公布日：2023.11.28
申請(qǐng)日：2023.09.13
分類號(hào)：C02F3/00(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本公開(kāi)提供了一種基于微生物電解池實(shí)現(xiàn)亞硝化的污水處理系統(tǒng)及方法，該污水處理系統(tǒng)包括微生物電解池；恒壓電源，為微生物電解質(zhì)提供恒定電壓；厭氧氨氧化反應(yīng)器，與微生物電解池的出水口連接，用于進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)；其中，微生物電解池內(nèi)設(shè)置有陽(yáng)極和陰極，分別與恒壓電源的正負(fù)極連接；微生物電解池中陽(yáng)極和陰極的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有陽(yáng)極進(jìn)水口、陰極進(jìn)水口；厭氧氨氧化反應(yīng)器設(shè)有底部進(jìn)水口、上部回流口和頂部出水口。本公開(kāi)提供的污水處理系統(tǒng)集成度較高，減少了占地面積，運(yùn)行成本較低，采用微生物電解池與厭氧氨氧化反應(yīng)器聯(lián)合處理，有效解決了處理低碳氮比污水脫氮中碳源不夠的問(wèn)題。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種基于微生物電解池實(shí)現(xiàn)亞硝化的污水處理系統(tǒng)，包括：微生物電解池；恒壓電源，為所述微生物電解質(zhì)提供恒定電壓；厭氧氨氧化反應(yīng)器，與所述微生物電解池的出水口連接，用于進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)；其中，所述微生物電解池內(nèi)設(shè)置有陽(yáng)極和陰極，分別與所述恒壓電源的正負(fù)極連接；所述微生物電解池中陽(yáng)極和陰極的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有陽(yáng)極進(jìn)水口、陰極進(jìn)水口；所述厭氧氨氧化反應(yīng)器設(shè)有底部進(jìn)水口、上部回流口和頂部出水口；其中，所述陽(yáng)極進(jìn)水口用于供待處理污水進(jìn)入所述微生物電解池內(nèi)，以使得污水在所述陽(yáng)極發(fā)生亞硝化反應(yīng)；所述微生物電解池的出水口與所述厭氧氨氧化反應(yīng)器的底部進(jìn)水口連接，用于將經(jīng)所述亞硝化反應(yīng)后的污水輸送至所述厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)，以使得污水在所述厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行所述厭氧氨氧化反應(yīng)；所述厭氧氨氧化反應(yīng)器的上部回流口與其底部進(jìn)水口連接，用于回流所述厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)的污水；所述厭氧氨氧化反應(yīng)器的頂部出水口與所述陰極進(jìn)水口連接，用于供經(jīng)所述厭氧氨氧化反應(yīng)后的污水回流至所述微生物電解池內(nèi)，以使得污水在所述陰極發(fā)生反硝化反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，還包括：第一回流泵，連接所述厭氧氨氧化反應(yīng)器的上部回流口與所述厭氧氨氧化反應(yīng)器的底部進(jìn)水口，用于使所述厭氧氨氧化反應(yīng)器處理后的污水在所述厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)行回流；第二回流泵，連接所述厭氧氨氧化反應(yīng)器的頂部出水口與所述微生物電解池的陰極進(jìn)水口，用于將所述厭氧氨氧化反應(yīng)器處理后的污水回流至所述微生物電解池的陰極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理系統(tǒng)，還包括：第一蠕動(dòng)泵，用于將所述待處理污水通過(guò)所述陽(yáng)極進(jìn)水口輸送到所述微生物電解池中；第二蠕動(dòng)泵，連接所述微生物電解池的出水口與所述厭氧氨氧化反應(yīng)器的底部進(jìn)水口，使所述微生物電解池處理后的污水從所述厭氧氨氧化反應(yīng)器的底部進(jìn)水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其中，所述陽(yáng)極和陰極材料選自碳刷、碳?xì)�、碳布、碳紙、石墨棒中的任意一種；在所述陽(yáng)極和陰極上接種有含電活性微生物的污泥；所述厭氧氨氧化反應(yīng)器中采用固體填料附著生長(zhǎng)厭氧氨氧化污泥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污水處理系統(tǒng)，其中，所述微生物電解池的陽(yáng)極上接種的污泥為具有亞硝化功能的污泥，如經(jīng)游離氨或游離亞硝酸鹽馴化的亞硝化污泥；所述微生物電解池的陰極上接種的污泥為具有反硝化功能的污泥。