基于弱磁场-零价铁-MABR联用的污水脱氮除磷装置的制作方法

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种基于弱磁场-零价铁-mabr联用的污水脱氮除磷装置。

背景技术：

mabr即膜曝气生物反应器，mabr技术单独使用时，虽然可以进行同步硝化反硝化，但是生物除磷效果不佳。另外，反硝化过程需要碳源作为电子供体，我国生活污水及屠宰等行业废水普遍存在碳源不足的问题，碳氮比过低会造成反硝化效果下降。

专利申请号为201310562457.7的中国专利公开了利用一种化学-生物协同脱氮除磷反应器，该反应器利用零价铁提供生物脱氮基质。专利申请号为201710429745.3的中国专利公布了一种复合微生物耦合微米零价铁脱氮除磷的污水处理方法，通过投加微米零价铁提高脱氮除磷效率。

然而，零价铁在实际应用过程中经常会出现钝化现象，导致其腐蚀速率下降；微米零价铁或纳米零价铁在制备和使用过程易发生聚集，导致活性降低，且其价格相对常规零价铁高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的mabr技术单独使用硝化效果不佳的缺点，而提出的一种基于弱磁场-零价铁-mabr联用的污水脱氮除磷装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

基于弱磁场-零价铁-mabr联用的污水脱氮除磷装置，包括污水处理池、曝气系统和强磁铁，所述污水处理池的顶部安装有进水管和出水管，且出水管连接有自吸泵，所述污水处理池的底部连通有排泥管，所述曝气系统包括曝气膜组件和空压机，所述曝气膜组件的上端连通有曝气管，所述空压机与曝气管连接，曝气管上安装有电磁阀，所述曝气膜组件的下端连通有泄压管，且泄压管上安装有泄压阀，所述强磁铁设置在污水处理池的外侧与曝气膜组件对应的位置。

优选的，所述出水管的下端延伸至污水处理池的中部。

优选的，所述污水处理池的底部设置有混流泵。

优选的，所述曝气管上安装有压力表。

优选的，所述污水处理池的外侧与曝气膜组件对应的位置设置有磁铁容置管，所述强磁铁置于磁铁容置管内。

优选的，所述磁铁容置管上螺纹配合有连接盖，且连接盖上螺纹配合有螺杆，所述磁铁容置管内的污水处理池外壁固定有塑胶弹簧。

本实用新型的有益效果是：

1、零价铁与mabr联用，mabr装置以序批式方式运行，由于mabr特有的异向传质特性，可使曝气膜组件外的污水中溶解氧含量维持在较低的水平，避免了零价铁因氧化而浪费，又可利用零价铁的还原特性，提高总氮、总磷的去除率。

2、弱磁场可促进微生物代谢，提高装置内微生物活性的同时，也增强了零价铁的反应活性。

附图说明

图1为本实用新型提出的基于弱磁场-零价铁-mabr联用的污水脱氮除磷装置的管路仪表流程示意图；

图2为本实用新型提出的基于弱磁场-零价铁-mabr联用的污水脱氮除磷装置的实施例一结构示意图；

图3为本实用新型提出的基于弱磁场-零价铁-mabr联用的污水脱氮除磷装置的实施例二结构示意图。

图中：1进水管、2出水管、3自吸泵、4排泥管、5混流泵、6曝气膜组件、7空压机、8压力表、9电磁阀、10泄压阀、11强磁铁、12污水处理池、13磁铁容置管、14连接盖、15塑胶弹簧、16螺杆、除磷剂斗17。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：参照图1和图2，基于弱磁场-零价铁-mabr联用的污水脱氮除磷装置，包括污水处理池12、曝气系统和强磁铁11，污水处理池12的顶部安装有进水管1和出水管2，出水管2的下端延伸至污水处理池12的中部，出水管2与自吸泵3的吸入端连接，污水处理池12的底部连通有排泥管4，曝气系统包括曝气膜组件6和空压机7，曝气膜组件6的上端连通有曝气管，空压机7与曝气管连接，曝气管上安装有电磁阀9，曝气膜组件6的下端连通有泄压管，且泄压管上安装有泄压阀10，强磁铁11设置在污水处理池12的外侧与曝气膜组件6对应的位置。

