一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统和方法，它涉及水环境治理及污水处理技术领域。受污染水体进入陶瓷膜

【技术实现步骤摘要】
一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统和方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及的是水环境治理及污水处理
，具体涉及一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统和方法。

技术介绍

[0003]我国经济迅速发展，人民生活水平提高，生活污水排放量大增，污水处理厂处理能不足，以及部分污水处理不达标，经过处理的污水排放至景观水体或自然水体中，大量氮、磷等营养元素可能导致水体富营养化，甚至发生黑臭，因此为了防止水体富营养化，保障水生态安全，水环境治理过程中受污染水体的脱氮、除磷势在必行。
[0004]常规生物反硝化脱氮必须要有充足的有机碳源，但是经过处理的生活污水、受污染的自然水体或景观水体中氮、磷含量相对较高，微生物可利用有机物含量较少，水体C/N较低，因此低C/N污水反硝化脱氮效果较差，素以低C/N反硝化过程需要添加大量有机碳源，导致污水处理成本增加。同时，生物除磷过程中也必须要消耗有机物，因此低C/N污水既要脱氮又要兼顾除磷，效果很难保证，而且生物除磷受温度、pH等因素的影响，波动较大。
[0005]为了弥补常规生物脱氮、除磷技术的弊端，开发一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统和方法尤为必要。

