强化A2O-MBR系统处理低碳氮比污水装置及方法

本发明涉及一种污水处理技术，具体地说是一种强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水装置及方法。

背景技术：

1、随着工业发展和生活水平的提高，城镇污水中所含的氮磷比例随之不断升高，导致污水本身所含的化学需氧量（cod）比例相对降低，碳氮比降低导致传统污水处理工艺难以达标排放，常常需要对污水处理厂二级处理出水进行深度处理，这将明显增加污水处理的成本。此外，污水中的碳源不足，难以满足反硝化微生物的生长需求，使得反硝化作用受限，通常需要外加碳源，这将进一步增加了污水处理的成本。因此如何解决低碳氮比生活污水处理过程中碳源不足成为全国污水处理厂普遍需要解决的问题。

2、生物脱氮需要通过异养反硝化菌在缺氧条件下no3-转化为氮气被除去，但该过程取决于碳源作为有机电子供体的可用性。目前多数的污水处理厂通过在反硝化区域添加外部碳源，如乙酸钠、葡萄糖和甲醇等液体碳源以提高反硝化效率。然而，液体碳源的高成本和难以管理的剂量不仅增加了处理过程的成本，还可能造成二次污染。

3、此外还有一种新兴的固相反硝化工艺越来越受到广泛的关注。它使用天然植物材料以及合成可生物降解聚合物等固体材料作为碳源和微生物载体进行反硝化，目前大量研究都主要使用pcl、pbs、pla/phbv等人工合成的可生物降解固体碳源，但人工合成固体碳源成本较高，限制了它的进一步应用。

技术实现思路

1、本发明的目的就是提供一种强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水装置及方法，以解决现有污水处理技术成本高的问题。

2、本发明是这样实现的：一种强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水装置，该装置包括以下部分。

3、堆肥系统，通过渗沥液管和渗沥液池连通，用于生物质的堆肥处理。

4、渗沥液池，通过渗沥液进水管与a2o-mbr系统连通，在渗沥液进水管上设置有渗沥液进水泵，用于收集堆肥系统产生的渗沥液并向a2o-mbr系统供给渗沥液作为碳源。

5、以及a2o-mbr系统，用于对低碳氮比污水进行处理。

6、所述堆肥系统包括堆肥池，在所述堆肥池的内壁上设置有保温层，在所述保温层上设置有防渗膜层，在所述堆肥池内的底部设置有渗透层，在所述渗透层内设置有渗沥液集水管，所述渗沥液集水管通过渗沥液管与渗沥液池连通，在所述渗透层的上方为厌氧堆肥区，在所述厌氧堆肥区内设置有堆肥搅拌器，在所述厌氧堆肥区的上方设置有喷淋装置，所述喷淋装置通过渗沥液回流管和渗沥液池连通，在所述渗沥液回流管上设置有渗沥液回流泵。

7、所述渗沥液集水管包括主管和位于主管两侧的支管，在所述渗沥液集水管的管壁上均匀开有渗透孔。

8、所述a2o-mbr系统包括依次连通的厌氧池、缺氧池以及好氧池，在所述厌氧池和缺氧池内分别设置有搅拌装置，所述厌氧池连通有污水进水管，在所述污水进水管上设置有污水进水泵，在所述缺氧池内设置有微生物燃料电池，所述微生物燃料电池包括阳极室与阴极材料，在所述阳极室内部设置有阳极材料，在所述阳极室的侧面设置有质子交换膜，在所述阳极室底部设置有与所述渗沥液进水管连通的阳极室进水口，在所述阳极室的上部设置有与所述缺氧池连通的阳极室出水口，所述阴极材料与所述阳极材料之间经由外电路相接，在所述外电路上设置有电阻值可调的变阻器，所述好氧池内设置有膜组件，在所述膜组件的出水口连通有排水管，在所述排水管上设置有排水泵。

9、在所述好氧池内设置有曝气装置，在所述好氧池和所述缺氧池之间连通有硝化液回流管，在所述硝化液回流管上设置有硝化液回流泵，在所述缺氧池和所述厌氧池之间连通有污泥回流管，在所述污泥回流管上设置有污泥回流泵。

10、在所述阳极材料上附着有产电菌，在所述阴极材料表面附着自养反硝化菌，在所述阴极材料外层附着有异养反硝化菌。

11、本发明还公开了一种强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水方法，包括以下步骤。

12、a.设置如前所述的强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水装置。

13、b.在堆肥池内添加生物质进行堆肥处理，产生的渗沥液收集在渗沥液池内。

14、c.获取活性污泥，将活性污泥分配至厌氧池、缺氧池以及好氧池中，并对活性污泥进行驯化后启动强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水装置。

15、d.将低碳氮比污水通过污水进水管输入至厌氧池，低碳氮比污水在厌氧池内与来自缺氧池的回流污泥充分混匀后进行厌氧分解，并释放出磷。

16、e. 经过厌氧分解后的污水流入缺氧池，并将渗沥液池中的渗沥液通过渗沥液进水管供给至缺氧池内置的微生物燃料电池阳极室，在此处降解渗沥液中部分难降解有机物，提高渗沥液可生化性后作为添加至缺氧池补充碳源，并与污水及来自好氧池回流的硝化液充分混合进行反硝化脱氮处理。

