高校實(shí)驗(yàn)室污水處理設(shè)備工藝解說

高校實(shí)驗(yàn)室污水處理設(shè)備工藝解說

學(xué)校實(shí)驗(yàn)室污水處理設(shè)備調(diào)試目的及步驟

（1）調(diào)試目的 廢水處理站調(diào)試與測試的目的主要有以下幾方面：

1）排查設(shè)備故障：對各工藝設(shè)備、自控儀表系統(tǒng)進(jìn)行單元調(diào)試與測試，排查故障（包括隱形故障）, 為污水處理站的正常投產(chǎn)奠定基礎(chǔ)；

2）完成系統(tǒng)的啟動任務(wù)：調(diào)試完畢即意味著污水處理站可以進(jìn)行正式運(yùn)行；

3）優(yōu)化工藝運(yùn)行參數(shù)：根據(jù)實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)水量情況，對系統(tǒng)工況作合理調(diào)整，使污水處理站真正做到高效率運(yùn)行；

4）進(jìn)一步培訓(xùn)操作人員，使操作人員結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，能熟練掌握本崗位操作技能，能排除常見故障；

5）積累該廢水站運(yùn)行參數(shù)，為污水站日后正式運(yùn)行積累基本數(shù)據(jù)并奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（2） 調(diào)試步驟 整個調(diào)試步驟分為以下幾個過程：

1）單項(xiàng)調(diào)試；

2）清水聯(lián)動調(diào)試；

3）生產(chǎn)聯(lián)動調(diào)試。

高校實(shí)驗(yàn)室污水處理設(shè)備工藝解說

設(shè)計(jì)原則

1 采用**工藝，新型設(shè)備，減少投資，節(jié)省能耗，降低運(yùn)行費(fèi)用；

2 要求工藝和設(shè)備布置合理，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積?。?/span>

3 操作維護(hù)管理方便、技術(shù)要求簡單，宜于長期使用。生物載體填料

學(xué)校實(shí)驗(yàn)室污水處理設(shè)備生物載體填料主要特點(diǎn)如下：

(1)、用優(yōu)質(zhì)的聚烯類各聚酰胺中的幾種耐腐、耐溫、耐老化的優(yōu)質(zhì)品種為材料，混合以親水、吸附、抗熱氧等助劑，長時間浸泡在廢水中不會降解，也不會有對微生物有毒害作用的物質(zhì)溶出，**采用其它諸如聚氯乙烯等材質(zhì)。

優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)，**強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力，高效的較新速度，雄厚的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，傲嬌的客戶體驗(yàn)，高性價(jià)比、高回報(bào)，**強(qiáng)的生產(chǎn)設(shè)備。

(2)、采用特殊的拉絲，絲條制毛工藝，將絲條插固于耐腐的中心繩上，制成了懸掛式立體彈性填料單體，填料在有效區(qū)域內(nèi)能立體*均勻舒展?jié)M布，使水、氣、生物膜得到充分接觸交換，生物膜不僅能均勻地著床于每一絲條上，保持良好的生物活性和空隙可變性，而且能在運(yùn)行過程中獲得越來越大的比表面積，又能進(jìn)行良好的新陳代謝。

(3)、高的比表面積，普通微生物填料比表面積為90-180 m2/m3，生物載體填料單面的比表面積可達(dá)320 m2/m3，雙面比表面積高達(dá)640m2/m3，由于具有高的比表面積，則單位容積內(nèi)生物量就高，可以達(dá)到水力停留時間短的目的。

(4)、微生物的高活性。在填料的表面生長的微生物膜由于填料流化碰撞、曝氣沖刷使微生物處于高活性的對數(shù)增長期，處理效率高。

(5)、填料為懸掛型，更換方便，使用壽命長達(dá)10年以上。

(6)、填料內(nèi)部生長厭氧菌，產(chǎn)生反硝化作用，可以脫氮；外部生長好氧菌，進(jìn)行好氧分解**物。所以同步存在著硝化與反硝化作用。

1.一種膜過濾耦合單室斜板多陽極剩余污泥微生物燃料電池裝置，其特征在于，膜過濾耦合單室斜板多陽極剩余污泥微生物燃料電池裝置底部為厭氧區(qū)污泥(2)，碳?xì)株枠O(3)置于厭氧區(qū)污泥(2)中，中部放置斜板陽極(4)，碳?xì)株枠O(3)和斜板陽極(4)通過導(dǎo)線相連構(gòu)成多陽極;碳?xì)株帢O(9)懸浮在上清液中，上層暴露在空氣中作為空氣陰極;陽極和空氣陰極通過外接電線(7)相連并且連接一個外電阻(6)，中空纖維膜組件(10)放置在上清液中，靠近陰極位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膜過濾耦合單室斜板多陽極剩余污泥微生物燃料電池裝置，其特征在于，所述的斜板陽極(4)以60°角傾斜布置。

說明書

膜過濾耦合單室斜板多陽極剩余污泥微生物燃料電池裝置

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及剩余污泥處理及中水回用技術(shù)，特別涉及應(yīng)用單室斜板多陽極微生物燃料電池同步實(shí)現(xiàn)污泥減量化和能源回收，并完成膜過濾的剩余污泥及污水處理方法。

背景技術(shù)