技术实现思路

[0006]针对现有技术上存在的不足，本专利技术目的是在于提供一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统和方法，结构设计合理，有效去除水体中的氮、磷等营养元素，治理水污染，降低水体富营养化以及黑臭风险，对我国水生态安全具有重要意义，易于推广使用。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷方法，包括以下步骤：
①
受污染水体进入陶瓷膜
‑
活性炭吸附系统，陶瓷膜内的活性炭颗粒吸附水体中难降解有机物、可溶性有机物和重金属污染物，陶瓷膜孔径小于活性炭颗粒粒径，截留吸附污染物活性炭颗粒，使水体透过，降低水体COD等污染物浓度；
②
受污染水体经过陶瓷膜
‑
活性炭吸附系统处理后，进入生物填料系统；受污染水体进入生物填料系统后首先经过好氧反应池，将受污染水体中的氨氮转化为硝酸盐氮，同时去除剩余有机物；然后受污染水体进入缺氧反应池，在缺氧反应池内，微生物利用剩余有机物进行异养反硝化，去除部分硝酸盐氮，同时去除水体中的有机物；
③
受污染水体经过生物填料系统后，进入同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统；受污染水体首先经过同步脱硫反硝化系统，系统中经过筛选的同步脱硫反硝化细菌以硫化铁作为电子供体，将硫化铁转化为Fe
2+
和硫酸根离子，以硝酸盐氮作为电子受体，将硝酸盐氮转化为氮气，完成脱氮过程，同时Fe
2+
和PO
43
‑
生成Fe3(PO4)2沉淀，去除部分磷酸盐，降
低受污染水体总磷浓度；受污染水体经过同步脱硫反硝化系统完成脱氮过程后，进入电化学除磷系统，电化学除磷系统正/负极分别为铁/铝电极，系统正极发生氧化反应，由Fe生成Fe
2+
，系统负极发生还原反应，由H2O生成OH
‑
和H2；受污染水体中的PO
43
‑
和Fe
2+
生成Fe3(PO4)2沉淀，同时Fe
2+
和OH
‑
生成Fe(OH)2絮凝物，去除水体中的可溶性有机磷和磷酸盐，同时加入PAM强化絮凝效果，最终完成受污染水体中磷元素的去除。
[0008]作为优选，所述的步骤
①
中的陶瓷膜
‑
活性炭吸附系统中的活性炭颗粒吸附饱和后，进入活性炭回收利用系统进行再生，然后重新进入陶瓷膜
‑
活性炭吸附系统中，重新利用。所述的步骤
③
受污染水体经过沉淀，最终处理完成的水体根据需求排放，污泥进行脱水处理后外运。
[0009]一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统，包括陶瓷膜活性炭吸附系统、生物填料系统和同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统和温度控制系统，所述的陶瓷膜活性炭吸附系统由进水系统、陶瓷膜活性炭吸附器、活性炭加药系统和活性炭回收利用系统组成，所述的生物填料系统由好氧生物填料系统和缺氧生物填料系统组成，所述的同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统由同步脱硫反硝化系统、电化学除磷系统和沉淀系统组成，所述的温度控制系统由温度控制中心、好氧温度控制器、缺氧温度控制器和脱硫反硝化温度控制器组成；进水系统与陶瓷膜活性炭吸附器相连接，活性炭加药系统与陶瓷膜活性炭吸附器相连通，活性炭回收利用系统与陶瓷膜活性炭吸附器相连接，陶瓷膜活性炭吸附器的出水口与好氧生物填料系统的进水口相连接，好氧生物填料系统的出水口与缺氧生物填料系统的进水口相连通，缺氧生物填料系统的出水口与同步脱硫反硝化系统相连通，同步脱硫反硝化系统与电化学除磷系统相连通，电化学除磷系统与沉淀系统相连通；所述的好氧生物填料系统、缺氧生物填料系统、同步脱硫反硝化系统中分别安装有好氧温度控制器、缺氧温度控制器、脱硫反硝化温度控制器，好氧温度控制器、缺氧温度控制器、脱硫反硝化温度控制器均接至温度控制中心。
[0010]作为优选，所述的进水系统包括有格栅、进水管道、加压提升泵、第一阀门和连接管道，陶瓷膜活性炭吸附器包括有池体和陶瓷膜，活性炭加药系统由活性炭加药桶、第一搅拌器、第一加药泵和第二阀门组成，活性炭回收利用系统由第三阀门、回收泵、活性炭收集池和第一污泥泵组成；格栅安装在进水系统的进水口处，进水口经进水管道接至加压提升泵的进口，加压提升泵的出口经连接管道接至池体，连接管道上安装有第一阀门，所述的池体中设置有陶瓷膜，活性炭加药桶的出口经第一加药泵接至池体，第一加药泵与池体连接的管道上安装有第二阀门，活性炭加药桶中安装有第一搅拌器，所述的池体经第三阀门、回收泵接至活性炭收集池，活性炭收集池中安装有第一污泥泵，第一污泥泵接至活性炭加药桶。
[0011]作为优选，所述的陶瓷膜活性炭吸附器中陶瓷膜孔径为1μm，添加的活性炭颗粒大小为800
‑
1000目，确保活性炭颗粒吸附水体中的污染物后，陶瓷膜可以有效截留活性炭颗粒，达到污染物去除的目的。
[0012]作为优选，所述的好氧生物填料系统由纳米曝气设备、第四阀门、好氧反应池、好氧生物填料和曝气头组成，好氧反应池通过第四阀门与陶瓷膜活性炭吸附器中池体的出水口连接，好氧反应池中设置有曝气头和好氧生物填料，曝气头与纳米曝气设备连接，纳米曝气设备还接至池体，好氧反应池中还安装有好氧温度控制器；所述的缺氧生物填料系统由
缺氧反应池、缺氧生物填料和第五阀门组成，缺氧反应池通过第五阀门连接至好氧反应池的出水口，缺氧反应池中设置有缺氧生物填料，缺氧反应池中还安装有缺氧温度控制器。
[0013]作为优选，所述的好氧生物填料、缺氧生物填料采用碳纤维生物填料，具有强力吸附效果、微生物亲和力强、成膜速度快的特点。
[0014]作为优选，所述的同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷方法，其特征在于，包括以下步骤：
①
受污染水体进入陶瓷膜
‑
活性炭吸附系统，陶瓷膜内的活性炭颗粒吸附水体中难降解有机物、可溶性有机物和重金属污染物，陶瓷膜孔径小于活性炭颗粒粒径，截留吸附污染物活性炭颗粒，使水体透过，降低水体COD等污染物浓度；
②
受污染水体经过陶瓷膜
‑
