本實(shí)用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種城市生活污水處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國(guó)淡水資源十分短缺，人均擁有量2300m3，相當(dāng)于世界人均水平的1/4，居世界110位，水資源短缺現(xiàn)象在很多地區(qū)已經(jīng)非常普遍，其中水質(zhì)型缺水的現(xiàn)象越來越常見。水資源的缺乏在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展當(dāng)中的制約作用已經(jīng)越來越明顯，廢水處理之后的綜合利用已經(jīng)成為很多地方解決水資源匱乏的重要途徑。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，全國(guó)城市生活污水排放量占廢水排放總量的比例接近45％，改變了我國(guó)水污染治理工作一直以工業(yè)廢水治理為主的局面，城市污水的綜合治理已經(jīng)是污水治理中重要的一個(gè)組成部分。長(zhǎng)期以來，城市生活污水處理多采用活性污泥法，它也是世界各國(guó)應(yīng)用最廣的一種生物處理流程，該系統(tǒng)主要由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系統(tǒng)組成，但是存在著能耗高的缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在水廠的好氧單元需要曝氣來保持反應(yīng)器中的溶解氧濃度，而曝氣過程中，會(huì)消耗大量的電能，也是污水處理廠能耗的主要來源，特別在我們國(guó)家絕大部分污水處理廠取消了初沉池設(shè)計(jì)，大量采用了延時(shí)曝氣等高能耗工藝；但是，單純的降低能耗又會(huì)產(chǎn)生出水水質(zhì)不穩(wěn)定的問題，這樣就使得本該作為綠色環(huán)保項(xiàng)目的污水處理行業(yè)與可持續(xù)發(fā)展理念漸行漸遠(yuǎn)，因此開發(fā)可持續(xù)發(fā)展的污水處理工藝成為當(dāng)務(wù)之急。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于提供一種城市生活污水處理系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的水處理系統(tǒng)在不增加能耗的同時(shí)難以有效改善出水水質(zhì)的問題。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種城市生活污水處理系統(tǒng)，包括A/O工藝單元，A/O工藝單元耦合連接有微生物燃料電池單元，A/O工藝單元通過管道連接有電絮凝池，電絮凝池通過導(dǎo)線連接至微生物燃料電池單元，電絮凝池通過管道連接有接觸消毒池。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，
A/O工藝單元包括調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置有污水提升泵，污水提升泵通過管道依次連接有缺氧池、好氧池和斜板沉淀池，好氧池內(nèi)的底部設(shè)置有曝氣管，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，斜板沉淀池的底部設(shè)置有排污口，排污口通過管道連接有污泥回流泵，污泥回流泵通過管道分別連接至缺氧池和好氧池，斜板沉淀池通過管道連接電絮凝池。
缺氧池與好氧池的連接管道設(shè)置為兩段，兩段管道通過法蘭連接，法蘭內(nèi)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和第二碳?xì)蛛姌O，第一碳?xì)蛛姌O和第二碳?xì)蛛姌O分別設(shè)置在缺氧池和好氧池內(nèi)，第一碳?xì)蛛姌O和第二碳?xì)蛛姌O通過導(dǎo)線共同連接有蓄電池，蓄電池的正極與第一碳?xì)蛛姌O相連接且連接導(dǎo)線上設(shè)置有第一負(fù)載，蓄電池的負(fù)極與第二碳?xì)蛛姌O相連接且連接導(dǎo)線上設(shè)置有第二負(fù)載。
電絮凝池內(nèi)的底部設(shè)置有攪拌器，電絮凝池中還設(shè)置有電絮凝鋁陽極和電絮凝鐵陰極，電絮凝鋁陽極通過導(dǎo)線連接至蓄電池的正極，電絮凝鐵陰極通過導(dǎo)線連接至蓄電池的負(fù)極。
接觸消毒池通過管道連接有加藥泵，加藥泵通過管道連接有二氧化氯發(fā)生器。
