公布日：2023.11.28
申请日：2023.09.13
分类号：C02F3/00(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本公开提供了一种基于微生物电解池实现亚硝化的污水处理系统及方法，该污水处理系统包括微生物电解池；恒压电源，为微生物电解质提供恒定电压；厌氧氨氧化反应器，与微生物电解池的出水口连接，用于进行厌氧氨氧化反应；其中，微生物电解池内设置有阳极和阴极，分别与恒压电源的正负极连接；微生物电解池中阳极和阴极的对应位置设有阳极进水口、阴极进水口；厌氧氨氧化反应器设有底部进水口、上部回流口和顶部出水口。本公开提供的污水处理系统集成度较高，减少了占地面积，运行成本较低，采用微生物电解池与厌氧氨氧化反应器联合处理，有效解决了处理低碳氮比污水脱氮中碳源不够的问题。
权利要求书
1.一种基于微生物电解池实现亚硝化的污水处理系统，包括：微生物电解池；恒压电源，为所述微生物电解质提供恒定电压；厌氧氨氧化反应器，与所述微生物电解池的出水口连接，用于进行厌氧氨氧化反应；其中，所述微生物电解池内设置有阳极和阴极，分别与所述恒压电源的正负极连接；所述微生物电解池中阳极和阴极的对应位置设有阳极进水口、阴极进水口；所述厌氧氨氧化反应器设有底部进水口、上部回流口和顶部出水口；其中，所述阳极进水口用于供待处理污水进入所述微生物电解池内，以使得污水在所述阳极发生亚硝化反应；所述微生物电解池的出水口与所述厌氧氨氧化反应器的底部进水口连接，用于将经所述亚硝化反应后的污水输送至所述厌氧氨氧化反应器内，以使得污水在所述厌氧氨氧化反应器内进行所述厌氧氨氧化反应；所述厌氧氨氧化反应器的上部回流口与其底部进水口连接，用于回流所述厌氧氨氧化反应器内的污水；所述厌氧氨氧化反应器的顶部出水口与所述阴极进水口连接，用于供经所述厌氧氨氧化反应后的污水回流至所述微生物电解池内，以使得污水在所述阴极发生反硝化反应。
2.根据权利要求1所述的污水处理系统，还包括：第一回流泵，连接所述厌氧氨氧化反应器的上部回流口与所述厌氧氨氧化反应器的底部进水口，用于使所述厌氧氨氧化反应器处理后的污水在所述厌氧氨氧化反应器内部进行回流；第二回流泵，连接所述厌氧氨氧化反应器的顶部出水口与所述微生物电解池的阴极进水口，用于将所述厌氧氨氧化反应器处理后的污水回流至所述微生物电解池的阴极。
3.根据权利要求2所述的污水处理系统，还包括：第一蠕动泵，用于将所述待处理污水通过所述阳极进水口输送到所述微生物电解池中；第二蠕动泵，连接所述微生物电解池的出水口与所述厌氧氨氧化反应器的底部进水口，使所述微生物电解池处理后的污水从所述厌氧氨氧化反应器的底部进水。
4.根据权利要求1所述的污水处理系统，其中，所述阳极和阴极材料选自碳刷、碳毡、碳布、碳纸、石墨棒中的任意一种；在所述阳极和阴极上接种有含电活性微生物的污泥；所述厌氧氨氧化反应器中采用固体填料附着生长厌氧氨氧化污泥。
5.根据权利要求4所述的污水处理系统，其中，所述微生物电解池的阳极上接种的污泥为具有亚硝化功能的污泥，如经游离氨或游离亚硝酸盐驯化的亚硝化污泥；所述微生物电解池的阴极上接种的污泥为具有反硝化功能的污泥。
6.根据权利要求3所述的污水处理系统，还包括：进水箱，用于储存待处理污水，维持水质稳定；出水箱，用于收集经所述厌氧氨氧化反应器顶部出水口排出的处理后的污水。
7.一种污水处理方法，采用如权利要求1至6中任意一项所述的污水处理系统，所述方法包括：将待处理污水通入微生物电解池在阳极发生亚硝化反应、阴极发生反硝化反应，通入厌氧氨氧化反应器内进行生物脱氮反应，即完成所述污水处理。
8.根据权利要求7所述的污水处理方法，其中，所述待处理污水的碱度与氨氮摩尔比为1:1～2:1；所述微生物电解池连接有恒压电源，所述恒压电源的供电电压为0.6～1.0V；所述微生物电解池中的水力停留时间为12～24h。
9.根据权利要求7所述的污水处理方法，其中，所述厌氧氨氧化反应器采用升流工艺；所述污水经所述厌氧氨氧化反应器处理后，进行回流，回流比为100～200％。
