本发明涉及一种a2/o水处理系统及方法，本发明还涉及一种a2/o水处理方法，属于水处理领域。
背景技术：
近年来，我国农村生活污水排放量剧增，污水收集系统和配套处理设施的建设相对比较滞后。随着国家新农村建设的开展，很多村镇建成中小型污水处理站并投入使用，逐步改善了我国农村生态环境。
但众多中小型污水处理站的后期运行也逐步出现一些问题，如：
1、污水处理设施的运营成本高。运营成本主要由前期设备维护、电力消耗和人工管理费用组成，污水处理设备运行增加了乡村的财政开支。
2、无动力处理设施，比如人工湿地或生态塘等自然处理。虽无能耗，但污染物去除率低在30～50％，而在气温较低的冬季效果更差，因此目前推广应用微动力污水处理设备与装置。
3、农村污水处理项目特点即乡镇偏远，各处理设施之间距离远且多分散，设备运行状态或出现问题不能及时检查和发现处理，人员到达现场时间长，且效率低，而增加人员势必增加用人成本。
a2/o工艺亦称a-a-o工艺，是英文anaerobic-anoxic-oxic(厌氧-缺氧-好氧)第一个字母的简称。按实质意义来说，此工艺应为厌氧-缺氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。
该工艺处理效率一般能达到：bod5和ss为90％～95％，总氮为70％以上，磷为90％左右，适用于要求脱氮除磷的污水厂。当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，适用采用该工艺。
但a2/o工艺的运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以如何降低运营费用就显得更为重要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种一种a2/o水处理系统及方法，以降低a2/o工艺的运行费用。
本发明采用了如下技术方案：
本发明提供一种a2/o水处理工艺的系统，其特征在于，包括：厌氧池，对污水进行厌氧发酵；缺氧池，与厌氧池相连接；污泥浓缩池，与一个缺氧池相连通；微生物燃料电池，设置在污泥浓缩池中；好氧池，与污泥浓缩池相连通。
进一步，本发明的用于a2/o水处理工艺的系统，还可以具有这样的特征：其中，使用奥奈达希瓦氏菌作为微生物燃料电池的阴极。
进一步，本发明的用于a2/o水处理工艺的系统，其特征在于：其中，微生物燃料电池分为阳极室和阴极室，两室用质子交换膜分隔开。
进一步，本发明的的用于a2/o水处理工艺的系统，其特征在于：其中，缺氧池有两个，分别设置在厌氧池的两侧。
本发明还提供一种a2/o水处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：污水进入厌氧池进行厌氧发酵，进行厌氧加磷脱氮处理；
步骤二：经过加磷脱氮处理后的污水进入到缺氧池，缺氧池中反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量no3--n和no2--n还原为n2释放至空气；
步骤三：将缺氧池中的污泥浓缩进入到污泥浓缩池中，向浓缩后的污泥中加入微生物发电所需的菌种；
步骤四：经过污泥浓缩池处理的污泥进入好氧池；
步骤五：经过好氧池处理后的剩余的污泥回流到缺氧池进行处理。
进一步，本发明的a2/o水处理工艺，还可以具有这样的特征：
其中，步骤三中加入的菌种为：奥奈达希瓦氏菌。
发明的有益效果
本发明的a2/o水处理系统及方法，加入了微生物燃料电池，可以减少回流污泥中活性淤泥的成本，用电量减少一半，而产生的需处理的固体物质则减少了50～90％。
附图说明
图1是带有微生物燃料电池的a2/o水处理系统的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，用于a2/o水处理工艺的系统包括：厌氧池，对污水进行厌氧发酵；缺氧池，与厌氧池相连接；污泥浓缩池，与一个缺氧池相连通；微生物燃料电池(mfc)，设置在污泥浓缩池中；好氧池，与污泥浓缩池相连通。
在首段厌氧池11进行磷的释放使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被细胞吸收而使污水中bod浓度下降，另外nh3-n因细胞合成而被去除一部分，使污水中nh3-n浓度下降，但no3--n浓度没有变化。
在缺氧池12中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量no3--n和no2--n还原为n2释放至空气，因此bod5浓度继续下降，no3--n浓度大幅度下降，但磷的变化很小。
在好氧池15中，有机物被微生物生化降解，其浓度继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使nh3-n浓度显著下降，no3--n浓度显著增加，而磷随着聚磷菌的过量摄取也以较快的速率下降。