活性炭吸附系统处理后，进入生物填料系统；受污染水体进入生物填料系统后首先经过好氧反应池，将受污染水体中的氨氮转化为硝酸盐氮，同时去除剩余有机物；然后受污染水体进入缺氧反应池，在缺氧反应池内，微生物利用剩余有机物进行异养反硝化，去除部分硝酸盐氮，同时去除水体中的有机物；
③
受污染水体经过生物填料系统后，进入同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统；受污染水体首先经过同步脱硫反硝化系统，系统中经过筛选的同步脱硫反硝化细菌以硫化铁作为电子供体，将硫化铁转化为Fe
2+
和硫酸根离子，以硝酸盐氮作为电子受体，将硝酸盐氮转化为氮气，完成脱氮过程，同时Fe
2+
和PO
43
‑
生成Fe3(PO4)2沉淀，去除部分磷酸盐，降低受污染水体总磷浓度；受污染水体经过同步脱硫反硝化系统完成脱氮过程后，进入电化学除磷系统，电化学除磷系统正/负极分别为铁/铝电极，系统正极发生氧化反应，由Fe生成Fe
2+
，系统负极发生还原反应，由H2O生成OH
‑
和H2；受污染水体中的PO
43
‑
和Fe
2+
生成Fe3(PO4)2沉淀，同时Fe
2+
和OH
‑
生成Fe(OH)2絮凝物，去除水体中的可溶性有机磷和磷酸盐，同时加入PAM强化絮凝效果，最终完成受污染水体中磷元素的去除。2.根据权利要求1所述的一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷方法，其特征在于，所述的步骤
①
中的陶瓷膜
‑
活性炭吸附系统中的活性炭颗粒吸附饱和后，进入活性炭回收利用系统进行再生，然后重新进入陶瓷膜
‑
活性炭吸附系统中，重新利用。3.根据权利要求1所述的一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷方法，其特征在于，所述的步骤
③
受污染水体经过沉淀，最终处理完成的水体根据需求排放，污泥进行脱水处理后外运。4.一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统，其特征在于，包括陶瓷膜
‑
活性炭吸附系统、生物填料系统和同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统和温度控制系统(10)，所述的陶瓷膜
‑
活性炭吸附系统由进水系统(1)、陶瓷膜
‑
活性炭吸附器(2)、活性炭加药系统(3)和活性炭回收利用系统(4)组成，所述的生物填料系统由好氧生物填料系统(5)和缺氧生物填料系统(6)组成，所述的同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统由同步脱硫反硝化系统(7)、电化学除磷系统(8)和沉淀系统(9)组成，所述的温度控制系统(10)由温度控制中心(10
‑
1)、好氧温度控制器(10
‑
2)、缺氧温度控制器(10
‑
3)和脱硫反硝化温度控制器(10
‑
4)组成；进水系统(1)与陶瓷膜
‑
活性炭吸附器(2)相连接，活性炭加药系统(3)与陶瓷膜
‑
活性炭吸附器(2)相连通，活性炭回收利用系统(4)与陶瓷膜
‑
活性炭吸附器(2)相连接，陶瓷膜
‑
活性炭吸附器(2)的出水口与好氧生物填料系统(5)的进水口相连接，好氧生物填料系统(5)的出水口与缺氧生物填料系统(6)的进水口相连通，缺氧生物填料系统(6)的出水口与同步脱硫反硝化系统(7)相连通，同步脱硫反硝化系统(7)与电化学除磷系统(8)相连通，电化学除磷系统(8)与沉淀系统(9)相连通；所述的好氧生物填料系统(5)、缺氧生物填料系统(6)、同步脱硫反硝化系统(7)中分别安装有好氧温度控制器(10
‑
2)、缺氧温度控制器(10
‑
3)、脱硫反硝化温度控制器(10
‑
4)，好氧温度控制器(10
‑
2)、缺氧温度控制器(10
‑
3)、脱硫
反硝化温度控制器(10
‑
4)均接至温度控制中心(10
‑
1)。5.根据权利要求4所述的一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统，其特征在于，所述的进水系统(1)包括有格栅(1
‑
1)、进水管道(1
‑
2)、加压提升泵(1
‑
3)、第一阀门(1
‑
4)和连接管道(1
‑
5)，陶瓷膜
‑
活性炭吸附器(2)包括有池体(2
‑
1)和陶瓷膜(2
‑
2)，活性炭加药系统(3)由活性炭加药桶(3
‑
1)、第一搅拌器(3
‑
2)、第一加药泵(3
‑
3)和第二阀门(3
‑
4)组成，活性炭回收利用系统(4)由第三阀门(4
‑
1)、回收泵(4
‑
2)、活性炭收集池(4
‑
3)和第一污泥泵(4
‑
4)组成；格栅(1
‑
1)安装在进水系统(1)的进水口处，进水口经进水管道(1
‑
2)接至加压提升泵(1
‑
3)的进口，加压提升泵(1
‑
3)的出口经连接管道(1
‑
5)接至池体(2
‑
1)，连接管道(1
‑
5)上安装有第一阀门(1
‑
4)，所述的池体(2
‑
1)中设置有陶瓷膜(2
‑
2)，陶瓷膜
‑
活性炭吸附器(2)中陶瓷膜(2
‑
2)孔径为1μm，添加的活性炭颗粒大小为800
‑
1000目；活性炭加药桶(3
‑
1)的出口经第一加药泵(3
‑
3)接至池体(2
‑
1)，第一加药泵(3
‑
3)与池体(2
‑
1)连接的管道上安装有第二阀门(3
‑
4)，活性炭加药桶(3
‑
1)中安装有第一搅拌器(3
‑
2)，所述的池体(2
‑
1)经第三阀门(4
‑
1)、回收泵(4
‑
2)接至活性炭收集池(4
‑
3)，活性炭收集池(4
‑
3)中安装有第一污泥泵(4
‑
4)，第一污泥泵(4
‑
4)接至活性炭加药桶(3
‑
1)。6.根据权利要求4所述的一种同步脱硫反硝化脱氮耦合电化学除磷系统，其特征在于，所述的好氧生物填料系统(5)由纳米曝气设备(5
‑
1)、第四阀门(5
‑
2)、好氧反应池(5
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张彪，
申请(专利权)人：北京环域生态环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：