10.根据权利要求7所述的污水处理方法，其中，所述待处理污水在通入所述微生物电解池前，进行过滤处理，并采用氮气吹脱处理，维持无氧环境；所述待处理污水采用连续式或序批式的方法进入所述微生物电解池中。
发明内容
有鉴于此，本公开提供了一种基于微生物电解池实现亚硝化的污水处理系统及方法，以至少部分解决上述技术问题。
为了解决上述技术问题，本公开提供的技术方案如下：
作为本公开的一个方面，提供了一种基于微生物电解池实现亚硝化的污水处理系统，包括：
微生物电解池；
恒压电源，为微生物电解质提供恒定电压；
厌氧氨氧化反应器，与微生物电解池的出水口连接，用于进行厌氧氨氧化反应；
其中，微生物电解池内设置有阳极和阴极，分别与恒压电源的正负极连接；
微生物电解池中阳极和阴极的对应位置设有阳极进水口、阴极进水口；
厌氧氨氧化反应器设有底部进水口、上部回流口和顶部出水口；
其中，阳极进水口用于供待处理污水进入微生物电解池内，以使得污水在阳极发生亚硝化反应；
微生物电解池的出水口与厌氧氨氧化反应器的底部进水口连接，用于将经亚硝化反应后的污水输送至厌氧氨氧化反应器内，以使得污水在厌氧氨氧化反应器内进行厌氧氨氧化反应；
厌氧氨氧化反应器的上部回流口与其底部进水口连接，用于回流厌氧氨氧化反应器内的污水；
厌氧氨氧化反应器的顶部出水口与阴极进水口连接，用于供经厌氧氨氧化反应后的污水回流至微生物电解池内，以使得污水在阴极发生反硝化反应。
根据本公开的实施例，污水处理系统，还包括：
第一回流泵，连接厌氧氨氧化反应器的上部回流口与厌氧氨氧化反应器的底部进水口，用于使厌氧氨氧化反应器处理后的污水在厌氧氨氧化反应器内部进行回流；
第二回流泵，连接厌氧氨氧化反应器的顶部回流口与微生物电解池的阴极进水口，用于将厌氧氨氧化反应器处理后的污水回流至微生物电解池的阴极。
根据本公开的实施例，污水处理系统，还包括：
第一蠕动泵，用于将待处理污水通过阳极进水口输送到微生物电解池中；
第二蠕动泵，连接微生物电解池的出水口与厌氧氨氧化反应器的底部进水口，使微生物电解池处理后的污水从厌氧氨氧化反应器的底部进水。
根据本公开的实施例，阳极和阴极材料选自碳刷、碳毡、碳布、碳纸、石墨棒中的任意一种；
在阳极和阴极上接种有含电活性微生物的污泥；
厌氧氨氧化反应器中采用固体填料附着生长厌氧氨氧化污泥。
根据本公开的实施例，微生物电解池的阳极上接种的污泥为具有亚硝化功能的污泥，如经游离氨或游离亚硝酸盐驯化的亚硝化污泥；
微生物电解池的阴极上接种的污泥为具有反硝化功能的污泥。
根据本公开的实施例，污水处理系统，还包括：
进水箱，用于储存待处理污水，维持水质稳定；
出水箱，用于收集经厌氧氨氧化反应器顶部出水口排出的处理后的污水。
作为本公开的另外一个方面，公开了一种采用上述污水处理系统进行污水处理的方法，该方法包括：
将待处理污水通入微生物电解池在阳极发生亚硝化反应、阴极发生反硝化反应，通入厌氧氨氧化反应器内进行生物脱氮反应，即完成污水处理。
根据本公开的实施例，待处理污水的碱度与氨氮摩尔比为1:1～2:1；
微生物电解池连接有恒压电源，恒压电源的供电电压为0.6～1.0V；
微生物电解池中的水力停留时间为12～24h。
根据本公开的实施例，厌氧氨氧化反应器采用升流工艺；
污水经厌氧氨氧化反应器处理后，进行回流，回流比为100～200％。
根据本公开的实施例，待处理污水在通入微生物电解池前，进行过滤处理，并采用氮气吹脱处理，维持无氧环境；
待处理污水采用连续式或序批式的方法进入微生物电解池中。
本公开提供的基于微生物电解池实现亚硝化的污水处理系统及方法，针对生活污水主流厌氧氨氧化工艺存在稳定性差、总氮去除率低、亚硝化反应难以稳定维持、出水硝酸盐浓度高的问题，将微生物电解池与厌氧氨氧化反应器串联形成污水处理系统，污水在微生物电解池的阳极发生部分亚硝化反应并去除污水中有机物；在厌氧氨氧化反应器中发生厌氧氨氧化反应，出水部分回流至生物电解池的阴极，发生反硝化反应，通过微生物电解池耦合厌氧氨氧化反应器形成联合反应器，把亚硝化、厌氧氨氧化、反硝化过程集成到联合反应器内实现有机物和氮的高效去除，解决了处理低碳氮比污水脱氮中碳源不够的问题，并节约了运行成本。
（发明人：隋倩雯;张烨铠;魏源送）