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污水處理系統(tǒng)，還包括：進(jìn)水箱，用于儲(chǔ)存待處理污水，維持水質(zhì)穩(wěn)定；出水箱，用于收集經(jīng)所述厭氧氨氧化反應(yīng)器頂部出水口排出的處理后的污水。
7.一種污水處理方法，采用如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的污水處理系統(tǒng)，所述方法包括：將待處理污水通入微生物電解池在陽(yáng)極發(fā)生亞硝化反應(yīng)、陰極發(fā)生反硝化反應(yīng)，通入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器內(nèi)進(jìn)行生物脫氮反應(yīng)，即完成所述污水處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污水處理方法，其中，所述待處理污水的堿度與氨氮摩爾比為1:1～2:1；所述微生物電解池連接有恒壓電源，所述恒壓電源的供電電壓為0.6～1.0V；所述微生物電解池中的水力停留時(shí)間為12～24h。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污水處理方法，其中，所述厭氧氨氧化反應(yīng)器采用升流工藝；所述污水經(jīng)所述厭氧氨氧化反應(yīng)器處理后，進(jìn)行回流，回流比為100～200％。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污水處理方法，其中，所述待處理污水在通入所述微生物電解池前，進(jìn)行過(guò)濾處理，并采用氮?dú)獯得撎幚恚S持無(wú)氧環(huán)境；所述待處理污水采用連續(xù)式或序批式的方法進(jìn)入所述微生物電解池中。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本公開(kāi)提供了一種基于微生物電解池實(shí)現(xiàn)亞硝化的污水處理系統(tǒng)及方法，以至少部分解決上述技術(shù)問(wèn)題。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本公開(kāi)提供的技術(shù)方案如下：
作為本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供了一種基于微生物電解池實(shí)現(xiàn)亞硝化的污水處理系統(tǒng)，包括：
微生物電解池；
恒壓電源，為微生物電解質(zhì)提供恒定電壓；
厭氧氨氧化反應(yīng)器，與微生物電解池的出水口連接，用于進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)；
其中，微生物電解池內(nèi)設(shè)置有陽(yáng)極和陰極，分別與恒壓電源的正負(fù)極連接；
微生物電解池中陽(yáng)極和陰極的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有陽(yáng)極進(jìn)水口、陰極進(jìn)水口；
厭氧氨氧化反應(yīng)器設(shè)有底部進(jìn)水口、上部回流口和頂部出水口；
其中，陽(yáng)極進(jìn)水口用于供待處理污水進(jìn)入微生物電解池內(nèi)，以使得污水在陽(yáng)極發(fā)生亞硝化反應(yīng)；
微生物電解池的出水口與厭氧氨氧化反應(yīng)器的底部進(jìn)水口連接，用于將經(jīng)亞硝化反應(yīng)后的污水輸送至厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)，以使得污水在厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)；
厭氧氨氧化反應(yīng)器的上部回流口與其底部進(jìn)水口連接，用于回流厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)的污水；
厭氧氨氧化反應(yīng)器的頂部出水口與陰極進(jìn)水口連接，用于供經(jīng)厭氧氨氧化反應(yīng)后的污水回流至微生物電解池內(nèi)，以使得污水在陰極發(fā)生反硝化反應(yīng)。
