CN112461901A - 同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，该装置主要由电信号转化系统、电信号采集系统、同步脱氮除硫工艺反馈调控系统组成；电信号转化系统由具有同步脱氮除硫功能的活性污泥、电信号激发端、刚性框架、电信号基准端和负载组成；电信号采集系统由数据采集器和电脑组成；同步脱氮除硫工艺反馈调控系统由回流进出口、水泵、自动反馈控制器组成。本发明利用电信号对同步脱氮除硫工艺进行原位监测，能够实时掌握工艺运行状况并进行自动调控。本发明实施方式简单，成本低廉，能够大大提高工艺的实际运行效果，对于同步脱氮除硫工艺的稳定运行具有极强的辅助作用。

Description

同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置
技术领域
本发明涉及一种电化学信号装置，具体涉及一种同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置。
背景技术
制革厂、采矿业、化工业产生的废水以及垃圾渗滤液往往同时含有很高的硫、氮化合物。高硫氮化合物的存在会对人体健康和环境生态有多种不利影响。研究表明，过高的硝酸盐或亚硝酸盐含量会使婴儿特别容易患上高铁血红蛋白症或“蓝婴儿综合症”，同时也可能引发癌症、糖尿病等慢性疾病。而硫化物更是一种有毒、腐蚀性强的化合物。因此，需要对两类化合物进行经济有效的处理。同步脱氮除硫工艺因其能够在厌氧/缺氧条件下，利用各种类型的无机还原硫化合物(主要是硫代硫酸盐、单质硫和硫化物)作为电子供体和能源，将硝酸盐和亚硝酸盐还原为N2，而受到广泛关注和应用。
但是在同步脱氮除硫工艺中，硫元素存在的形式多样，水相中主要的无机硫元素存在形式包括硫化物、多硫化物、单质硫、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、硫酸盐、多硫酸盐。同时，氮元素也有氨氮、硝氮、亚硝氮等不同价态的离子存在形式。常规污水处理监测指标为出水污染物浓度。国家标准中污染物分析检测方法常用的有：理化分析法、分光光度法、气相色谱法、液相色谱法和气-质联用法等。但是这些方法操作复杂，耗时长，反应慢。电化学生物传感器因具有灵敏度高、反应快、选择性好、稳定性强、重现性佳和成本低等优点，被广泛应用于环境监测领域。其原理是基于被测物的电化学性质，将被测物的化学量转换成电学参量进行检测，从而间接评价污水处理工艺运行状态，为污水处理厂的工艺运行提供依据。
在同步脱氮除硫工艺中，如化学反应式(1)所示：
5HS-+2NO3 -→5S0+N2+6H2O+7e-
ΔGθ m＝-1264kJ·mol-1 E0＝1.87V (1)
硫化物被氧化失去电子；硝酸盐被还原得到电子，反应过程涉及到电子转移；而电子得失数量与基质去除性能之间存在着必然联系；因此利用电信号来监测同步脱氮除硫工艺是确实可行的。本发明不仅原位利用电信号对工艺运行情况进行实时监测，还能在原反应基础上获得额外的能量，降低能耗。本发明在解决环境污染问题的同时，又对能源进行回收利用，无需额外对反应基质和产物进行测定，便能掌握工艺运行状况，可以有针对性地对工艺运行条件进行调整，获得最好的运行条件。同时还能进行自动调控，装置简单，成本低廉，具有相当的现实意义与应用价值。
发明内容
本发明的目的是利用同步脱氮除硫工艺过程中存在电子得失，且电子得失数量与基质去除性能之间存在必然联系的原理，将工艺中的电子转移转化为电信号对同步脱氮除硫工艺的运行情况进行原位监测，实时掌握工艺运行状况并进行自动调控。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，包括反应器、电信号转化系统、电信号采集系统和同步脱氮除硫工艺反馈调控系统；
所述的电信号转化系统包括具有同步脱氮除硫功能的活性污泥、电信号激发端、刚性框架、电信号基准端和负载；所述活性污泥置于反应器底部，反应器顶部为上清液，所述电信号激发端置于活性污泥中，并用刚性框架固定，所述电信号基准端置于反应器顶部的上清液中，所述的负载置于外部电路中；电信号激发端、电信号基准端和负载通过导线连接，形成一个闭合回路，构成可将同步脱氮除硫工艺运行性能转化为电信号的电信号转化系统。
