本實用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污水處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1984年，中國第一座大型城市污水處理廠在天津建成并投入運行，此后三十年，中國城市污水處理事業(yè)快速發(fā)展，取得了巨大成就，為遏制水污染加劇的態(tài)勢發(fā)揮了關(guān)鍵作用。但一路走來，中國污水處理事業(yè)也不乏遺憾和隱患。從頂層設(shè)計到具體實踐中可持續(xù)發(fā)展理念的缺位，導(dǎo)致行業(yè)的短視、粗放、混亂，甚至劣質(zhì)，與經(jīng)濟(jì)、社會對污水處理可持續(xù)發(fā)展的需求相比，已經(jīng)呈現(xiàn)了多種不適應(yīng)，未來挑戰(zhàn)依然嚴(yán)峻。從世界范圍看，污水處理正處于重大變革的前夜，城市污水處理廠將由單純污染物削減，轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源、能源工廠，相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、實踐等正在廣泛而深刻地變革。而這些，尤其是降低污水廠對外部能量消耗，提高能量自給率，將是中國污水處理未來發(fā)展必須重視的新方向。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種污水處理系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的污水處理系統(tǒng)能量不能有效自給的問題。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種污水處理系統(tǒng)，包括A2O工藝單元，A2O工藝單元耦合連接有微生物燃料電池單元，A2O工藝單元通過管道分別連接有消毒池和污泥處理單元，污泥處理單元通過管道連接有熱電 聯(lián)產(chǎn)裝置。

本實用新型的特點還在于，

A2O工藝單元包括污水提升泵房，污水提升泵房內(nèi)設(shè)置有污水提升泵，污水提升泵通過管道依次連接有沉砂池、厭氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池，好氧池內(nèi)的底部設(shè)置有微孔曝氣裝置，好氧池的底部還設(shè)置有回流口，回流口通過管道連接有硝化液回流泵，硝化液回流泵通過管道連接至缺氧池，沉淀池的底部還設(shè)置有排污口，排污口通過管道連接有污泥泵，污泥泵通過管道分別連接至厭氧池和污泥處理單元。

厭氧池與缺氧池之間的連接管道設(shè)置為兩段且兩段管道通過法蘭連接，缺氧池與好氧池之間的連接管道設(shè)置為兩段且兩端管道通過法蘭連接，法蘭內(nèi)均設(shè)置有質(zhì)子交換膜。

微生物燃料電池單元包括第一碳?xì)蛛姌O、第二碳?xì)蛛姌O和第三碳?xì)蛛姌O，第一碳?xì)蛛姌O、第二碳?xì)蛛姌O和第三碳?xì)蛛姌O分別設(shè)置在厭氧池、缺氧池和好氧池內(nèi)，第一碳?xì)蛛姌O和第二碳?xì)蛛姌O通過導(dǎo)線共同連接有第一蓄電池，第一碳?xì)蛛姌O和第三碳?xì)蛛姌O通過導(dǎo)線共同連接有第二蓄電池。

污泥處理單元包括與污泥泵連接的污泥濃縮池，污泥濃縮池通過管道依次連接有厭氧消化池和污泥脫水車間，厭氧消化池還通過管道連接熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。

污水提升泵房內(nèi)設(shè)置有超聲液位計，超聲液位計通過導(dǎo)線連接有中控系統(tǒng)，中控系統(tǒng)通過導(dǎo)線連接污水提升泵。

厭氧池、缺氧池和好氧池中均設(shè)置有在線監(jiān)測計，在線監(jiān)測計均通過導(dǎo)線與中控系統(tǒng)相連接，中控系統(tǒng)通過導(dǎo)線分別連接硝化液回流泵、污泥泵和 微孔曝氣裝置。

本實用新型的有益效果是：本實用新型的一種污水處理系統(tǒng)，將微生物燃料電池單元與A2O工藝單元相結(jié)合進(jìn)行污水處理，在處理污水的同時產(chǎn)生電能并通過蓄電池將電能收集起來，以供其他處理單元使用；污泥處理單元對污泥進(jìn)行厭氧消化，產(chǎn)生的沼氣通過熱電聯(lián)產(chǎn)裝置發(fā)電，產(chǎn)生的電能供污水廠的各處理單元使用。如此，該污水處理工藝便可實現(xiàn)能量自給。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.污水提升泵房，2.超聲液位計，3.沉砂池，4.中控系統(tǒng)，5.第一蓄電池，6.在線檢測計，7.厭氧池，8.第一碳?xì)蛛姌O，9.法蘭，10.第二碳?xì)蛛姌O，11.缺氧池，12.好氧池，13.第三碳?xì)蛛姌O，14.第二蓄電池，15.沉淀池，16.消毒池，17.硝化液回流泵，18.污泥泵，19.污泥濃縮池，20.微孔曝氣裝置，21.厭氧消化池，22.外加碳源，23.熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，24.污泥脫水車間，25.污水提升泵。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實施方式對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

