氮反应器6底部进水口64上的加药口65施加乙酸作为反应底物，考察其脱氮效果。启动条件如下：
[0133]
(1)eams系统运行
[0134]
在室温条件下厌氧启动，试验中直流电源7的电压随试验不同而有所改变，推流式搅拌器62的转速同样控制在500r/min，由于开始厌氧氨氧化反应试验时想要培养的厌氧氨氧化菌是在缺氧条件下发生，故不对此实验装置进行密封，而是选择对其敞口培养，不曝气，以保持缺氧条件。
[0135]
(2)驯化培养导电纤维正电极13和导电纤维负电极14表面的生物膜与实施例一相同；
[0136]
(3)设计eams系统运行参数
[0137]
在eams系统中对氨氮的降解效果试验中运行参数与实施例一相同，初始氨氮浓度为75mg/l时调节电压以0.8v,导电纤维正电极13和导电纤维负电极14经电流密度0.05ma/cm，在厌氧电生物脱氮反应器6底部进水口64上的加药口65施加乙酸作为反应底物，以碳氮比为2来计算其投加量，t＝25℃
±
2℃，ph＝7.2，其他条件不变。
[0138]
本实施例采用的仪器是tu-1810aspc紫外-可见分光光度计，由光谱扫描测定可知纳氏试剂测定废水中氨氮的最大吸收波长为420nm,故将仪器的吸收波长控制在420run,以水为空白对照，采用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法(hj535—2009)》对废水中的氨氮进行测定。
[0139]
本实施例在eams系统中氨氮、亚硝态氮及硝态氮在12h以内的降解效果，结果如图9所示：
[0140]
(1)eams系统，亚硝态氮的降解速率非常快，浓度56mg/l的亚硝态氮4小时内几乎完全降解，降解率达到100％，与实施例一差别不大。
[0141]
(2)eams系统对氨氮的降解效果，发现氨氮含量随处理时间的增加，氨氮降继续降解，浓度75mg/l的氨氮在12小时时降解率达到94.66％。
[0142]
(3)eams系统，对浓度10mg/l的硝态氮在12小时后降解率达到96％。
[0143]
结果表明，在厌氧电生物脱氮反应器6底部进水口64上的加药口65施加乙酸作为反应底物，以碳氮比为2来计算其投加量，有助于负电极中氢的析出，氢细菌利用氢气作为能源，并同化二氧化碳，因此，采用本发明厌氧电生物脱氮系统(eams)，反应有两种形态的氢产物，分别为活性氢以及氢分子，自养反硝化菌利用两极产生的活性氢和二氧化碳，反硝化作用将硝酸盐转化为氮气，达到了脱氮的目的。
[0144]
实施例四：
[0145]
采用实施例一同样的厌氧电生物脱氮系统(eams)，柔性电极组件1中具有金属导流网12，导电纤维正电极13和导电纤维负电极14采用高导电碳纤维丝织造，同样在厌氧电
生物脱氮反应器6底部进水口64上的加药口65施加乙酸作为反应底物，考察其脱氮效果。启动条件如下：
[0146]
(1)eams系统运行条件与实施例三相同；
[0147]
(2)驯化培养导电纤维正电极13和导电纤维负电极14表面的生物膜与与实施例三相同；
[0148]
(3)设计eams系统运行参数与实施例三相同；
[0149]
本实施例采用的仪器是tu-1810aspc紫外-可见分光光度计，由光谱扫描测定可知纳氏试剂测定废水中氨氮的最大吸收波长为420nm,故将仪器的吸收波长控制在420run,以水为空白对照，采用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法(hj535—2009)》对废水中的氨氮进行测定。
[0150]
本实施例在eams系统中氨氮、亚硝态氮及硝态氮在12h以内的降解效果，结果如图10所示：
[0151]
(1)eams系统，56mg/l的亚硝态氮的降解速率与实施例三没有差别。
[0152]
(2)eams系统对氨氮的降解效果，发现氨氮含量随处理时间的增加，氨氮降继续降解，浓度75mg/l的氨氮12小时降解率达到94.00％，与实施例三差别不大。
[0153]
(3)eams系统，对10mg/l的硝态氮在12小时后降解率达到95.60％，与实施例三差别不大。
[0154]
结果表面，采用高导电碳纤维丝织造的导电纤维正电极13和导电纤维负电极14与喷涂有导电金属层的活性炭纤维制成的导电纤维正电极13和导电纤维负电极14，脱氮效果基本相同。
[0155]