所述的电信号采集系统包括数据采集器和电脑，所述电脑与数据采集器连接；所述数据采集器采集负载两端的电信号，记录反应所产生的电压或电流信号，经电脑处理分析后用以指示反应器的运行效果。
所述的同步脱氮除硫工艺反馈调控系统包括回流进水口、水泵、自动反馈控制器、回流出水口；所述的回流进水口位于反应器底部，回流出水口位于反应器顶部，所述的水泵用管路与回流进水口和出水口相连，将废水从回流出水口重新打入回流进水口；所述的自动反馈控制器与水泵和电脑相连，接收电脑处理分析后的指令，然后控制水泵的开关。当数据采集器采集的电信号电流密度小于5mA/m2或采集的电信号波动大于10mA/(m2·min)时，将启动同步脱氮除硫工艺反馈调控系统，此时自动反馈控制器打开，水泵接通电源，对反应器处理废水进行回流，废水回流速率逐步增大，直至采集到的电流密度重新升至5-10mA/m2或电信号波动小于10mA/(m2·min)。反应器重新运行稳定后，自动反馈控制器断开，水泵关闭。
进一步地，电信号激发端和电信号基准端的导电材料用石墨棒、石墨片、碳纸、碳毡、碳布、碳纤维中的一种或几种组成。电信号激发端导电材料与电信号基准端导电材料的面积比为5:1-10:1。
进一步地，电信号激发端在放入反应器前，通过热处理、酸处理、氨处理或电化学氧化增加材料的比表面积和生物相容性。同时采用蒽醌二磺酸、萘醌、含Mn2+和Ni2+的石墨陶瓷复合物或含有Fe3O4、Ni2+之一的碳糊对电信号激发端进行修饰。
进一步地，所述的电信号激发端采用单个或成组方式构成。当采用单个形式时，其置于活性污泥以下2-10cm处，大小与反应器池体截面一致，以平铺的方式置于活性污泥中，厚度为10-30mm。当采用成组形式时，电信号激发端导电材料厚度为5-20mm，以环形并联或直线串联的方式接入电路中，采用环形并联的成组形式时，电信号激发端以垂直泥面的方式置于活性污泥中；以直线串联的成组形式时，电信号激发端以平铺的方式置于活性污泥中，相邻两个电信号激发端导电材料之间距离为2-5cm。两种方式均用导线进行连接，接入电路中，并用刚性框架固定，稳定电池结构。
进一步地，电信号基准端采用单个或成组的方式构成。当采用成组方式时，电信号基准端用导线进行连接，并联接入电路中，同时用刚性框架固定，稳定电极结构。电信号基准端置于反应器前，表面负载催化剂，催化剂选择铂基催化剂、碳基催化剂或过渡金属基催化剂的一种。同时采用Co卟啉、Fe-Co卟啉中的一种对电信号基准端进行修饰，提高产电性能。
进一步地，电信号基准端采用部分浸没式或全浸没式，当反应器中硫氮摩尔比大于5:2时，采用部分浸没式，电信号基准端垂直水面置于反应器中，浸没比例为50-70％；当硫氮摩尔比小于5:2时，采用全浸没式，电信号基准端浸没于顶部上清液中，距离出水口3-10cm处。两种方式均用导线将电信号基准端接入电路中。
进一步地，用于固定的刚性框架选用环氧玻璃钢纤维、导电刚性纤维、不锈钢或铝合金的一种，直径为40-60mm，通过焊接的方式固定电极。所述的导线采用钛丝、不锈钢丝或尼龙中的一种，直径为0.5-2mm。
进一步地，向活性污泥中投加壳多糖、纤维素、树叶或小麦秸秆，比例为活性污泥体积的5-10％；投加污泥体积重量10-30％的碳片，降低电信号转化系统内阻。向活性污泥中接种富含硫单胞菌属(Desulfuromonas)、地杆菌属(Geobacter)或嗜冷芽孢杆菌(G.psychrophilus)等产电微生物的活性污泥，接种量为反应器活性污泥体积的2-5％。
进一步地，负载的电阻为200-5000Ω。
进一步地，采集的电信号与反应器的运行情况对应，获得的信号曲线可实时反映反应器中基质浓度、pH、反应产物、水力停留时间的变化情况。所述的电信号采集系统能获取的电压范围为22-640mV，可以监测的硫化物浓度范围为0-840mg/L，硝酸盐浓度范围为0-147mg/L，亚硝酸盐浓度范围为0-245mg/L，pH监测范围为6.5-8.5，水力停留时间为4-60h。
