本发明专利技术提供了一种厌氧膜生物污水处理同步回收鸟粪石的装置及方法，所述的装置包括厌氧生物反应器、膜组件反应器及供电装置，所述的厌氧生物反应器连接膜组件反应器，所述的供电装置电性连接膜组件反应器，所述的膜组件反应器包括壳体，所述的壳体包括阳极板、阴极板、膜组件及pH探头，所述的阳极板与阴极板分布在膜组件两侧，所述的阳极板为镁板。在本发明专利技术中，电场存在条件下，电极反应能提高溶液pH，有效抑制酸化作用发生，还能对微生物造成刺激，加快污染物降解速度，并且能增加污泥的表面电荷，一定程度缓解膜污染；另一方面以镁板作为阳极板，可以解决厌氧膜生物反应器氮磷去除率低的问题，并且将其转变成可利用的资源鸟粪石进行回收。进行回收。进行回收。
【技术实现步骤摘要】
一种厌氧膜生物污水处理同步回收鸟粪石的装置及方法
[0001]本专利技术属于水处理
，涉及厌氧膜生物污水处理，尤其涉及一种厌氧膜生物污水处理同步回收鸟粪石的装置及方法。
技术介绍
[0002]自上个世纪以来，随着世界人口急剧增长以及工业化水平的快速发展，人们的生活水平不断提高，使得工业废水和生活污水的处理量和处理难度不断提升，水污染严重和水资源短缺已经成为我国乃至全球面临的最严重的问题之一。此外，从废水中回收资源和能源，构建碳中和型水处理新模式的技术需求日益增加，污水处理过程中同步回收资源和能源已经成为可持续发展的重要内容。由于水污染量大、污染物成分多样以及新型污染物的不断涌现，发展污水处理新技术迫在眉睫。
[0003]厌氧膜生物反应器(Anaerobic membrane bioreactor,AnMBR)作为一种将膜分离技术与厌氧生物技术耦合的新技术，具有污泥产量低、基建投资低、能量消耗低、碳足迹少等优点，近年来在污水处理领域引起了学者的广泛关注。但是，由于严重的膜污染以及对氨氮总磷等污染物处理效果差等问题制约了其进一步发展。
[0004]CN109022491A公开了一种禽畜粪污氢烷发酵耦合资源化工艺，通过全混合厌氧反应器加厌氧膜生物反应器两相氢烷发酵系统，一级厌氧对水解菌及酸化菌筛选驯化，同时产生氢气及有机酸和二氧化碳。二级发酵内乙酸营养型及氢营养型产甲烷菌得以充足底物进行高效代谢。再采用厌氧消化液三电极电解流控回收磷酸铵镁和鸟粪石。该专利技术相比较于传统的厌氧沼气生产，该系统产生的氢烷气体热值高，进一步提升了禽畜粪便资源能源回用率。同耦合工艺针对消化液中富磷富氮进行三电极电解，牺牲阳极离子化镁棒，产生高效农肥(鸟粪石)的同时对消化液进一步降解。
[0005]CN111484137A公开了一种采用AnMBR膜的高浓度废水处理系统及工艺，包括待处理污水依次流经的鸟粪石沉淀池、水解酸化池、厌氧池、AnMBR池、高负荷脱氮池、低负荷脱氮池和反硝化脱氮池，特征在于：还包括Mg
2+
投加装置、碱度投加装置、第二水泵、第三水泵和控制装置，Mg
2+
投加装置向鸟粪石沉淀池中加入镁源，AnMBR池中设置有第一AnMBR膜和气泵，反硝化脱氮池中设置有第二AnMBR膜。该专利技术的高浓度废水处理系统的处理工艺，使用短程硝化厌氧氨氧化的系统节省了曝气量、能源和碳源，实现了磷源以及碳源的回收，AnMBR池4中产生的生物气用来AnMBR膜反冲以及反硝化脱氮池7中的碳源，实现能量多级循环利用。
[0006]CN110526346B公开了一种电化学厌氧膜生物污水处理装置及其处理方法，该装置包括反应池，反应池内设置有牺牲阳极电极、非牺牲阳极电极和膜组件阴极，电化学厌氧膜生物污水处理装置还包括供电装置，供电装置的正极分别独立地电连接牺牲阳极电极和非牺牲阳极电极，供电装置的负极电连接膜组件阴极。该专利技术将电化学与厌氧膜生物反应器结合，通过电絮凝预除污染物、增大污泥尺寸以及中和污泥表面电荷；通过电场静电排斥污染物，发生析氢反应改善滤饼层形貌，实现膜表面原位电清洗；电场刺激微生物的活性，提
高其代谢速率，促进甲烷产率。电絮凝产生的金属离子缓解微生物代谢产酸导致的pH下降。
[0007]常见的厌氧膜生物反应器膜污染控制策略包括膜改性和膜清洁，然而上述方法是相对不经济的，因此通过优化反应器结构和膜特性来减轻AnMBR的膜污染，将成为AnMBR的主要研究方向。有研究表明，当有电场存在条件下，可以对微生物造成刺激，提高微生物活性，加快污染物的降解速度，并且能够增加污泥的表面电荷，降低膜表面形成的污泥饼层的致密性和稳定性，从而从一定程度上缓解膜污染。此外，在脱氮除磷技术中，鸟粪石沉淀法被认为是一种很有前途的技术，鸟粪石是一种白色晶体，在中性或碱性的条件下微溶，使其具备缓慢释放其中氮磷营养元素的特性，故可以作为一种缓释型肥料，但由于废水中镁含量较低，需要外源投加镁源才能实现鸟粪石的结晶。为此，需要搭建一种外置式的厌氧电控膜生物反应器，将镁阳极与厌氧膜生物反应器相结合，以达到高效处理高浓度有机废水中的有机物，同时回收废水中氮磷资源的目的。
技术实现思路