本发明的上述实施例所示仅为本发明较佳实施例之部分，并不能以此局限本发明，在不脱离本发明精髓的条件下，本领域技术人员所作的任何修改、等同替换和改进等，都属本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种柔性电极组件，其特征在于，包括柔性绝缘骨架以及分别贴合于所述柔性绝缘骨架两面且不导通的导电纤维正电极和导电纤维负电极，所述导电纤维正电极和所述导电纤维负电极由柔性高导电碳纤维或喷涂有导电金属层的活性炭纤维构成，在所述导电纤维正电极和所述导电纤维负电极与所述柔性绝缘骨架之间，分别夹设有金属导流网，所述导电纤维正电极和所述导电纤维负电极外侧分别设有用于将所述柔性绝缘骨架、所述导电纤维正电极、所述导电纤维负电极和所述金属导流网连接于一体的压紧固定网。2.如权利要求1所述的柔性电极组件，其特征在于，所述柔性绝缘骨架为熔喷pp材料的土工席垫。3.如权利要求1所述的柔性电极组件，其特征在于，所述金属导流网是由单丝直径为0.1-2mm的不锈钢316s丝编织而成。4.如权利要求1所述的柔性电极组件，其特征在于，所述柔性高导电碳纤维是由聚丙烯纤维和导电碳纤维混编织成。5.如权利要求4所述的柔性电极组件，其特征在于，所述柔性高导电碳纤维是将1k-12k的导电碳纤维和100-300d的聚丙烯纤维混合织成多个纵横排列的大“田”字形单元，每一所述的大“田”字形单元包含四个小“田”字形单元，每一所述的大“田”字形单元用所述导电碳纤维和聚丙烯纤维混捻线的粗经线和粗纬线作为边框，中间的大”十”字筋采用导电碳纤维中粗经线和中粗纬线，每一所述小“田”字形单元中间的小”十”字筋采用导电碳纤维经线和纬线，各所述小”十”字筋两侧排列多个聚丙烯纤维单丝经线和纬线，形成帘式网格布。6.如权利要求5所述的柔性电极组件，其特征在于，在每一所述小田字形单元中间的小“十”字筋位置用切刀切成十字形切口，使每一所述“十”字筋切断后的导电碳纤维线头从切口处飘出，向外自由伸展；或者，在每一所述小“田”字形单元中间的小“十”字筋边缘将所述聚丙烯纤维单丝经线和细纬线切断，使每一所述小“田”字形单元形成四个l形切口，切断后的聚丙烯纤维线头从切口处飘出，向外自由伸展。7.如权利要求1所述的柔性电极组件，其特征在于，所述活性炭纤维的导电金属层是将活性炭纤维布用浓度为10～15％的三聚氰胺聚磷酸盐进行浸渍2小时后在压缩空气下，采用等离子喷涂方式，将不锈钢316s丝熔融喷涂在所述活性炭纤维布的一表面形成，所述导电金属层位于所述金属导流网相对的表面，喷涂在所述活性炭纤维布表面的所述不锈钢316s丝的质量为所述活性炭纤维布质量的10～15％。8.如权利要求7所述的柔性电极组件，其特征在于，所述活性炭纤维布采用下述步骤制成：s1将粘胶基无纺布用浓度为10～15％的三聚氰胺聚磷酸盐进行浸渍2小时；s2在200℃～250℃的温度下预氧化30～60min；s3在保护气氛下以250℃～350℃温度碳化处理30～60min；s4将碳化处理后的粘胶基无纺布用水蒸气进行造孔处理后，再在900℃～1000℃温度下进行活化处理6～8h；s5用浓度为20％硫酸洗涤处理，然后再用沸腾的去离子水洗至中性，烘干，即制成活性炭纤维布。9.一种厌氧电生物脱氮系统，其特征在于，包括厌氧电生物脱氮反应器，所述厌氧电生物脱氮反应器是将权利要求1-8任一项所述的一个或多个柔性电极组件设置于容器或水池
内，在所述容器或所述水池底部设置搅拌器，所述柔性电极组件中的所述导电纤维正电极和所述导电纤维负电极通过与其连通的金属导流网分别与电源连接，通过外加电场驯化反硝化菌形成生物膜电极，使所述导电纤维负电极析氢，所述导电纤维正电极析出二氧化碳，利用活性氢和二氧化碳作为脱氮能源应用于厌氧反硝化体系脱氮。10.如权利要求9所述的厌氧电生物脱氮系统，其特征在于，在所述容器或所述水池的进水口管路上，设有可投加乙酸或乙酸钠的加药口。11.柔性电极组件在废水处理工艺中的应用，其特征在于，所述柔性电极组件应用于厌氧或好氧处理前的水解酸化过程，使环链或长链的不易生物降解的有机物水解为短链低分子容易降解的有机物。

技术总结

本发明提供了一种柔性电极组件，包括柔性绝缘骨架及位于该骨架两面且不导通的导电纤维正电极和负电极，导电纤维正电极和负电极由柔性高导电碳纤维或喷涂有导电金属层的活性炭纤维构成，导电纤维正电极和负电极与柔性绝缘骨架之间夹设有金属导流网。本发明还提供了一种厌氧电生物脱氮系统和应用，包括厌氧电生物脱氮反应器，可将上述柔性电极组件设置于容器或水池内，底部设搅拌器，导电纤维正电极和负电极通过金属导流网分别与电源连接，由外加电场的驯化形成生物膜电极，使导电纤维负电极析氢，正电极析出二氧化碳，作为脱氮能源。本发明柔性电极组件提高了电极的导电性能，应用于厌氧电生物脱氮系统中，提高了脱氮效率。提高了脱氮效率。提高了脱氮效率。