本发明具有的有益效果：
1.无需测定出水基质浓度，原位监测工艺运行性能；
2.电信号反应灵敏，实时反映工艺运行性能；
3.拥有自动调控反应器，工艺运行稳定性好。
4.电信号指示装置结构简单，成本低廉。
附图说明
图1是本发明的一种同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置示意图。
图中，1-进水口；2-具有同步脱氮除硫功能的活性污泥；3-电信号激发端；4-同步脱氮除硫反应器；5-含硫含氮废水；6-电信号基准端；7-出水口；8-导线；9-负载；10-电脑；11-回流出水口；12-水泵；13-自动反馈控制器；14-回流进水口；
图2是采用环形并联形式的电信号激发端示意图。
图中，8-导线；15-电信号激发端导电材料；16-刚性框架；
图3是采用直线串联形式的电信号激发端示意图。
图中，8-导线；15-电信号激发端导电材料；16-刚性框架；
图4是采用成组形式的电信号基准端示意图。
8-导线；16-刚性框架；17-电信号基准端导电材料；
图5是一种同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置获得的电信号图。
图6是采用不同水力停留时间工艺的运行性能图和最大电信号图。
图7是采用不同基质浓度时工艺的运行性能图和最大电信号图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，包括反应器、电信号转化系统、电信号采集系统和同步脱氮除硫工艺反馈调控系统；
所述的电信号转化系统包括具有同步脱氮除硫功能的活性污泥2、电信号激发端3、刚性框架16、电信号基准端6和负载9；负载9的电阻为200-5000Ω。所述活性污泥置于反应器底部，反应器顶部为上清液，所述电信号激发端3置于活性污泥中，并用刚性框架16固定，所述电信号基准端6置于反应器顶部的上清液中，所述的负载9置于外部电路中；电信号激发端3、电信号基准端6和负载9通过导线8连接，形成一个闭合回路，构成可将同步脱氮除硫工艺运行性能转化为电信号的电信号转化系统。
所述的电信号采集系统包括数据采集器和电脑10，所述电脑10与数据采集器连接；所述数据采集器采集负载9两端的电信号，记录反应所产生的电压或电流信号，经电脑10处理分析后用以指示反应器的运行效果。
所述的同步脱氮除硫工艺反馈调控系统包括回流进水口14、水泵12、自动反馈控制器13、回流出水口11；所述的回流进水口14位于反应器底部，回流出水口11位于反应器顶部，所述的水泵12用管路与回流进水口14和出水口7相连，将含硫含氮废水5从回流出水口11重新打入回流进水口14；所述的自动反馈控制器与水泵12和电脑10相连，接收电脑10处理分析后的指令，然后控制水泵12的开关。当数据采集器采集的电信号电流密度小于5mA/m2或采集的电信号波动大于10mA/(m2·min)时，将启动同步脱氮除硫工艺反馈调控系统，此时自动反馈控制器13打开，水泵12接通电源，对反应器处理含硫含氮废水5进行回流，含硫含氮废水5回流速率逐步增大，直至采集到的电流密度重新升至5-10mA/m2或电信号波动小于10mA/(m2·min)。反应器重新运行稳定后，自动反馈控制器13断开，水泵12关闭。
电信号激发端3和电信号基准端6的导电材料用石墨棒、石墨片、碳纸、碳毡、碳布、碳纤维中的一种或几种组成。电信号激发端导电材料15与电信号基准端导电材料17的面积比为5:1-10:1。
电信号激发端3在放入反应器前，通过热处理、酸处理、氨处理或电化学氧化增加材料的比表面积和生物相容性。同时采用蒽醌二磺酸、萘醌、含Mn2+和Ni2+的石墨陶瓷复合物或含有Fe3O4、Ni2+之一的碳糊对电信号激发端3进行修饰。
