CN206328284U - 一种污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种污水处理系统，包括A2O工艺单元，A2O工艺单元耦合连接有微生物燃料电池单元，A2O工艺单元通过管道分别连接有消毒池和污泥处理单元，污泥处理单元通过管道连接有热电联产装置。本实用新型的一种污水处理系统，将微生物燃料电池单元与A2O工艺单元相结合进行污水处理，在处理污水的同时产生电能并通过蓄电池将电能收集起来，以供其他处理单元使用；污泥处理单元对污泥进行厌氧消化，产生的沼气通过热电联产装置发电，产生的电能供污水厂的各处理单元使用。如此，该污水处理工艺便可实现能量自给。

Description

一种污水处理系统

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理系统。

背景技术

1984年，中国第一座大型城市污水处理厂在天津建成并投入运行，此后三十年，中国城市污水处理事业快速发展，取得了巨大成就，为遏制水污染加剧的态势发挥了关键作用。但一路走来，中国污水处理事业也不乏遗憾和隐患。从顶层设计到具体实践中可持续发展理念的缺位，导致行业的短视、粗放、混乱，甚至劣质，与经济、社会对污水处理可持续发展的需求相比，已经呈现了多种不适应，未来挑战依然严峻。从世界范围看，污水处理正处于重大变革的前夜，城市污水处理厂将由单纯污染物削减，转变为资源、能源工厂，相关政策、标准、技术、实践等正在广泛而深刻地变革。而这些，尤其是降低污水厂对外部能量消耗，提高能量自给率，将是中国污水处理未来发展必须重视的新方向。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种污水处理系统，解决了现有的污水处理系统能量不能有效自给的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种污水处理系统，包括A2O工艺单元，A2O工艺单元耦合连接有微生物燃料电池单元，A2O工艺单元通过管道分别连接有消毒池和污泥处理单元，污泥处理单元通过管道连接有热电 联产装置。

本实用新型的特点还在于，

A2O工艺单元包括污水提升泵房，污水提升泵房内设置有污水提升泵，污水提升泵通过管道依次连接有沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池，好氧池内的底部设置有微孔曝气装置，好氧池的底部还设置有回流口，回流口通过管道连接有硝化液回流泵，硝化液回流泵通过管道连接至缺氧池，沉淀池的底部还设置有排污口，排污口通过管道连接有污泥泵，污泥泵通过管道分别连接至厌氧池和污泥处理单元。

厌氧池与缺氧池之间的连接管道设置为两段且两段管道通过法兰连接，缺氧池与好氧池之间的连接管道设置为两段且两端管道通过法兰连接，法兰内均设置有质子交换膜。

微生物燃料电池单元包括第一碳毡电极、第二碳毡电极和第三碳毡电极，第一碳毡电极、第二碳毡电极和第三碳毡电极分别设置在厌氧池、缺氧池和好氧池内，第一碳毡电极和第二碳毡电极通过导线共同连接有第一蓄电池，第一碳毡电极和第三碳毡电极通过导线共同连接有第二蓄电池。

污泥处理单元包括与污泥泵连接的污泥浓缩池，污泥浓缩池通过管道依次连接有厌氧消化池和污泥脱水车间，厌氧消化池还通过管道连接热电联产装置。

污水提升泵房内设置有超声液位计，超声液位计通过导线连接有中控系统，中控系统通过导线连接污水提升泵。

厌氧池、缺氧池和好氧池中均设置有在线监测计，在线监测计均通过导线与中控系统相连接，中控系统通过导线分别连接硝化液回流泵、污泥泵和 微孔曝气装置。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种污水处理系统，将微生物燃料电池单元与A2O工艺单元相结合进行污水处理，在处理污水的同时产生电能并通过蓄电池将电能收集起来，以供其他处理单元使用；污泥处理单元对污泥进行厌氧消化，产生的沼气通过热电联产装置发电，产生的电能供污水厂的各处理单元使用。如此，该污水处理工艺便可实现能量自给。

附图说明

图1是本实用新型的一种污水处理系统的结构示意图。

图中，1.污水提升泵房，2.超声液位计，3.沉砂池，4.中控系统，5.第一蓄电池，6.在线检测计，7.厌氧池，8.第一碳毡电极，9.法兰，10.第二碳毡电极，11.缺氧池，12.好氧池，13.第三碳毡电极，14.第二蓄电池，15.沉淀池，16.消毒池，17.硝化液回流泵，18.污泥泵，19.污泥浓缩池，20.微孔曝气装置，21.厌氧消化池，22.外加碳源，23.热电联产装置，24.污泥脱水车间，25.污水提升泵。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供了一种污水处理系统，如图1所示，包括A2O工艺单元，A2O工艺单元耦合连接有微生物燃料电池单元，A2O工艺单元通过管道分别连接有消毒池16和污泥处理单元，污泥处理单元通过管道连接有热电联产装置23。