根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，污水處理系統(tǒng)，還包括：
第一回流泵，連接厭氧氨氧化反應(yīng)器的上部回流口與厭氧氨氧化反應(yīng)器的底部進(jìn)水口，用于使厭氧氨氧化反應(yīng)器處理后的污水在厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)行回流；
第二回流泵，連接厭氧氨氧化反應(yīng)器的頂部回流口與微生物電解池的陰極進(jìn)水口，用于將厭氧氨氧化反應(yīng)器處理后的污水回流至微生物電解池的陰極。
根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，污水處理系統(tǒng)，還包括：
第一蠕動(dòng)泵，用于將待處理污水通過(guò)陽(yáng)極進(jìn)水口輸送到微生物電解池中；
第二蠕動(dòng)泵，連接微生物電解池的出水口與厭氧氨氧化反應(yīng)器的底部進(jìn)水口，使微生物電解池處理后的污水從厭氧氨氧化反應(yīng)器的底部進(jìn)水。
根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，陽(yáng)極和陰極材料選自碳刷、碳?xì)�、碳布、碳紙、石墨棒中的任意一種；
在陽(yáng)極和陰極上接種有含電活性微生物的污泥；
厭氧氨氧化反應(yīng)器中采用固體填料附著生長(zhǎng)厭氧氨氧化污泥。
根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，微生物電解池的陽(yáng)極上接種的污泥為具有亞硝化功能的污泥，如經(jīng)游離氨或游離亞硝酸鹽馴化的亞硝化污泥；
微生物電解池的陰極上接種的污泥為具有反硝化功能的污泥。
根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，污水處理系統(tǒng)，還包括：
進(jìn)水箱，用于儲(chǔ)存待處理污水，維持水質(zhì)穩(wěn)定；
出水箱，用于收集經(jīng)厭氧氨氧化反應(yīng)器頂部出水口排出的處理后的污水。
作為本公開(kāi)的另外一個(gè)方面，公開(kāi)了一種采用上述污水處理系統(tǒng)進(jìn)行污水處理的方法，該方法包括：
將待處理污水通入微生物電解池在陽(yáng)極發(fā)生亞硝化反應(yīng)、陰極發(fā)生反硝化反應(yīng)，通入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)器內(nèi)進(jìn)行生物脫氮反應(yīng)，即完成污水處理。
根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，待處理污水的堿度與氨氮摩爾比為1:1～2:1；
微生物電解池連接有恒壓電源，恒壓電源的供電電壓為0.6～1.0V；
微生物電解池中的水力停留時(shí)間為12～24h。
根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，厭氧氨氧化反應(yīng)器采用升流工藝；
污水經(jīng)厭氧氨氧化反應(yīng)器處理后，進(jìn)行回流，回流比為100～200％。
根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，待處理污水在通入微生物電解池前，進(jìn)行過(guò)濾處理，并采用氮?dú)獯得撎幚�，維持無(wú)氧環(huán)境；
待處理污水采用連續(xù)式或序批式的方法進(jìn)入微生物電解池中。
本公開(kāi)提供的基于微生物電解池實(shí)現(xiàn)亞硝化的污水處理系統(tǒng)及方法，針對(duì)生活污水主流厭氧氨氧化工藝存在穩(wěn)定性差、總氮去除率低、亞硝化反應(yīng)難以穩(wěn)定維持、出水硝酸鹽濃度高的問(wèn)題，將微生物電解池與厭氧氨氧化反應(yīng)器串聯(lián)形成污水處理系統(tǒng)，污水在微生物電解池的陽(yáng)極發(fā)生部分亞硝化反應(yīng)并去除污水中有機(jī)物；在厭氧氨氧化反應(yīng)器中發(fā)生厭氧氨氧化反應(yīng)，出水部分回流至生物電解池的陰極，發(fā)生反硝化反應(yīng)，通過(guò)微生物電解池耦合厭氧氨氧化反應(yīng)器形成聯(lián)合反應(yīng)器，把亞硝化、厭氧氨氧化、反硝化過(guò)程集成到聯(lián)合反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)有機(jī)物和氮的高效去除，解決了處理低碳氮比污水脫氮中碳源不夠的問(wèn)題，并節(jié)約了運(yùn)行成本。
（發(fā)明人：隋倩雯;張燁鎧;魏源送）