如图2和图3所示，所述的电信号激发端3采用单个或成组方式构成。当采用单个形式时，其置于活性污泥以下2-10cm处，大小与反应器池体截面一致，以平铺的方式置于活性污泥中，厚度为10-30mm。当采用成组形式时，电信号激发端导电材料15厚度为5-20mm，以环形并联或直线串联的方式接入电路中，采用环形并联的成组形式时，电信号激发端3以垂直泥面的方式置于活性污泥中；以直线串联的成组形式时，电信号激发端3以平铺的方式置于活性污泥中，相邻两个电信号激发端导电材料15之间距离为2-5cm。两种方式均用导线8进行连接，接入电路中，并用刚性框架16固定，稳定电池结构。
如图4所示，电信号基准端6采用单个或成组的方式构成。当采用成组方式时，电信号基准端6用导线8进行连接，并联接入电路中，同时用刚性框架16固定，稳定电极结构。电信号基准端6置于反应器前，表面负载催化剂，催化剂选择铂基催化剂、碳基催化剂或过渡金属基催化剂的一种。同时采用Co卟啉、Fe-Co卟啉中的一种对电信号基准端6进行修饰，提高产电性能。
电信号基准端6采用部分浸没式或全浸没式，当反应器中硫氮摩尔比大于5:2时，采用部分浸没式，电信号基准端6垂直水面置于反应器中，浸没比例为50-70％；当硫氮摩尔比小于5:2时，采用全浸没式，电信号基准端6浸没于顶部上清液中，距离出水口3-10cm处。两种方式均用导线8将电信号基准端6接入电路中。
用于固定的刚性框架16选用环氧玻璃钢纤维、导电刚性纤维、不锈钢或铝合金的一种，直径为40-60mm，通过焊接的方式固定电极。所述的导线8采用钛丝、不锈钢丝或尼龙中的一种，直径为0.5-2mm。
向活性污泥中投加壳多糖、纤维素、树叶或小麦秸秆，比例为活性污泥体积的5-10％；投加污泥体积重量10-30％的碳片，降低电信号转化系统内阻。向活性污泥中接种富含硫单胞菌属(Desulfuromonas)、地杆菌属(Geobacter)或嗜冷芽孢杆菌(G.psychrophilus)等产电微生物的活性污泥，接种量为反应器活性污泥体积的2-5％。
采集的电信号与反应器的运行情况对应，获得的信号曲线可实时反映反应器中基质浓度、pH、反应产物、水力停留时间的变化情况。所述的电信号采集系统能获取的电压范围为22-640mV，可以监测的硫化物浓度范围为0-840mg/L，硝酸盐浓度范围为0-147mg/L，亚硝酸盐浓度范围为0-245mg/L，pH监测范围为6.5-8.5，水力停留时间为4-60h。
本发明提供的一种同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，采用上流式厌氧污泥床(UASB)作为同步脱氮除硫反应器4。当基质加入UASB同步脱氮除硫反应器4时，基质会从底部进水口1进入同步脱氮除硫反应器4，先与具有同步脱氮除硫功能的活性污泥2充分接触，在污泥中微生物作用下，硫化物失去电子，转化为单质硫或硫酸盐；硝酸盐和亚硝酸盐则得到电子，最终转化为N2；多余电子会转移至污泥中的电信号激发端导电材料15，继而通过导线传递至电信号基准端6，最终与氧气、质子反应生成水。在此过程中，反应产生的电子会在连有负载的闭合电路中流动，产生的电信号就会被负载两端连接的数据采集器采集，数据采集器每隔10min采集一次，经处理后会在电脑中生成一条电信号图，记录反应过程实时产生的电压。根据反应器运行时产生电信号的强弱，通过数据分析对比，便可以指示当下反应器的运行情况。
实施例一：同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置运行性能，如图5所示。
以UASB作为反应器的同步脱氮除硫工艺原位电信号指示装置，在进水硫化物浓度和亚硝酸盐浓度分别为80mg/L和23.33mg/L，水力停留时间30h的条件下，以碳毡作为电信号激发端和电信号基准端导电材料17，外接负载为1000Ω，反应器运行情况良好，硫化物、亚硝酸盐去除率均为100％，并且稳定获得了一条平稳的电信号图，电信号指示装置运行效果良好。
实施例例二：不同水力停留时间(HRT)时同步脱氮除硫工艺的原位电信号情况，如图6所示。