A2O工艺单元包括污水提升泵房1，污水提升泵房1内设置有污水提升泵25，污水提升泵25通过管道依次连接有沉砂池3、厌氧池7、缺氧池11、 好氧池12和沉淀池15，好氧池12内的底部设置有微孔曝气装置20，好氧池12的底部还设置有回流口，回流口通过管道连接有硝化液回流泵17，硝化液回流泵17通过管道连接至缺氧池11，沉淀池15的底部还设置有排污口，排污口通过管道连接有污泥泵18，污泥泵18通过管道分别连接至厌氧池7和污泥处理单元。

厌氧池7与缺氧池11之间的连接管道设置为两段且两段管道通过法兰9连接，缺氧池11与好氧池12之间的连接管道设置为两段且两端管道通过法兰9连接，法兰9内均设置有质子交换膜。

微生物燃料电池单元包括第一碳毡电极8、第二碳毡电极10和第三碳毡电极13，第一碳毡电极8、第二碳毡电极10和第三碳毡电极13分别设置在厌氧池7、缺氧池11和好氧池12内，第一碳毡电极8和第二碳毡电极10通过导线共同连接有第一蓄电池5，第一碳毡电极8和第三碳毡电极13通过导线共同连接有第二蓄电池14。

污泥处理单元包括与污泥泵18连接的污泥浓缩池19，污泥浓缩池19通过管道依次连接有厌氧消化池21和污泥脱水车间24，厌氧消化池21还通过管道连接热电联产装置23。

污水提升泵房1内设置有超声液位计2，超声液位计2通过导线连接有中控系统4，中控系统4通过导线连接污水提升泵25。

厌氧池7、缺氧池11和好氧池12中均设置有在线监测计6，在线监测计6均通过导线与中控系统4相连接，中控系统4通过导线分别连接硝化液回流泵17、污泥泵18和微孔曝气装置20。

基于曲久辉等六位环境领域专家于2013年提出中国污水处理概念厂的 概念，并成立了中国城市污水处理概念厂专家委员会，希望以此融通各方智慧和共识、启迪创新和创造，引领中国污水处理事业的升级发展。污水处理概念厂的追求的目标是：水质永续、能量自给、资源回收、环境友好。概念厂的建设将大幅提高污水处理厂能源自给率，减少对外部能量及化学品的依赖与消耗。按照六位专家的设想，在未来四年内将建成我国第一座污水处理概念厂，因此概念厂工艺流程的设计选择迫在眉睫。在概念厂的众多功能中，低能耗甚至能源自给将是一大亮点，微生物燃料电池的出现为我们利用污水中潜在能量，提高能量自给率提供了一种可行的思路与方法。微生物燃料电池是以微生物为催化剂将化学能直接转化成电能的装置，在净化污水的同时又能够将污水中潜在的生物能转化为电能加以利用，能有效降低污水厂对外部能量消耗，提高能量自给率。

工作时，污水进入污水提升泵房1中后，超声液位计2会将泵房中水位的变化情况反馈到中控系统4，中控系统4会自动优化潜水变频泵的运行，降低提升泵的能耗。污水经污水提升泵25的作用进入到沉砂池3中，在流经沉砂池3的过程中，污水中较大的颗粒物质会在沉砂池3中沉淀下来，通过底部排泥设施排出，大颗粒物质的去除能有效以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。污水进入厌氧室7后，水中的部分有机物会在该被微生物分解并释放电子，通过碳毡电极和导线，电能将会被储存在蓄电池中；当水流进入缺氧池11后，在缺氧池11中反硝化细菌的作用下污水中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮会发生反硝化作用，被转化为氮气而去除；最后在好氧池12中硝化细菌的作用下水中的氨氮会发生硝化作用，被转化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮。同时，水中的绝大部分有机物将会在好氧池12中微生物的作用下被彻底分解为二氧化碳和水而去除；好氧池12出水一部分经过硝化液回流泵 回流到缺氧池11，水中残留的有机物可作为反硝化电子供体进一步去除，另一部分进入到沉淀池15进行泥水分离后，在进入消毒池16经过紫外消毒后排入市政管网，消毒池16使用紫外线进行消毒处理，可以避免对化学药的依赖。厌氧池7-缺氧池11，厌氧池7-好氧池12组成的微生物燃料电池单元会将产生的电能通过导线收集储存于蓄电池中，储存的电能可以用于污水处理的其他单元。三个反应器中的温室气体在线检测计6可以实时在线监测温室气体的排放情况并传输到中控系统4，当排放量增大时可以自动调整好氧池12的曝气量，硝化液回流量等来减少温室气体的排放量。沉淀池15底部的污泥通过污泥泵18部分回流到厌氧室7，以确保系统能够维持高效、稳定的生物化学反应；另一部分剩余污泥进入污泥浓缩池19进行重力浓缩。经过浓缩后的污泥将会进入厌氧消化池21，在厌氧微生物的作用下进行厌氧消化，在此过程中产生的沼气通过管道进入热电联产装置23发电，热电联产装置23主要包括沼气发电装置和热回收装置，沼气在发电装置中燃烧并通过汽轮机转动将动能转化为电能，产生的电能用于污水厂其他处理单元的电能消耗；热回收装置将发电装置多余的热能回收并用于厌氧污泥的加热，以保证足够的沼气产量。消化后的污泥再进入污泥脱水间24机械脱水，当污泥的含水量下降后在进一步进行堆肥等资源化利用。当产生的电能不能够满足处理工艺的电能需求时，可以向污泥消化池中添加一定的外加碳源22(如厨余垃圾等)，以提高沼气的产量。