目前，世界上**過90%的城市污水處理廠釆用活性污泥法或者生物膜法，在處理過程中產(chǎn)生大量的剩余污泥。現(xiàn)有污水處理廠處理污泥常用做法是經(jīng)濃縮、脫水和穩(wěn)定化后再用于填海、焚燒或土地利用等。但污水處理廠污泥量大、含水率高、成分復(fù)雜且易腐爛，污泥處理過程能耗高、投入大，導(dǎo)致大量未經(jīng)處理的污泥任意堆放或簡單填埋，不但對環(huán)境造成污染，還浪費(fèi)污泥中的有用資源。剩余污泥**物含量高，是一種潛在的生物質(zhì)能源，可采用厭氧消化工藝從污泥中提取生物質(zhì)能產(chǎn)生沼氣后用于發(fā)電。但消化池需要控制溫度范圍在30-35℃，能耗較高，而且沼氣轉(zhuǎn)化成電能過程中存在較高的能量損失。所以，在常溫常壓條件下，直接從污泥中利用**質(zhì)產(chǎn)電，將是一種較為有效的能源利用方式。

剩余污泥微生物燃料電池(SMFC)能夠直接從剩余污泥中提取生物質(zhì)能，單室運(yùn)行，*質(zhì)子交換膜，在產(chǎn)生電能的同時完成污泥減量。SMFC的陽極通常浸沒于在反應(yīng)器底部的污泥中，陰極置于反應(yīng)器上部上清液中。產(chǎn)電微生物將氧化沉積物中的**物所產(chǎn)生電子傳遞到陽極，電子通過外電路到達(dá)陰極，與陰極區(qū)溶解氧和從陽極區(qū)傳遞到陰極的質(zhì)子結(jié)合生成水，從而將**污染物去除和能量回收同步完成。因此若將剩余污泥微生物燃料電池與沉淀池結(jié)合，則可以在常溫常壓條件下，減少剩余污泥產(chǎn)量并產(chǎn)生電能。

SMFC的陽極通常置于底部，但在沉淀池的中部也有豐富的生物質(zhì)能。同時沉淀池的主要功能是在污水處理廠生物處理單元后用于固液分離，斜板沉淀池利用淺池理論可以提高固液分離效率和效能。如果利用沉淀池底部厭氧環(huán)境，依據(jù)剩余污泥微生物燃料電池產(chǎn)電原理對沉淀池進(jìn)行改造，并根據(jù)淺池理論在沉淀池設(shè)置斜板陽極，則可同步完成污泥固液分離、減量化并同時利用沉淀池底部及中部**質(zhì)產(chǎn)能，可望大幅度降低剩余污泥處理復(fù)雜性，減少污水處理廠占地面積、投資以及運(yùn)行成本。

二沉池出水水質(zhì)通常無法滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)，城市污水處理廠需另設(shè)深度處理工藝。膜過濾技術(shù)可提供可靠優(yōu)良出水水質(zhì)，但膜污染會降低產(chǎn)水效率，增加操作復(fù)雜度。在由二沉池改造的剩余污泥微生物燃料電池陰極設(shè)置膜組件過濾出水，將不僅可提高出水水質(zhì)，還可以利用陰極排斥荷負(fù)電活性污泥，可以有效減輕膜污染，延長膜組件使用壽命，減少維護(hù)費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是設(shè)計(jì)膜分離耦合單室斜板多陽極微生物燃料電池，同步完成污水處理廠污泥固液分離、減量化并產(chǎn)能，同時提高沉淀池出水水質(zhì)。在沉淀池底部污泥中設(shè)置碳?xì)株枠O，利用污泥中**質(zhì)產(chǎn)電;沉淀池中部設(shè)置斜板陽極，提高沉淀效率的同時，利用上清液**質(zhì)產(chǎn)電。在沉淀池液面設(shè)置陰極，陰極附近安置膜過濾組件，提高沉淀池出水水質(zhì)，且借助陰極對于荷負(fù)電污染物的排斥作用，以及斜板的阻擋作用，能夠阻止部分污泥顆粒上浮，都可以減輕膜污染。

斜板多陽極微生物燃料電池是由淺池理論設(shè)計(jì)的斜板沉淀池進(jìn)行升級改造的。斜板沉淀池可顯著提高沉淀效率，板距為30-50mm的上向流斜板沉淀池，其理論效率可達(dá)平流沉淀池的7-10倍，因?yàn)樾卑逯g的水流為層流狀態(tài)，即水力半徑小，較利于沉淀分離。本發(fā)明中的斜板陽極不僅可以增加沉淀效率，還能夠增加陽極面積，利用沉淀池中部豐富**質(zhì)，提高產(chǎn)電效能并有效阻止污泥上浮，提高出水水質(zhì)。同時斜板陽極利用板面沉積物產(chǎn)電，還同步解決斜板表面積泥問題，避免斜板間堵塞阻礙水流和質(zhì)子傳遞。

沉淀池出水水質(zhì)已經(jīng)無法滿足越來越嚴(yán)格的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。膜生物反應(yīng)器借助膜過濾可以獲得可靠的出水水質(zhì)，但膜組件置于活性污泥中，膜污染嚴(yán)重，需要頻繁的反沖洗或者曝氣沖刷，能耗較高。本申請中，膜組件安置在靠近陰極位置，借助陰極的負(fù)電性排斥荷負(fù)電活性污泥，可有效減輕膜污染。同時在沉淀池中安裝的斜板陽極可以有效阻擋污泥顆粒上浮，也可以減輕膜污染，因此在不增加能耗的條件下，有望獲得穩(wěn)定可靠的出水水質(zhì)。