本實用新型提供了一種污水處理系統(tǒng)，如圖1所示，包括A2O工藝單元，A2O工藝單元耦合連接有微生物燃料電池單元，A2O工藝單元通過管道分別連接有消毒池16和污泥處理單元，污泥處理單元通過管道連接有熱電聯(lián)產(chǎn)裝置23。

A2O工藝單元包括污水提升泵房1，污水提升泵房1內(nèi)設(shè)置有污水提升泵25，污水提升泵25通過管道依次連接有沉砂池3、厭氧池7、缺氧池11、 好氧池12和沉淀池15，好氧池12內(nèi)的底部設(shè)置有微孔曝氣裝置20，好氧池12的底部還設(shè)置有回流口，回流口通過管道連接有硝化液回流泵17，硝化液回流泵17通過管道連接至缺氧池11，沉淀池15的底部還設(shè)置有排污口，排污口通過管道連接有污泥泵18，污泥泵18通過管道分別連接至厭氧池7和污泥處理單元。

厭氧池7與缺氧池11之間的連接管道設(shè)置為兩段且兩段管道通過法蘭9連接，缺氧池11與好氧池12之間的連接管道設(shè)置為兩段且兩端管道通過法蘭9連接，法蘭9內(nèi)均設(shè)置有質(zhì)子交換膜。

微生物燃料電池單元包括第一碳?xì)蛛姌O8、第二碳?xì)蛛姌O10和第三碳?xì)蛛姌O13，第一碳?xì)蛛姌O8、第二碳?xì)蛛姌O10和第三碳?xì)蛛姌O13分別設(shè)置在厭氧池7、缺氧池11和好氧池12內(nèi)，第一碳?xì)蛛姌O8和第二碳?xì)蛛姌O10通過導(dǎo)線共同連接有第一蓄電池5，第一碳?xì)蛛姌O8和第三碳?xì)蛛姌O13通過導(dǎo)線共同連接有第二蓄電池14。

污泥處理單元包括與污泥泵18連接的污泥濃縮池19，污泥濃縮池19通過管道依次連接有厭氧消化池21和污泥脫水車間24，厭氧消化池21還通過管道連接熱電聯(lián)產(chǎn)裝置23。

污水提升泵房1內(nèi)設(shè)置有超聲液位計2，超聲液位計2通過導(dǎo)線連接有中控系統(tǒng)4，中控系統(tǒng)4通過導(dǎo)線連接污水提升泵25。

厭氧池7、缺氧池11和好氧池12中均設(shè)置有在線監(jiān)測計6，在線監(jiān)測計6均通過導(dǎo)線與中控系統(tǒng)4相連接，中控系統(tǒng)4通過導(dǎo)線分別連接硝化液回流泵17、污泥泵18和微孔曝氣裝置20。

基于曲久輝等六位環(huán)境領(lǐng)域?qū)＜矣?013年提出中國污水處理概念廠的 概念，并成立了中國城市污水處理概念廠專家委員會，希望以此融通各方智慧和共識、啟迪創(chuàng)新和創(chuàng)造，引領(lǐng)中國污水處理事業(yè)的升級發(fā)展。污水處理概念廠的追求的目標(biāo)是：水質(zhì)永續(xù)、能量自給、資源回收、環(huán)境友好。概念廠的建設(shè)將大幅提高污水處理廠能源自給率，減少對外部能量及化學(xué)品的依賴與消耗。按照六位專家的設(shè)想，在未來四年內(nèi)將建成我國第一座污水處理概念廠，因此概念廠工藝流程的設(shè)計選擇迫在眉睫。在概念廠的眾多功能中，低能耗甚至能源自給將是一大亮點，微生物燃料電池的出現(xiàn)為我們利用污水中潛在能量，提高能量自給率提供了一種可行的思路與方法。微生物燃料電池是以微生物為催化劑將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置，在凈化污水的同時又能夠?qū)⑽鬯袧撛诘纳锬苻D(zhuǎn)化為電能加以利用，能有效降低污水廠對外部能量消耗，提高能量自給率。