17、f.阳极产电菌利用渗沥液作为底物产生电子通过外电路传递至阴极，阴极表面内层附着的自养反硝化菌利用阳极传递至阴极的电子进行自养反硝化菌作用，强化总氮的去除；

18、g.经过反硝化处理后的污水流入好氧池内进行硝化与好氧吸磷处理，脱氮处理后经膜组件过滤后由排水管排出。

19、所述好氧池到缺氧池的硝化液回流比为300 %，所述缺氧池到厌氧池的污泥回流比为100 %。

20、活性污泥取自污水厂二沉池污泥，将取回的活性污泥静置24h，然后去除上清液、漂浮物以及下层大块沉积物，然后加入低碳氮比废水持续闷曝24h，去除微生物体内残留的有机物。

21、本发明以低碳氮比生活污水为处理对象，可以利用农业废弃物进行堆肥处理得到渗沥液解决a2o-mbr系统处理污水时碳源不足的外加碳源。向a2o-mbr系统中添加生物质堆肥渗沥液作为补充碳源，强化污水脱氮除磷效果的同时实现生物质堆肥渗沥液的无害化和资源化，为其在实际污水处理过程提供一种新思路。

技术特征：

1.一种强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水装置，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水装置，其特征在于，所述堆肥系统包括堆肥池，在所述堆肥池的内壁上设置有保温层，在所述保温层上设置有防渗膜层，在所述堆肥池内的底部设置有渗透层，在所述渗透层内设置有渗沥液集水管，所述渗沥液集水管通过渗沥液管与渗沥液池连通，在所述渗透层的上方为厌氧堆肥区，在所述厌氧堆肥区内设置有堆肥搅拌器，在所述厌氧堆肥区的上方设置有喷淋装置，所述喷淋装置通过渗沥液回流管和渗沥液池连通，在所述渗沥液回流管上设置有渗沥液回流泵。

3.根据权利要求2所述的强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水装置，其特征在于，所述渗沥液集水管包括主管和位于主管两侧的支管，在所述渗沥液集水管的管壁上均匀开有渗透孔。

4.根据权利要求1所述的强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水装置，其特征在于，所述a2o-mbr系统包括依次连通的厌氧池、缺氧池以及好氧池，在所述厌氧池和缺氧池内分别设置有搅拌装置，所述厌氧池连通有污水进水管，在所述污水进水管上设置有污水进水泵，在所述缺氧池内设置有微生物燃料电池，所述微生物燃料电池包括阳极室与阴极材料，在所述阳极室内部设置有阳极材料，在所述阳极室的侧面设置有质子交换膜，在所述阳极室底部设置有与所述渗沥液进水管连通的阳极室进水口，在所述阳极室的上部设置有与所述缺氧池连通的阳极室出水口，所述阴极材料与所述阳极材料之间经由外电路相接，在所述外电路上设置有电阻值可调的变阻器，所述好氧池内设置有膜组件，在所述膜组件的出水口连通有排水管，在所述排水管上设置有排水泵。

5.根据权利要求4所述的强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水装置，其特征在于，在所述好氧池内设置有曝气装置，在所述好氧池和所述缺氧池之间连通有硝化液回流管，在所述硝化液回流管上设置有硝化液回流泵，在所述缺氧池和所述厌氧池之间连通有污泥回流管，在所述污泥回流管上设置有污泥回流泵。

6.根据权利要求4所述的强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水装置，其特征在于，在所述阳极材料上附着有产电菌，在所述阴极材料表面附着自养反硝化菌，在所述阴极材料外层附着有异养反硝化菌。

7.一种强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水方法，其特征在于，所述好氧池到缺氧池的硝化液回流比为300 %，所述缺氧池到厌氧池的污泥回流比为100 %。

9.根据权利要求7所述的强化a2o-mbr系统处理低碳氮比污水方法，其特征在于，活性污泥取自污水厂二沉池污泥，将取回的活性污泥静置24h，然后去除上清液、漂浮物以及下层大块沉积物，然后加入低碳氮比废水持续闷曝24h，去除微生物体内残留的有机物。

技术总结
本发明涉及一种强化A<supgt;2</supgt;O‑MBR系统处理低碳氮比污水装置及方法，该装置包括堆肥系统、渗沥液池以及A<supgt;2</supgt;O‑MBR系统，渗沥液池通过渗沥液管和堆肥系统连通，通过渗沥液进水管与A<supgt;2</supgt;O‑MBR系统连通。生物质在堆肥系统内通过堆肥处理产生渗沥液，渗沥液通过渗沥液管进入渗沥液池内，渗沥液池内的渗沥液通过渗沥液进水管供给至A<supgt;2</supgt;O‑MBR系统缺氧池内置的微生物燃料电池阳极室，阳极厌氧处理可提高渗沥液可生化性，作为A<supgt;2</supgt;O‑MBR污水处理过程中的碳源。本发明以低碳氮比生活污水为处理对象，可以利用农业废弃物进行堆肥处理得到渗沥液作为A<supgt;2</supgt;O‑MBR系统的外加碳源。向A<supgt;2</supgt;O‑MBR系统中添加生物质堆肥渗沥液作为补充碳源，强化污水脱氮除磷效果的同时实现生物质堆肥渗沥液的无害化和资源化。

技术研发人员：王洪杰,史璇,李慧,商慧华,刘玲,赵春霞
受保护的技术使用者：河北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15