[发明专利]基于碳捕捉能源回收和用于脱氮的污水处理系统及工艺

说明书

本发明的基于碳捕捉能源回收和用于脱氮的污水处理系统，包括厌氧MBR池、硝化池、缺氧池、深度曝气池、沉淀池、污水浓缩池、污泥脱水池、气体收集装置和电能转换装置。污水中有机物在厌氧MBR池中转化为生物气，一部分用于厌氧池中反硝化所需的碳源和MBR膜的反冲洗气体，另一部分由气体收集装置收集起来然后由电能转换装置转化为电能；硝化池发生硝化反应将氨氮转化为硝态氮，在缺氧池发生反硝化反应将硝态氮转化为氮气，由于将污水中大量的有机物转化为有用的生物气和电能，应用于自身的系统实现能源自给，从而节省能量，两级好氧池反应速率较厌氧池和缺氧池快，加快了污水处理效率，节省了污水处理时间。

技术领域

本发明涉及一种污水处理系统及工艺，更具体的说，尤其涉及一种基于碳捕捉能源回收和用于脱氮的污水处理系统及工艺。

背景技术

有些废水如垃圾填埋场渗滤液、畜禽养殖废水等，污水中有机物的含量很高，到达几千甚至上万，其中的能量价值不容忽视，如果使用传统污水处理方法直接将有机物处理掉会造成资源浪费。将废水中的有机物转化为生物气收集起来再利用于它本身的污水处理系统，既可以实现能源自给，又节省了外来资源的使用。AnMBR膜是近年来比较受关注的污水处理新技术，它利用膜的截留功能，将污泥截留在厌氧池内，而将污水抽出，这样可以使厌氧池中污泥浓度保持在较高的水平而加快反应速率，缩短水力停留时间。对传统厌氧缺氧好氧的AAO工艺进行改造，改为好氧缺氧好氧的两级好氧处理，节省了污水处理时间，从而大大减少了水力停留时间，提高了污水处理效率。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种基于碳捕捉能源回收和用于脱氮的污水处理系统及工艺。

本发明的基于碳捕捉能源回收和用于脱氮的污水处理系统，包括厌氧MBR池、硝化池、缺氧池、深度曝气池、沉淀池、污泥浓缩池、污泥脱水池、气体收集装置和电能转换装置，厌氧MBR池中设置有MBR膜组件，厌氧MBR池和缺氧池均为厌氧环境；厌氧MBR池、硝化池和深度曝气池中均设置有曝气装置，硝化池和深度曝气池为好氧环境，厌氧MBR池上设置有污水进口；其特征在于：MBR膜组件的出水口经泵与硝化池相连通，硝化池的出水口与缺氧池的进水口相连通，缺氧池的出水口与深度曝气池的进水口相通，深度曝气池的出水口与沉淀池的进水口相通；厌氧MBR池中消化反应产生的生物气经管路通入气体收集装置和缺氧池中，气体收集装置将生物气送入电能转换装置进行发电，进入缺氧池的生物气作为反硝化作用的碳源；电能转换装置产生的电能作为硝化池和深度曝气池中曝气和搅拌装置的电能来源；

沉淀池中的上清液经其上部的溢流堰排出，沉淀池的底部经污泥管线与硝化池和污泥浓缩池相通，污泥浓缩池的上部经管线与厌氧MBR池相通，以便污泥浓缩池的上清液回流至厌氧MBR池；污泥浓缩池经污泥管线与污泥脱水池相连通，厌氧MBR池与污泥浓缩池之间设置有双向污泥管路，以实现厌氧MBR池中污泥排入至污泥浓缩池，以及污泥浓缩池中污泥至厌氧MBR池的回流。

本发明的基于碳捕捉能源回收和用于脱氮的污水处理系统，包括用于向厌氧MBR池中加入除磷剂的加药装置；所述厌氧MBR池中设置有对MBR膜组件进行冲洗的反冲洗装置，反冲洗装置的气体来源为厌氧MBR池中产生的生物气。

本发明的基于碳捕捉能源回收和用于脱氮的污水处理系统的污水处理工艺，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).厌氧消化反应，污水首先进入厌氧MBR池，厌氧MBR池为严格的厌氧环境，适合甲烷菌的生长，厌氧MBR池发生厌氧消化反应，将污水中的有机物转化为生物气，从而去除污水中的有机物；厌氧MBR池反应完的出水经泵抽至硝化池中；

b).生物气的发电、冲洗和碳源之用，厌氧MBR池中产生的生物气一部分进入缺氧池作为反硝化作用的碳源，一部分作为MBR膜组件的反冲洗，其余的生物气则由气体收集装置收集起来，送至电能转换装置中转化为电能，产生的电能作为硝化池和深度曝气池中的搅拌和曝气之用，实现能源自给；