a2/o水处理系统中，厌氧、缺氧、好氧三段合建，中间通过隔墙与孔洞相连。厌氧池11和缺氧段12采用多格串连为混合推流式，好氧段则不分隔为推流式。厌氧池11、缺氧段12，均采用水下搅拌器搅拌；好氧段采用鼓风曝气。
传统的a2/o工艺流程在脱氮除磷方面不能同时取得较好的效果。其原因是：回流污泥全部进入到厌氧池11。好氧段为了硝化过程的完成，要求采用较大的污泥回流比，一般污泥回流比r为60％～100％，最低也应＞40％，ns较低硝化作用良好。但由于回流污泥将大量的硝酸盐和溶解氧do带回厌氧池11，严重影响了聚磷菌体的释放，同时厌氧池11存在大量硝酸盐时，污泥中的反硝化菌会以有机物为碳源进行反硝化，等脱氮完全后才开始磷的厌氧释放，使得厌氧池11进行磷的厌氧释放的有效容积大大减少，使出磷效果降低，如果好氧段硝化不好，则随回流污泥进入厌氧池11的硝酸盐减少，改变了厌氧环境，使磷能充分厌氧释放，∴ηp↑，但因硝化不完全，故脱氮效果不佳，使ηn↓。
为消除传统a2/o工艺影响因素中最主要的污水中可生物降解有机物的影响，本发明引入了微生物燃料电池技术吸收生物降解有机物的电离子能量。其机理是凭借其阳极催化剂的强电离能，通过消耗阴极的燃料物质如氢气、甲烷等，进行氧化反应从而产生电流。而微生物燃料电池14的独特之处在于，它不需要传统燃料电池所使用的金属阳极。相反，它利用微生物使有机物氧化分解，并将电子传递到阳极。由于微生物对各种类型有机物的适应性，使得微生物燃料电池成为一种理想的可持续的生物发电技术。
构成微生物燃料电池14有几个必要条件：电极，电解质，微生物，电子流动，电子介体等，每一个组成部分对燃料电池的发电都有至关重要的影响。微生物燃料电池反应器分反应器分为阳极室和阴极室，两室用质子交换膜分隔开。质子交换膜只允许质子通过，不允许电子通过。阳极室内，底物被微生物代谢，生成产物的同时进行呼吸链电子转移。电子可被介体传递到阳极，经过外电路，转移到阴极。在有膜和溶解性电子介体辅助时，微生物代谢的电子受体由自然条件下的氧气和硝酸盐等可溶性受体转变为石墨和铂片等不溶性受体。生成的质子通过交换膜进入阴极室。阴极室内，质子和氧在阴极表面接受电子反应生成水。这一过程中。在阳极室内进行有机物降解的同时电子经过外电路传输形成电流。
阳极反应：c6h12o6+6h2o—6co2+24e+24h+
阴极反应：6o2+24e+24h+—12h2o
进水进入厌氧池11，经过厌氧加磷脱n处理流进两侧的缺氧池12、缺氧池12中反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量no3--n和no2--n还原为n2释放至空气，将流体中剩余的生物细胞转化为燃料电池所需的发电物质。由于生物发电是细胞的呼吸过程需要金属氧化物的参与，因此很多细菌在发生呼吸作用时，能从细胞色素末端的氧化酶处释放电子，同时将胞外的高价离子还原成可溶性的低价离子，电子能在细胞之间直接传递，不需要中间媒介，比如“纳米导线”这一途径。本发明应用的发酵细菌产生了很粗的类似伞毛的导电附属物，并通过这些导电附属物使之与混合培养物中的产甲烷微生物连接在一起，这是细胞间电子传递现象。本发明应用的发酵细菌里细菌在阳极繁殖，分解有机物产生电子，氧气在阴极，即生物阴极，作为电子受体的则被还原。阴极区进入细菌内的电子比氧还原所需的电势高，故在这个反应过程中细菌获得了能量。生物阴极也用于硝酸盐还原和产出氢气。因此，可以分解大量的硝酸盐。本发明的菌种的选择也比较关键，不同的细菌有不同的发电效率，无论是哪种细菌，单一菌种或是混合菌种，其产出功率密度都与微生物燃料电池的整体结构、电极间距和电解质电导率有关，因此菌种的选取就相当重要，除非微生物燃料电池整体结构以及电解液完全一致，否则不同细菌之间、单一细菌与混合细菌之间功率密度产出的直接对比，不具备参考价值。另外，为确保能观察到不同菌种产电功率密度的差异，微生物燃料电池装置的内阻必须很小。只有在特定微生物燃料电池装置的条件下，通过对不同菌种、培养液进行大量的对比试验，其数据才具有价值。实验证明，在一个1.2ml的微生物燃料电池反应器里，在厌氧环境下培养奥奈达希瓦氏菌并及时抽走其细胞悬浮液，使用空气阴极时，其功率密度可达2w/m2或330w/m3。使用铁氰化物阴极时，其功率密度可达3w/m2或500w/m3。因此，在一定的微生物燃料电池环境中，奥奈达希瓦氏菌天生具有高功率密度输出的天赋。
本发明中经过缺氧池12的物质加入奥奈达希瓦氏菌后在污泥浓缩池13中经过充分发电反应，流入好氧池15。在好氧池15中，有机物被微生物生化降解，其浓度继续下降；有机氮被氨化继而被硝化，使nh3-n浓度显著下降，no3--n浓度显著增加，而磷随着聚磷菌的过量摄取也以较快的速率下降。但是好氧池15中依然有大量的污泥物质残留，因此需要回流到缺氧池12中再次循环。最终的废料被作为微生物燃料电池14废物排出。
本实施方式的a2/o水处理系统及方法，加入微生物燃料电池14可以减少回流污泥中活性淤泥的成本，用电量减少一半，而产生的需处理的固体物质则减少了50～90％。