[0008]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种厌氧膜生物污水处理同步回收鸟粪石的装置及方法。在本专利技术中，一方面有电场存在条件下，电极反应可以提高溶液的pH，使溶液的pH稳定在7.3左右，有效抑制酸化作用的发生，为产甲烷过程提供良好的环境，还可以对微生物造成刺激，加快污染物的降解速度，并且能够增加污泥的表面电荷，一定程度上缓解膜污染；另一方面以镁板作为阳极板，经济性高，并且可以源源不断的提供镁离子，可以解决厌氧膜生物反应器氮磷去除率低的问题，并且将其转变成可利用的资源鸟粪石进行回收。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种厌氧膜生物污水处理同步回收鸟粪石的装置，所述的装置包括厌氧生物反应器、膜组件反应器及供电装置，所述的厌氧生物反应器连接膜组件反应器，所述的供电装置电性连接膜组件反应器，所述的膜组件反应器包括壳体，所述的壳体内设置有阳极板、阴极板和膜组件，所述的阳极板与阴极板分布在膜组件两侧，所述的阳极板为镁板。
[0011]在本专利技术中，一方面有电场存在条件下，电极反应可以提高溶液的pH，使溶液的pH稳定在7.3左右，有效抑制酸化作用的发生，为产甲烷过程提供良好的环境，还可以对微生物造成刺激，加快污染物的降解速度，并且能够增加污泥的表面电荷，一定程度上缓解膜污染；另一方面以镁板作为阳极板，经济性高，并且可以源源不断的提供镁离子，可以解决厌氧膜生物反应器氮磷去除率低的问题，并且将其转变成可利用的资源鸟粪石进行回收。
[0012]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的壳体内还设置有pH探头。
[0013]需要说明的是，本专利技术对pH探头的尺寸、形状或材质等结构特征不作具体要求和特殊限定，pH探头在本专利技术中的作用是测定液体的pH值，因此可以理解的是，其他能实现此类功能的pH探头均可用于本专利技术中，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对pH探头的尺寸、形状或材质进行适应性调整。
[0014]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的厌氧生物反应器底部设置有进液口。
[0015]优选地，所述的厌氧生物反应器顶部设置有出液口。
[0016]优选地，所述的出液口外接出液管路。
[0017]优选地，所述的出液管路连接膜组件反应器。
[0018]优选地，所述的厌氧生物反应器为全混合厌氧生物反应器。
[0019]需要说明的是，本专利技术对出液管路的尺寸、形状或材质等结构特征不作具体要求和特殊限定，出液管路在本专利技术中的作用是使得厌氧生物反应器的液体流入膜组件反应器中进行反应，因此可以理解的是，其他能实现此类功能的出液管路均可用于本专利技术中，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对出液管路的尺寸、形状或材质进行适应性调整。
[0020本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种厌氧膜生物污水处理同步回收鸟粪石的装置，其特征在于，所述的装置包括厌氧生物反应器、膜组件反应器及供电装置，所述的厌氧生物反应器连接膜组件反应器，所述的供电装置电性连接膜组件反应器；所述的膜组件反应器包括壳体，所述的壳体内设置有阳极板、阴极板和膜组件，所述的阳极板与阴极板分布在膜组件两侧，所述的阳极板为镁板。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的壳体内还设置有pH探头。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的厌氧生物反应器底部设置有进液口；优选地，所述的厌氧生物反应器顶部设置有出液口；优选地，所述的出液口外接出液管路；优选地，所述的出液管路连接膜组件反应器；优选地，所述的厌氧生物反应器为全混合厌氧生物反应器。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的装置，其特征在于，所述的厌氧生物反应器底部设置有回流口，所述的回流口通过回流管路连接膜组件反应器，膜组件反应器内的液体经回流管路返回厌氧生物反应器；优选地，所述的回流管路上设置有蠕动泵。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的装置，其特征在于，所述的厌氧生物反应器内设置有机械搅拌装置，所述的膜组件反应器内设置有磁力搅拌装置；优选地，所述的机械搅拌装置与磁力搅拌装置的转速均为100～20...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡承志，张宇涵，谷康辉，曲久辉，孙境求，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：
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