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：曾工

高校實驗室污水處理設備工藝解說

學校實驗室污水處理設備調試目的及步驟

（1）調試目的 廢水處理站調試與測試的目的主要有以下幾方面：

1）排查設備故障：對各工藝設備、自控儀表系統進行單元調試與測試，排查故障（包括隱形故障）, 為污水處理站的正常投產奠定基礎；

2）完成系統的啟動任務：調試完畢即意味著污水處理站可以進行正式運行；

3）優化工藝運行參數：根據實際進水水質水量情況，對系統工況作合理調整，使污水處理站真正做到高效率運行；

4）進一步培訓操作人員，使操作人員結合現場實際，能熟練掌握本崗位操作技能，能排除常見故障；

5）積累該廢水站運行參數，為污水站日后正式運行積累基本數據并奠定堅實基礎。

（2） 調試步驟 整個調試步驟分為以下幾個過程：

1）單項調試；

2）清水聯動調試；

3）生產聯動調試。

高校實驗室污水處理設備工藝解說

設計原則

1 采用*工藝，新型設備，減少投資，節省能耗，降低運行費用；

2 要求工藝和設備布置合理，結構緊湊，占地面積??；

3 操作維護管理方便、技術要求簡單，宜于長期使用。生物載體填料

學校實驗室污水處理設備生物載體填料主要特點如下：

(1)、用優質的聚烯類各聚酰胺中的幾種耐腐、耐溫、耐老化的優質品種為材料，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溶出，優于采用其它諸如聚氯乙烯等材質。

優質的技術服務，*的技術實力，高效的更新速度，雄厚的技術團隊，傲嬌的客戶體驗，高性價比、*，*的生產設備。

(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，填料在有效區域內能立體*均勻舒展滿布，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，而且能在運行過程中獲得越來越大的比表面積，又能進行良好的新陳代謝。

(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320 m2/m3，雙面比表面積高達640m2/m3，由于具有高的比表面積，則單位容積內生物量就高，可以達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10年以上。

(6)、填料內部生長厭氧菌，產生反硝化作用，可以脫氮；外部生長好氧菌，進行好氧分解有機物。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污泥(2)，碳氈陽極(3)置于厭氧區污泥(2)中，中部放置斜板陽極(4)，碳氈陽極(3)和斜板陽極(4)通過導線相連構成多陽極;碳氈陰極(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.根據權利要求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

技術領域

本發明屬于環境工程技術領域，涉及剩余污泥處理及中水回用技術，特別涉及應用單室斜板多陽極微生物燃料電池同步實現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

目前，世界上超過90%的城市污水處理廠釆用活性污泥法或者生物膜法，在處理過程中產生大量的剩余污泥?，F有污水處理廠處理污泥常用做法是經濃縮、脫水和穩定化后再用于填海、焚燒或土地利用等。但污水處理廠污泥量大、含水率高、成分復雜且易腐爛，污泥處理過程能耗高、投入大，導致大量未經處理的污泥任意堆放或簡單填埋，不但對環境造成污染，還浪費污泥中的有用資源。剩余污泥有機物含量高，是一種潛在的生物質能源，可采用厭氧消化工藝從污泥中提取生物質能產生沼氣后用于發電。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，直接從污泥中利用有機質產電，將是一種更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能，單室運行，無需質子交換膜，在產生電能的同時完成污泥減量。SMFC的陽極通常浸沒于在反應器底部的污泥中，陰極置于反應器上部上清液中。產電微生物將氧化沉積物中的有機物所產生電子傳遞到陽極，電子通過外電路到達陰極，與陰極區溶解氧和從陽極區傳遞到陰極的質子結合生成水，從而將有機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合，則可以在常溫常壓條件下，減少剩余污泥產量并產生電能。

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境，依據剩余污泥微生物燃料電池產電原理對沉淀池進行改造，并根據淺池理論在沉淀池設置斜板陽極，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有機質產能，可望大幅度降低剩余污泥處理復雜性，減少污水處理廠占地面積、投資以及運行成本。

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

發明內容

本發明目的是設計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、減量化并產能，同時提高沉淀池出水水質。在沉淀池底部污泥中設置碳氈陽極，利用污泥中有機質產電;沉淀池中部設置斜板陽極，提高沉淀效率的同時，利用上清液有機質產電。在沉淀池液面設置陰極，陰極附近安置膜過濾組件，提高沉淀池出水水質，且借助陰極對于荷負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計的斜板沉淀池進行升級改造的。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，其理論效率可達平流沉淀池的7-10倍，因為斜板之間的水流為層流狀態，即水力半徑小，更利于沉淀分離。本發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有機質，提高產電效能并有效阻止污泥上浮，提高出水水質。同時斜板陽極利用板面沉積物產電，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子傳遞。

沉淀池出水水質已經無法滿足越來越嚴格的水質標準。膜生物反應器借助膜過濾可以獲得可靠的出水水質，但膜組件置于活性污泥中，膜污染嚴重，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，借助陰極的負電性排斥荷負電活性污泥，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，有望獲得穩定可靠的出水水質。

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