以硫化物和亚硝酸盐作为进水基质，硫氮比采用3:2，保持进水硫化物浓度80mg/L，亚硝酸盐23.33mg/L不变，以碳毡作为电信号激发端和电信号基准端导电材料17，外接负载为1000Ω，改变反应器的HRT，反应器分别在60、30、20h下运行。结果表明，硫化物和亚硝酸盐在增加了电信号指示装置后获得了极高的去除率，三种HRT下运行的反应器硫化物去除率均在99.04％以上，平均去除率为99.38％，亚硝酸盐去除率均为100％。而在电信号方面，随着反应器的运行，反应开始进行，电信号便会产生。采集到的电信号通过电脑分析处理会转化为负载两端的电压值。实施过程中得到的电压值在反应进行时，会在一定范围内波动，代表着反应不断进行，因此可以通过电压值大小来判断反应的进行程度。同时，电信号的波动斜率代表着反应速率的快慢。60、30、20h三种HRT下能得到的最大电压值分别为197mV，214mV，301mV，因此可以利用最大电压值和电压走势与HRT的对应关系，对反应器的运行情况进行实时监测。实施例三：不同基质浓度时的同步脱氮除硫工艺的原位电信号情况，如图7所示。
同样以硫化物和亚硝酸盐作为进水基质，硫氮比采用3:2，以碳毡作为电信号激发端和电信号基准端导电材料，外接负载为1000Ω，在保持反应器水力停留时间30h不变的情况下，改变反应器的进水基质浓度进行运行，进水硫化物浓度分别采用80、160、240mg/L，对应的亚硝酸盐浓度为23.33、46.66、69.99mg/L。结果表明，三种浓度下运行的反应器硫化物去除率均在99.47％以上，平均去除率为99.77％，亚硝酸盐去除率均为100％。电信号方面，随着反应的进行，电信号便会产生，而由于进水基质浓度的差异，电脑处理后得到的电压值曲线便会发生变化，80、160、240mg/L硫化物浓度下所得到的最大电压值分别为197mV、208mV、243mV。因此当进水基质浓度升高时，指示电信号的电压便会升高，利用这一特性，就可以用指示装置对进水基质浓度进行监测。同样，也可以通过电压值大小来判断反应的进行程度，用电信号的波动代表反应速率的快慢。
上述案例只探讨了HRT、进水基质浓度改变后电信号的一个变化，实际运行过程中，指示装置还可以对其他因素的改变进行实时的反馈，如pH、基质种类、产物类型等。因此，本发明对于同步脱氮除硫工艺的稳定运行具有极强的指导作用，能够大大提高工艺的实际运行效果。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，其特征在于，包括反应器、电信号转化系统、电信号采集系统和同步脱氮除硫工艺反馈调控系统；
所述的电信号转化系统包括具有同步脱氮除硫功能的活性污泥、电信号激发端、刚性框架、电信号基准端和负载；所述活性污泥置于反应器底部，反应器顶部为上清液，所述电信号激发端置于活性污泥中，并用刚性框架固定，所述电信号基准端置于反应器顶部的上清液中，所述的负载置于外部电路中；电信号激发端、电信号基准端和负载通过导线连接，形成一个闭合回路，构成可将同步脱氮除硫工艺运行性能转化为电信号的电信号转化系统。
所述的电信号采集系统包括数据采集器和电脑，所述电脑与数据采集器连接；所述数据采集器采集负载两端的电信号，记录反应所产生的电压或电流信号，经电脑处理分析后用以指示反应器的运行效果。
所述的同步脱氮除硫工艺反馈调控系统包括回流进水口、水泵、自动反馈控制器、回流出水口；所述的回流进水口位于反应器底部，回流出水口位于反应器顶部，所述的水泵用管路与回流进水口和出水口相连，将废水从回流出水口重新打入回流进水口；所述的自动反馈控制器与水泵和电脑相连，接收电脑处理分析后的指令，然后控制水泵的开关。当数据采集器采集的电信号电流密度小于5mA/m2或采集的电信号波动大于10mA/(m2·min)时，将启动同步脱氮除硫工艺反馈调控系统，此时自动反馈控制器打开，水泵接通电源，对反应器处理废水进行回流，废水回流速率逐步增大，直至采集到的电流密度重新升至5-10mA/m2或电信号波动小于10mA/(m2·min)。反应器重新运行稳定后，自动反馈控制器断开，水泵关闭。
2.根据权利要求1所述的同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，其特征在于，电信号激发端和电信号基准端的导电材料用石墨棒、石墨片、碳纸、碳毡、碳布、碳纤维中的一种或几种组成。电信号激发端导电材料与电信号基准端导电材料的面积比为5:1-10:1。
