公布日：2023.03.07

申請日：2022.12.02

分類號：C02F3/30(2006.01)I

摘要

本申請公開一種雙氣路協(xié)同污水處理裝置和污水處理系統(tǒng)。雙氣路協(xié)同污水處理裝置包括同步硝化反硝化膜組件、氫自養(yǎng)反硝化膜組件、池體、空氣提供組件以及含氫氣體提供組件。池體具有進(jìn)水口和出水口，同步硝化反硝化膜組件和氫自養(yǎng)反硝化膜組件設(shè)置于池體內(nèi)部，且同步硝化反硝化膜組件沿污水的流向處于氫自養(yǎng)反硝化膜組件的上游�？諝馓峁┙M件與同步硝化反硝化膜組件連接，用于向同步硝化反硝化膜組件提供空氣，以使得同步硝化反硝化膜組件在池體內(nèi)無泡曝氣。含氫氣體提供組件與氫自養(yǎng)反硝化膜組件連接，用于向氫自養(yǎng)反硝化膜組件提供含氫氣體，向氫自養(yǎng)反硝化膜組件的表面的微生物提供無泡含氫氣體。

權(quán)利要求書

1.一種雙氣路協(xié)同污水處理裝置，其特征在于，包括同步硝化反硝化膜組件、氫自養(yǎng)反硝化膜組件、池體、空氣提供組件以及含氫氣體提供組件；所述池體具有進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口用于污水流入所述池體，所述出水口用于所述污水流出所述池體，所述同步硝化反硝化膜組件和所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件設(shè)置于所述池體內(nèi)部，且所述同步硝化反硝化膜組件沿所述污水的流向處于所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件的上游；所述空氣提供組件與所述同步硝化反硝化膜組件連接，用于向所述同步硝化反硝化膜組件提供空氣，以使得所述同步硝化反硝化膜組件在所述池體內(nèi)無泡曝氣；所述含氫氣體提供組件與所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件連接，用于向所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件提供含氫氣體，向所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件的表面的微生物提供無泡含氫氣體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙氣路協(xié)同污水處理裝置，其特征在于，所述池體包括側(cè)壁、底壁以及隔板，所述側(cè)壁圍設(shè)于所述底壁的邊緣以形成反應(yīng)池；所述隔板設(shè)置于所述反應(yīng)池內(nèi)并將所述反應(yīng)池分隔為第一反應(yīng)池和第二反應(yīng)池；所述進(jìn)水口形成于所述側(cè)壁并連通所述第一反應(yīng)池，所述出水口形成于所述側(cè)壁并連通所述第二反應(yīng)池，所述隔板形成有連通所述第一反應(yīng)池和所述第二反應(yīng)池的過水口；所述同步硝化反硝化膜組件位于所述第一反應(yīng)池內(nèi)，所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件位于所述第二反應(yīng)池內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙氣路協(xié)同污水處理裝置，其特征在于，所述進(jìn)水口和所述出水口均位于所述側(cè)壁的遠(yuǎn)離所述底壁的一端，所述隔板的面向所述底壁的端部形成有缺口，所述缺口形成所述過水口。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙氣路協(xié)同污水處理裝置，其特征在于，所述雙氣路協(xié)同污水處理裝置還包括第一粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)和第二粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)；所述第一粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述池體內(nèi)且位于所述同步硝化反硝化膜組件的下方，用于沖洗所述同步硝化反硝化膜組件的表面；所述第二粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述池體內(nèi)且位于所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件的下方，用于沖洗所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件的表面。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙氣路協(xié)同污水處理裝置，其特征在于，所述第一粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)包括第一曝氣穿孔管和第一曝氣支管，所述第一曝氣穿孔管設(shè)于所述同步硝化反硝化膜組件的下方并與所述第一曝氣支管連接；所述第二粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)包括第二曝氣穿孔管和第二曝氣支管，所述第二曝氣穿孔管設(shè)于所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件的下方并與所述第二曝氣支管連接；所述雙氣路協(xié)同污水處理裝置還包括沖洗空氣管路，所述沖洗空氣管路連接所述第一曝氣支管和所述第二曝氣支管。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙氣路協(xié)同污水處理裝置，其特征在于，所述第一曝氣支管設(shè)置有第一自動控制閥門，所述第一自動控制閥門的開啟周期為T1(分鐘)，開啟時間為T2(秒)，滿足，1≤T1≤30；5≤T2≤60；所述第二曝氣支管設(shè)置有第二自動控制閥門，所述第二自動控制閥門的開啟周期為T3(分鐘)，開啟時間為T4(秒)，滿足，5≤T3≤60；5≤T4≤60。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙氣路協(xié)同污水處理裝置，其特征在于，所述空氣提供組件包括工藝空氣穩(wěn)壓罐和工藝空氣管，所述工藝空氣穩(wěn)壓罐儲存有空氣，所述工藝空氣穩(wěn)壓罐通過工藝空氣管連接所述同步硝化反硝化膜組件。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙氣路協(xié)同污水處理裝置，其特征在于，所述空氣提供組件包括含氫氣體穩(wěn)壓罐和含氫氣體供氣管，所述含氫氣體穩(wěn)壓罐儲存有氫氣或者甲烷，所述含氫氣體穩(wěn)壓罐通過含氫氣體供氣管連接所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙氣路協(xié)同污水處理裝置，其特征在于，所述工藝空氣管和所述含氫氣體供氣管均設(shè)置有閥門。