本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的一種城市生活污水處理系統(tǒng)，通過將微生物燃料電池單元與A/O工藝單元相結(jié)合進(jìn)行城市生活污水處理，之后再利用微生物燃料電池單元產(chǎn)生的電能對(duì)出水進(jìn)行電絮凝處理，在不增加額外能耗的同時(shí)，使出水水質(zhì)得到極大的改善；微生物燃料電池單元產(chǎn)生的電能還可以用于污水處理過程中的其他處理單元，能有效降低污水處理過程中電能消耗。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的一種城市生活污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1.調(diào)節(jié)池，2.缺氧池，3.第一碳?xì)蛛姌O，4.法蘭，5.質(zhì)子交換膜，6.好氧池，7.第二碳?xì)蛛姌O，8.第一負(fù)載，9.第二負(fù)載，10.蓄電池，11.電絮凝池，12.接觸消毒池，13.二氧化氯發(fā)生器，14.攪拌器，15.電絮凝鐵陰極，16.電絮凝鋁陽極，17.斜板沉淀池，18.污泥回流泵，19.曝氣管，20.硝化液回流泵，21.污水提升泵。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
本實(shí)用新型提供了一種城市生活污水處理系統(tǒng)，如圖1所示，包括A/O工藝單元，A/O工藝單元耦合連接有微生物燃料電池單元，A/O工藝單元通過管道連接有電絮凝池11，電絮凝池11通過導(dǎo)線連接至微生物燃料電池單元，電絮凝池11通過管道連接有接觸消毒池12。
A/O工藝單元包括調(diào)節(jié)池1，調(diào)節(jié)池1內(nèi)設(shè)置有污水提升泵21，污水提升泵21通過管道依次連接有缺氧池2、好氧池6和斜板沉淀池17，好氧池6內(nèi)的底部設(shè)置有曝氣管19，好氧池6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20，硝化液回流泵20通過管道連接至缺氧池2，斜板沉淀池17的底部設(shè)置有排污口，排污口通過管道連接有污泥回流泵18，污泥回流泵18通過管道分別連接至缺氧池2和好氧池6，斜板沉淀池17通過管道連接電絮凝池11。
缺氧池2與好氧池6的連接管道設(shè)置為兩段，兩段管道通過法蘭4連接，法蘭4內(nèi)設(shè)置有質(zhì)子交換膜5。
微生物燃料電池單元包括第一碳?xì)蛛姌O3和第二碳?xì)蛛姌O7，第一碳?xì)蛛姌O3和第二碳?xì)蛛姌O7分別設(shè)置在缺氧池2和好氧池6內(nèi)，第一碳?xì)蛛姌O3和第二碳?xì)蛛姌O7通過導(dǎo)線共同連接有蓄電池10，蓄電池10的正極與第一碳?xì)蛛姌O3相連接且連接導(dǎo)線上設(shè)置有第一負(fù)載8，蓄電池10的負(fù)極與第二碳?xì)蛛姌O7相連接且連接導(dǎo)線上設(shè)置有第二負(fù)載9。
電絮凝池11內(nèi)的底部設(shè)置有攪拌器14，電絮凝池11中還設(shè)置有電絮凝鋁陽極16和電絮凝鐵陰極15，電絮凝鋁陽極16通過導(dǎo)線連接至蓄電池10的正極，電絮凝鐵陰極15通過導(dǎo)線連接至蓄電池10的負(fù)極。
接觸消毒池12通過管道連接有加藥泵，加藥泵通過管道連接有二氧化氯發(fā)生器13。
雖然城市污水處理是高耗能行業(yè)，但同時(shí)，城市污水中潛在能量巨大，有待開發(fā)。據(jù)估計(jì)，污水中潛在的能量是處理污水能耗的10倍，污水潛在能量開發(fā)可解決社會(huì)總電耗的10％。傳統(tǒng)的A/O工藝因?yàn)楣に嚵鞒毯?jiǎn)單，節(jié)省基建費(fèi)用，占地面積小而被廣泛應(yīng)用，但同時(shí)也存在著處理能耗高，出水水質(zhì)不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。微生物燃料電池的出現(xiàn)為我們利用污水中潛在能量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(shí)又能夠?qū)⑽鬯袧撛诘纳锬苻D(zhuǎn)化為電能加以利用，降低了水廠處理成本。電絮凝處理工藝是近年來出現(xiàn)在水處理領(lǐng)域的新工藝，其原理是在外加電源的情況下以水為電解質(zhì)，一方面其電極在電解時(shí)會(huì)與水中的氫氧根離子結(jié)合起到混凝的結(jié)果；另一方面水中一些溶解物質(zhì)直接被氧化還原為無害物質(zhì)而去除，該方法對(duì)水中可溶污染物和膠體顆粒的去除有很好的效果。因此，將微生物燃料電池與傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)相結(jié)合，以期在加強(qiáng)污水中污染物去除效果的同時(shí)降低污水廠能耗。嘗試用傳統(tǒng)A/O工藝耦合微生物燃料電池，并將產(chǎn)生的電能用于電絮凝過程，將污水中的生物能轉(zhuǎn)化成的電能加以利用，這樣就能在提高水中污染物去除效率的同時(shí)又可以降低污水處理的能耗，是一種理想的城市污水處理新工藝。