通过上述方式，本实用新型的一种污水处理系统通过将微生物燃料电池单元与A2O工艺单元相结合进行污水处理，在处理污水的同时产生电能并通过蓄电池将电能收集起来，以供其他处理单元使用；污泥处理单元对污泥进行厌氧消化，产生的沼气通过热电联产装置发电，产生的电能供污水厂的 各处理单元使用。如此，该污水处理工艺便可实现能量自给；中控系统通过调节曝气量，污泥回流量，硝化液回流量等，可以实现污水厂能耗的降低和减少温室气体的排放量。

Claims (7)

1.一种污水处理系统，其特征在于，包括A2O工艺单元，A2O工艺单元耦合连接有微生物燃料电池单元，A2O工艺单元通过管道分别连接有消毒池(16)和污泥处理单元，污泥处理单元通过管道连接有热电联产装置(23)。

2.如权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述A2O工艺单元包括污水提升泵房(1)，污水提升泵房(1)内设置有污水提升泵(25)，污水提升泵(25)通过管道依次连接有沉砂池(3)、厌氧池(7)、缺氧池(11)、好氧池(12)和沉淀池(15)，所述好氧池(12)内的底部设置有微孔曝气装置(20)，所述好氧池(12)的底部还设置有回流口，回流口通过管道连接有硝化液回流泵(17)，硝化液回流泵(17)通过管道连接至所述缺氧池(11)，所述沉淀池(15)的底部还设置有排污口，排污口通过管道连接有污泥泵(18)，污泥泵(18)通过管道分别连接至所述厌氧池(7)和所述污泥处理单元。

3.如权利要求2所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述厌氧池(7)与缺氧池(11)之间的连接管道设置为两段且两段管道通过法兰(9)连接，缺氧池(11)与好氧池(12)之间的连接管道设置为两段且两端管道通过法兰(9)连接，法兰(9)内均设置有质子交换膜。

4.如权利要求2所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述微生物燃料电池单元包括第一碳毡电极(8)、第二碳毡电极(10)和第三碳毡电极(13)，第一碳毡电极(8)、第二碳毡电极(10)和第三碳毡电极(13)分别设置在所述厌氧池(7)、缺氧池(11)和好氧池(12)内，第一碳毡电极(8)和第二碳毡电极(10)通过导线共同连接有第一蓄电池(5)，第一碳毡电极(8)和第三碳毡电极(13)通过导线共同连接有第二蓄电池(14)。

5.如权利要求2所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述污泥处理单元包括与所述污泥泵(18)连接的污泥浓缩池(19)，污泥浓缩池(19)通过管道依次连接有厌氧消化池(21)和污泥脱水车间(24)，所述厌氧消化池(21)还通过管道连接所述热电联产装置(23)。

6.如权利要求2所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述污水提升泵房(1)内设置有超声液位计(2)，超声液位计(2)通过导线连接有中控系统(4)，中控系统(4)通过导线连接所述污水提升泵(25)。

7.如权利要求6所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述厌氧池(7)、缺氧池(11)和好氧池(12)中均设置有在线监测计(6)，在线监测计(6)均通过导线与所述中控系统(4)相连接，中控系统(4)通过导线分别连接所述硝化液回流泵(17)、污泥泵(18)和微孔曝气装置(20)。