工作時，污水進(jìn)入污水提升泵房1中后，超聲液位計2會將泵房中水位的變化情況反饋到中控系統(tǒng)4，中控系統(tǒng)4會自動優(yōu)化潛水變頻泵的運行，降低提升泵的能耗。污水經(jīng)污水提升泵25的作用進(jìn)入到沉砂池3中，在流經(jīng)沉砂池3的過程中，污水中較大的顆粒物質(zhì)會在沉砂池3中沉淀下來，通過底部排泥設(shè)施排出，大顆粒物質(zhì)的去除能有效以保護(hù)管道、閥門等設(shè)施免受磨損和阻塞。污水進(jìn)入?yún)捬跏?后，水中的部分有機(jī)物會在該被微生物分解并釋放電子，通過碳?xì)蛛姌O和導(dǎo)線，電能將會被儲存在蓄電池中；當(dāng)水流進(jìn)入缺氧池11后，在缺氧池11中反硝化細(xì)菌的作用下污水中的硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮會發(fā)生反硝化作用，被轉(zhuǎn)化為氮氣而去除；最后在好氧池12中硝化細(xì)菌的作用下水中的氨氮會發(fā)生硝化作用，被轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮。同時，水中的絕大部分有機(jī)物將會在好氧池12中微生物的作用下被徹底分解為二氧化碳和水而去除；好氧池12出水一部分經(jīng)過硝化液回流泵 回流到缺氧池11，水中殘留的有機(jī)物可作為反硝化電子供體進(jìn)一步去除，另一部分進(jìn)入到沉淀池15進(jìn)行泥水分離后，在進(jìn)入消毒池16經(jīng)過紫外消毒后排入市政管網(wǎng)，消毒池16使用紫外線進(jìn)行消毒處理，可以避免對化學(xué)藥的依賴。厭氧池7-缺氧池11，厭氧池7-好氧池12組成的微生物燃料電池單元會將產(chǎn)生的電能通過導(dǎo)線收集儲存于蓄電池中，儲存的電能可以用于污水處理的其他單元。三個反應(yīng)器中的溫室氣體在線檢測計6可以實時在線監(jiān)測溫室氣體的排放情況并傳輸?shù)街锌叵到y(tǒng)4，當(dāng)排放量增大時可以自動調(diào)整好氧池12的曝氣量，硝化液回流量等來減少溫室氣體的排放量。沉淀池15底部的污泥通過污泥泵18部分回流到厭氧室7，以確保系統(tǒng)能夠維持高效、穩(wěn)定的生物化學(xué)反應(yīng)；另一部分剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池19進(jìn)行重力濃縮。經(jīng)過濃縮后的污泥將會進(jìn)入?yún)捬跸?1，在厭氧微生物的作用下進(jìn)行厭氧消化，在此過程中產(chǎn)生的沼氣通過管道進(jìn)入熱電聯(lián)產(chǎn)裝置23發(fā)電，熱電聯(lián)產(chǎn)裝置23主要包括沼氣發(fā)電裝置和熱回收裝置，沼氣在發(fā)電裝置中燃燒并通過汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動將動能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生的電能用于污水廠其他處理單元的電能消耗；熱回收裝置將發(fā)電裝置多余的熱能回收并用于厭氧污泥的加熱，以保證足夠的沼氣產(chǎn)量。消化后的污泥再進(jìn)入污泥脫水間24機(jī)械脫水，當(dāng)污泥的含水量下降后在進(jìn)一步進(jìn)行堆肥等資源化利用。當(dāng)產(chǎn)生的電能不能夠滿足處理工藝的電能需求時，可以向污泥消化池中添加一定的外加碳源22(如廚余垃圾等)，以提高沼氣的產(chǎn)量。

通過上述方式，本實用新型的一種污水處理系統(tǒng)通過將微生物燃料電池單元與A2O工藝單元相結(jié)合進(jìn)行污水處理，在處理污水的同時產(chǎn)生電能并通過蓄電池將電能收集起來，以供其他處理單元使用；污泥處理單元對污泥進(jìn)行厭氧消化，產(chǎn)生的沼氣通過熱電聯(lián)產(chǎn)裝置發(fā)電，產(chǎn)生的電能供污水廠的 各處理單元使用。如此，該污水處理工藝便可實現(xiàn)能量自給；中控系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)曝氣量，污泥回流量，硝化液回流量等，可以實現(xiàn)污水廠能耗的降低和減少溫室氣體的排放量。