工作時(shí)，調(diào)節(jié)池1中的城市生活污水經(jīng)污水提升泵21的作用進(jìn)入到缺氧池2中，污水中的部分有機(jī)物在該池被微生物降解并釋放電子，通過導(dǎo)線和負(fù)載，電能會(huì)被儲(chǔ)存在蓄電池10中；同時(shí)在反硝化細(xì)菌的作用下水中的硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮會(huì)轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛ィ摮厥浅鞘猩钗鬯摰闹饕獑卧?，其運(yùn)行情況的好壞會(huì)直接影響污水中氮的去除效果。污水經(jīng)缺氧池2處理后進(jìn)入好氧池6，在好氧池6中絕大部分的含碳有機(jī)物被微生物徹底降解變成二氧化碳和水而被去除，好氧池6中設(shè)有曝氣管19，風(fēng)機(jī)通過曝氣管對(duì)好氧池6曝氣，在增加溶解氧的同時(shí)也對(duì)好氧池6起到攪拌作用，使混合液更加均勻；在好氧條件下，硝化細(xì)菌會(huì)將水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮；好氧池6出水一部分經(jīng)過硝化液回流泵20回流到缺氧池2，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)入到斜板沉淀池17進(jìn)行泥水分離，斜板沉淀池17采用底部進(jìn)水上部出水的方式，能較好地實(shí)現(xiàn)泥水分離，污泥由底部的排泥斗收集，上清液通過上部出水口流出，斜板沉淀池17的污泥通過污泥回流泵18回流到缺氧池2和好氧池6，以確保系統(tǒng)能夠維持高效、穩(wěn)定的生物化學(xué)反應(yīng)。斜板沉淀池17的上清液進(jìn)入到電絮凝池11后中，經(jīng)電絮凝池11處理，一般會(huì)發(fā)生以下反應(yīng)：首先，水作為電解質(zhì)被電解，會(huì)在水中生成氫氧根離子，陽極鋁電極會(huì)失去電子并溶解于水中，并與氫氧根相結(jié)合，起到混凝作用，可以有效地去除掉水中的懸浮物與膠體顆粒；其次，電絮凝池11中陽極材料為鋁板，通電電解時(shí)鋁離子會(huì)與水中的氫氧根離子形成混凝劑，可以使水中的懸浮物質(zhì)和膠體顆粒得到很好的去除。在電解過程中，陰極和陽極會(huì)不斷產(chǎn)氫氣和氧氣，這些氣體以微小氣泡的形式溢出，起到類似氣浮工藝中溶氣的作用，使廢水中的微粒雜質(zhì)附著在氣泡上而浮至水面，成為較易去除的浮渣；再次，一些溶解的污染物將直接被電解氧化還原成為一些無害的物質(zhì)或沉淀而被除去。多數(shù)情況下，上述三種現(xiàn)象會(huì)在電絮凝的過程中同時(shí)出現(xiàn)，經(jīng)過電絮凝池11后出水水質(zhì)將會(huì)得到極大的改善。在二氧化氯發(fā)生器13中，鹽酸和次氯酸鈉反應(yīng)生成二氧化氯，通過加藥泵進(jìn)入接觸消毒池12中，通過加藥消毒基本可以完全殺滅水中的病原體，出水水質(zhì)得到保證。次氯酸鈉水溶液和鹽酸在計(jì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)的作用下被定量輸送到反應(yīng)器中，在一定溫度下經(jīng)過負(fù)壓曝氣反應(yīng)生成二氧化氯和氯氣的氣液混合物，經(jīng)吸收系統(tǒng)吸收制成一定濃度的二氧化氯混合消毒液，通過加藥泵投加到接觸消毒池12中對(duì)水體進(jìn)行殺菌消毒，成本低，處理效果好。
缺氧池2內(nèi)設(shè)有第一碳?xì)蛛姌O3，好氧池6內(nèi)設(shè)有第二碳?xì)蛛姌O7，第一碳?xì)蛛姌O3和第二碳?xì)蛛姌O7通過導(dǎo)線分別與蓄電池10的正極和負(fù)極連接，缺氧池2和好氧池6正常工作時(shí)產(chǎn)生的電能會(huì)被蓄電池10收集起來，以供其他處理單元使用；電絮凝池11的陽極和陰極分別與蓄電池10的正極和負(fù)極相連，打開蓄電池10開關(guān)后電絮凝池11便可利用微生物燃料電池單元產(chǎn)生的電能進(jìn)行工作。
通過上述方式，本實(shí)用新型的一種城市生活污水處理系統(tǒng)，通過將微生物燃料電池單元與A/O工藝單元相結(jié)合進(jìn)行城市生活污水處理，之后再利用微生物燃料電池單元產(chǎn)生的電能對(duì)出水進(jìn)行電絮凝處理，在不增加額外能耗的同時(shí)，使出水水質(zhì)得到極大的改善；微生物燃料電池單元產(chǎn)生的電能還可以用于污水處理過程中的其他處理單元，能有效降低污水處理過程中電能消耗。