10.一種污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-9任一項所述的雙氣路協(xié)同污水處理裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N雙氣路協(xié)同污水處理裝置和污水處理系統(tǒng)，本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案實現(xiàn)高效曝氣和零碳源投加的高效脫氮。

本申請的目的是由下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N雙氣路協(xié)同污水處理裝置，包括同步硝化反硝化膜組件、氫自養(yǎng)反硝化膜組件、池體、空氣提供組件以及含氫氣體提供組件；

所述池體具有進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口用于污水流入所述池體，所述出水口用于所述污水流出所述池體，所述同步硝化反硝化膜組件和所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件設(shè)置于所述池體內(nèi)部，且所述同步硝化反硝化膜組件沿所述污水的流向處于所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件的上游；

所述空氣提供組件與所述同步硝化反硝化膜組件連接，用于向所述同步硝化反硝化膜組件提供空氣，以使得所述同步硝化反硝化膜組件在所述池體內(nèi)無泡曝氣；

所述含氫氣體提供組件與所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件連接，用于向所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件提供含氫氣體，向所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件的表面的微生物提供無泡含氫氣體。

上述方案中，雙氣路協(xié)同污水處理裝置可以為一種耦合膜曝氣生物反應(yīng)器同步硝化反硝化與自養(yǎng)反硝化的污水處理系統(tǒng)，通過在池體中設(shè)置空氣擴(kuò)散膜(同步硝化反硝化膜組件)和氫氣(甲烷)擴(kuò)散膜(氫自養(yǎng)反硝化膜組件)，空氣擴(kuò)散膜表面的環(huán)境適宜硝化細(xì)菌和異養(yǎng)反硝化細(xì)菌的富集，由于空氣擴(kuò)散膜處于氫氣(甲烷)擴(kuò)散膜的上游，故空氣擴(kuò)散膜可利用污水中的有機(jī)物，實現(xiàn)同步硝化反硝化，而因碳源不足未完成反硝化的硝態(tài)氮進(jìn)入液相中，在氫氣(甲烷)擴(kuò)散膜的表面富集的自養(yǎng)反硝化菌作用下，利用氫氣(甲烷)的電子供體，無需額外投入碳源就能夠?qū)⑹Ｓ嗟南鯌B(tài)氮反硝化為氮氣，實現(xiàn)協(xié)同脫氮。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述池體包括側(cè)壁、底壁以及隔板，所述側(cè)壁圍設(shè)于所述底壁的邊緣以形成反應(yīng)池；

所述隔板設(shè)置于所述反應(yīng)池內(nèi)并將所述反應(yīng)池分隔為第一反應(yīng)池和第二反應(yīng)池；

所述進(jìn)水口形成于所述側(cè)壁并連通所述第一反應(yīng)池，所述出水口形成于所述側(cè)壁并連通所述第二反應(yīng)池，所述隔板形成有連通所述第一反應(yīng)池和所述第二反應(yīng)池的過水口；

所述同步硝化反硝化膜組件位于所述第一反應(yīng)池內(nèi)，所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件位于所述第二反應(yīng)池內(nèi)。

上述方案中，池體結(jié)構(gòu)簡單，便于制造。通過隔板將腔室分隔為第一反應(yīng)池和第二反應(yīng)池，以保證污水可先經(jīng)過同步硝化反硝化膜組件以利用污水中的有機(jī)物，實現(xiàn)同步硝化反硝化，再經(jīng)過氫自養(yǎng)反硝化膜組件以在氫自養(yǎng)反硝化膜組件的表面富集的自養(yǎng)反硝化菌作用下，利用氫氣(甲烷)的電子供體，無需額外投入碳源地將剩余的硝態(tài)氮反硝化為氮氣，實現(xiàn)協(xié)同脫氮，使得整個污水處理系統(tǒng)具有較高的污水處理效率以及較低的污水處理成本。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述進(jìn)水口和所述出水口均位于所述側(cè)壁的遠(yuǎn)離所述底壁的一端，所述隔板的面向所述底壁的端部形成有缺口，所述缺口形成所述過水口。