3.根据权利要求1所述的同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，其特征在于，电信号激发端在放入反应器前，通过热处理、酸处理、氨处理或电化学氧化增加材料的比表面积和生物相容性。同时采用蒽醌二磺酸、萘醌、含Mn2+和Ni2+的石墨陶瓷复合物或含有Fe3O4、Ni2+之一的碳糊对电信号激发端进行修饰。
4.根据权利要求1所述的同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，其特征在于，所述的电信号激发端采用单个或成组方式构成。当采用单个形式时，其置于活性污泥以下2-10cm处，大小与反应器池体截面一致，以平铺的方式置于活性污泥中，厚度为10-30mm。当采用成组形式时，电信号激发端导电材料厚度为5-20mm，以环形并联或直线串联的方式接入电路中，采用环形并联的成组形式时，电信号激发端以垂直泥面的方式置于活性污泥中；以直线串联的成组形式时，电信号激发端以平铺的方式置于活性污泥中，相邻两个电信号激发端导电材料之间距离为2-5cm。两种方式均用导线进行连接，接入电路中，并用刚性框架固定，稳定电池结构。
5.根据权利要求1所述的同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，其特征在于，电信号基准端采用单个或成组的方式构成。当采用成组方式时，电信号基准端用导线进行连接，并联接入电路中，同时用刚性框架固定，稳定电极结构。电信号基准端置于反应器前，表面负载催化剂，催化剂选择铂基催化剂、碳基催化剂或过渡金属基催化剂的一种。同时采用Co卟啉、Fe-Co卟啉中的一种对电信号基准端进行修饰，提高产电性能。
6.根据权利要求1所述的同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，其特征在于，电信号基准端采用部分浸没式或全浸没式，当反应器中硫氮摩尔比大于5:2时，采用部分浸没式，电信号基准端垂直水面置于反应器中，浸没比例为50-70％；当硫氮摩尔比小于5:2时，采用全浸没式，电信号基准端浸没于顶部上清液中，距离出水口3-10cm处。两种方式均用导线将电信号基准端接入电路中。
7.根据权利要求1所述的同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，其特征在于，用于固定的刚性框架选用环氧玻璃钢纤维、导电刚性纤维、不锈钢或铝合金的一种，直径为40-60mm，通过焊接的方式固定电极。所述的导线采用钛丝、不锈钢丝或尼龙中的一种，直径为0.5-2mm。
8.根据权利要求1所述的同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，其特征在于，向活性污泥中投加壳多糖、纤维素、树叶或小麦秸秆，比例为活性污泥体积的5-10％；投加污泥体积重量10-30％的碳片，降低电信号转化系统内阻。向活性污泥中接种富含硫单胞菌属(Desulfuromonas)、地杆菌属(Geobacter)或嗜冷芽孢杆菌(G.psychrophilus)等产电微生物的活性污泥，接种量为反应器活性污泥体积的2-5％。
9.根据权利要求1所述的同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，其特征在于，负载的电阻为200-5000Ω。
10.根据权利要求1所述的同步脱氮除硫工艺的原位电信号指示装置，其特征在于，采集的电信号与反应器的运行情况对应，获得的信号曲线可实时反映反应器中基质浓度、pH、反应产物、水力停留时间的变化情况。所述的电信号采集系统能获取的电压范围为22-640mV，可以监测的硫化物浓度范围为0-840mg/L，硝酸盐浓度范围为0-147mg/L，亚硝酸盐浓度范围为0-245mg/L，pH监测范围为6.5-8.5，水力停留时间为4-60h。
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