其中，污水处理池12的底部设置有混流泵5，曝气管上安装有压力表8。

具体的，污水处理池12的外侧与曝气膜组件6对应的位置设置有磁铁容置管13，强磁铁11置于磁铁容置管13内,磁铁容置管13上螺纹配合有连接盖14，且连接盖14上螺纹配合有螺杆16，磁铁容置管13内的污水处理池12外壁固定有塑胶弹簧15。

曝气膜组件6采用空气源，空压机7输送气体，通过压力表8和电磁阀9调节曝气膜组件6的膜内压力，多余空气经泄压阀10排出。

污水经进水管1进入污水处理池12，进水完成后，向污水处理池12中加入100～300目的零价铁粉，浓度为100～500mg/l。混流泵5对污水进行强制搅拌，使污水、活性污泥和零价铁充分混合。曝气膜组件6浸没式固定设置在污水处理池12中，通过控制膜内压力，使氧被曝气膜组件6表面的微生物膜完全消耗，污水呈缺氧状态。

污水中的部分总氮和大部分有机物，被活性污泥通过反硝作用去除，污水中的氨氮及少量有机物可在曝气膜组件6表面，被微生物膜去除。剩余的总氮，大部分被零价铁还原为氮气去除，少量被还原为氨，氨在曝气膜组件表面重新被氧化为硝态氮。零价铁还原产生的fe²⁺、fe³⁺可与磷酸盐产生沉淀，去除污水中的总磷。

强磁铁11用于对装置施加外加磁场，通过控制强磁铁11与污水处理池12的距离，维持曝气膜组件6中心磁场强度不低于10mt，外加磁场可提高微生物膜活性，促进零价铁的还原反应。

调节强磁铁11与污水处理池12的距离时，转动螺杆16，内旋螺杆16时，塑胶弹簧15被进一步压缩，强磁铁11与污水处理池12的距离减小，外旋螺杆16时，塑胶弹簧15回弹，强磁铁11与污水处理池12的距离增大。

污水处理完成后，关闭混流泵5并静置30min，处理后的污水由自吸泵3经出水管2排出污水处理池12，脱落的微生物膜及剩余污泥可通过排泥管4排出，排泥管4也可兼做排空管使用。

工作原理：

mabr通过曝气膜组件6的透气性膜供氧，在保持气体分压低于泡点的情况下，膜管腔内的氧透过膜壁上的微孔进入管腔外侧，实现无泡曝气，无泡曝气传质效率高，氧利用率可接近100%，是传统曝气的5～7倍。mabr的膜材料可以作为载体，膜表面可形成微生物膜，来自膜管腔内侧的氧从生物膜的内部向外部扩散，来自污水中的底物则从生物膜的表面向内部扩散。由于氧和底物的异向传质导致膜组件上微生物膜产生明显的分层结构，由内到外分别为好氧层、兼氧层和厌氧层。mabr中的微生物膜功能性分层，可以使微生物膜独立完成污水中有机污染物的氧化和同步硝化反硝化反应。

强磁铁11产生磁场，磁场可以增强硝化细菌活性，提高活性污泥的氧利用率，促进微生物的新陈代谢。同时，磁场能够对金属的电化学腐蚀过程产生影响，促进金属腐蚀。零价铁具有很强的还原性，可以作为电子供体，将硝酸盐或亚硝酸盐还原为氨或氮气，去除污水中的总氮；其在腐蚀过程中产生的fe²⁺、fe³⁺可与磷酸盐产生沉淀，去除污水中的总磷；同时，铁还是微生物生长代谢必需的矿质元素。

实施例二：参照图1和图3，作为进一步改进，污水处理池12的顶部还安装有除磷剂斗17，用于向污水处理池12内投加除磷药剂，以辅助提高污水中总磷的去除率。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。