上述方案中，污水由池體的頂端經(jīng)進(jìn)水口進(jìn)入，充分地與同步硝化反硝化膜組件接觸以充分地進(jìn)行硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)，隨后混有硝態(tài)氮的污水經(jīng)底部的過水口進(jìn)入第二反應(yīng)池中，與氫自養(yǎng)反硝化膜組件充分地接觸，在氫自養(yǎng)反硝化膜組件表面富集的自養(yǎng)反硝化菌作用下，利用氫氣(甲烷)的電子供體對，硝態(tài)氮進(jìn)行反硝化，最終經(jīng)過處理后的污水則由處于頂端的出水口排出。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述雙氣路協(xié)同污水處理裝置還包括第一粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)和第二粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)；

所述第一粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述池體內(nèi)且位于所述同步硝化反硝化膜組件的下方，用于沖洗所述同步硝化反硝化膜組件的表面；

所述第二粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述池體內(nèi)且位于所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件的下方，用于沖洗所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件的表面。

上述方案中，通過設(shè)置第一粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)和第二粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)，以能夠根據(jù)需求對同步硝化反硝化膜組件和氫自養(yǎng)反硝化膜組件進(jìn)行沖洗，控制同步硝化反硝化膜組件的表面和氫自養(yǎng)反硝化膜組件的表面的生物膜的生長厚度在適當(dāng)?shù)臄?shù)值，發(fā)揮最大效果，保證硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)的速率。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述第一粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)包括第一曝氣穿孔管和第一曝氣支管，所述第一曝氣穿孔管設(shè)于所述同步硝化反硝化膜組件的下方并與所述第一曝氣支管連接；

所述第二粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)包括第二曝氣穿孔管和第二曝氣支管，所述第二曝氣穿孔管設(shè)于所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件的下方并與所述第二曝氣支管連接；

所述雙氣路協(xié)同污水處理裝置還包括沖洗空氣管路，所述沖洗空氣管路連接所述第一曝氣支管和所述第二曝氣支管。

上述方案中，沖洗空氣管路外接氣源以分別向第一曝氣支管和第二曝氣支管提供氣體，使得第一曝氣穿孔管和第二曝氣穿孔管分別向同步硝化反硝化膜組件和氫自養(yǎng)反硝化膜組件提供粗氣泡，以沖洗同步硝化反硝化膜組件和氫自養(yǎng)反硝化膜組件的表面。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述第一曝氣支管設(shè)置有第一自動控制閥門，所述第一自動控制閥門的開啟周期為T1(分鐘)，開啟時間為T2(秒)，滿足，1≤T1≤30；5≤T2≤60；

所述第二曝氣支管設(shè)置有第二自動控制閥門，所述第二自動控制閥門的開啟周期為T3(分鐘)，開啟時間為T4(秒)，滿足，5≤T3≤60；5≤T4≤60。

上述方案中，分別在第一曝氣支管和第二曝氣支管上設(shè)置自動控制閥門，按照設(shè)定的頻次和開啟時間控制第一粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)和第二粗氣泡曝氣機(jī)構(gòu)的沖洗操作。同步硝化反硝化膜組件可設(shè)置間隔1-30分鐘開啟5-60秒，氫自養(yǎng)反硝化膜組件可設(shè)置間隔5-60分鐘開啟5-60秒。間歇沖洗可控制生物膜的生長厚度在適當(dāng)?shù)臄?shù)值，發(fā)揮最大效果。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述空氣提供組件包括工藝空氣穩(wěn)壓罐和工藝空氣管，所述工藝空氣穩(wěn)壓罐儲存有空氣，所述工藝空氣穩(wěn)壓罐通過工藝空氣管連接所述同步硝化反硝化膜組件。

上述方案中，工藝空氣穩(wěn)壓罐為同步硝化反硝化膜組件提供特定壓力的工藝空氣，空氣通過膜組件的中空微孔膜向反應(yīng)池內(nèi)擴(kuò)散，實現(xiàn)無泡曝氣，提供微生物所需的氧氣。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述空氣提供組件包括含氫氣體穩(wěn)壓罐和含氫氣體供氣管，所述含氫氣體穩(wěn)壓罐儲存有氫氣或者甲烷，所述含氫氣體穩(wěn)壓罐通過含氫氣體供氣管連接所述氫自養(yǎng)反硝化膜組件。

上述方案中，含氫氣體穩(wěn)壓罐為氫自養(yǎng)反硝化膜組件提供一定壓力的氫氣或者甲烷，氫氣或甲烷通過膜組件的中空膜擴(kuò)散，向膜表面微生物提供無泡氫氣或甲烷。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述工藝空氣管和所述含氫氣體供氣管均設(shè)置有閥門。

上述方案中，通過在工藝空氣管和所述含氫氣體供氣管設(shè)置閥門，以控制同步硝化反硝化膜組件和氫自養(yǎng)反硝化膜組件開啟和關(guān)閉，靈活調(diào)整運行方式，實現(xiàn)節(jié)約能源和氫氣(甲烷)。

第二方面，本申請還提供一種污水處理系統(tǒng)，其包括第一方面任一項所述的雙氣路協(xié)同污水處理裝置。

（發(fā)明人：薛曉飛;景香順;李凌云）