一种高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统，包括进水泵、碳捕获装置、中间水箱和厌氧氨氧化反应器，碳捕获装置包括通过进水管与进水泵连通的阳极室和通过第一出水管与中间水箱连通的阴极室，阳极室和阴极室之间通过离子交换树脂层相隔，阳极室中设置有与电源的正极电连接的阳极板，阴极室中设置有与电源的负极电连接的阴极板，阴极室的底部还设置有进气管，进气管上设置有空压机，碳捕获装置的顶部设置有出气管；中间水箱的出水口通过第二进水管与厌氧氨氧化反应器的底端连通，出气管与第二进水管连通，厌氧氨氧化反应器为升流式厌氧污泥床，厌氧氨氧化反应器的顶端设置有三相分离器。本实用新型专利技术实现了废水和废气的联合处理。废气的联合处理。废气的联合处理。

【技术实现步骤摘要】
一种高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统


[0001]本技术涉及废水废气处理
，特别是涉及一种高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统。

技术介绍

[0002]随着我国经济的快速发展以及工业水平的快速提高，大量的含氮工业废水排入水体，导致河流湖泊等水体富营养化，生态系统退化等严重问题；同时，工业生产产生大量废气，二氧化碳和一氧化氮的排放加剧了温室效应，破坏生态环境。
[0003]目前废水脱氮技术应用最广泛的是生物脱氮技术，利用硝化菌、反硝化菌自身的生长代谢同化作用废水中的氮源污染物，实现污染物的去除。受制于微生物自身的代谢速率，传统的生物脱氮技术处理效率较低，构筑物占地面积较大，运营成本高。以厌氧氨氧化为代表的新型生物脱氮技术越来越受到重视。厌氧氨氧化菌为自养微生物，厌氧氨氧化脱氮无需有机碳源，进水中的有机物、悬浮物、毒性物质会对后续厌氧氨氧化工艺过程产生干扰，因此首先需要对工业废水进行有机碳的处理。而工厂烟气中含有大量的二氧化碳及一氧化氮，需要专门的烟气处理工艺如吸收法、SCR技术等，增加处理成本的同时也对其中含有的碳源氮源造成浪费。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统，以解决上述现有技术存在的问题，实现废水和废气的联合处理。
[0005]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0006]本技术提供了一种高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统，包括依次管路连接的进水泵、碳捕获装置、中间水箱和厌氧氨氧化反应器，所述碳捕获装置为全封闭结构，所述碳捕获装置包括通过进水管与所述进水泵连通的阳极室和通过第一出水管与所述中间水箱连通的阴极室，所述阳极室和所述阴极室之间通过离子交换树脂层相隔，所述阳极室中设置有与电源的正极电连接的阳极板，所述阴极室中设置有与所述电源的负极电连接的阴极板，所述阴极室的底部还设置有进气管，所述进气管上设置有空压机，所述碳捕获装置的顶部设置有出气管；所述中间水箱的底部出水口通过第二进水管与所述厌氧氨氧化反应器的底端连通，所述出气管与所述第二进水管连通，所述厌氧氨氧化反应器为升流式厌氧污泥床，所述厌氧氨氧化反应器的顶端设置有三相分离器。
[0007]优选的，所述第二进水管靠近所述中间水箱的一端设置有提升泵，所述提升泵用于对所述中间水箱的出水进行提升。
[0008]优选的，所述出气管上设置有气泵，且所述出气管靠近所述第二进水管的一端设置有射流器。
[0009]优选的，所述三相分离器包括设置在所述厌氧氨氧化反应器的顶端的溢流堰，所述三相分离器的顶端设置有排气口，侧部连接有第二出水管。
[0010]优选的，所述中间水箱内设置有氨氮在线监测装置。
[0011]优选的，所述出气管上还设置有NO在线监测仪。
[0012]本技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0013]本技术的高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统实现了废水和废气的联合处理。本技术的高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统通过前置的碳捕获装置即MECC工艺可以有效去除废水中的COD，并实现废气中CO2的捕获。实验表明MECC在去除有机物的过程中(COD去除率大于90％)，不但可以捕获95％以上的有机物生物降解产生的CO2，对外源输入的模拟烟道气(CO2浓度5
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15％)其碳捕获率也可达80
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93％。反应库伦效率(有机物转化为电流的效率)为80
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82％，阴极产氢效率(电流转化为氢气)为91
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95％。本技术高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统通过对废气中NO的监测和废水中氨氮的监测，确定合适的气水比例及反应器停留时间，并在气水经射流器充分混合的前提下，取得了良好的氮源污染物去除效果。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本技术高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统的结构示意图；
[0016]其中：1、进水泵；2、第一进水管；3、碳捕获装置；4、阳极室；5、阴极室；6、阳极板；7、阴极板；8、电源；9、离子交换树脂层；10、进气管；11、出气管；12、第一出水管；13、中间水箱；14、氨氮在线监测装置；15、提升泵；16、第二进水管；17、NO在线监测仪；18、射流器；19、厌氧氨氧化反应器；20、填料；21、三相分离器；22、排气口；23、溢流堰；24、第二出水管。
具体实施方式
[0017]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0018]本技术的目的是提供一种高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统，以解决上述现有技术存在的问题，实现废水和废气的联合处理。
[0019]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0020]如图1所示：本实施例提供了一种高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统，包括依次管路连接的进水泵1、碳捕获装置3、中间水箱13和厌氧氨氧化反应器19。
[0021]其中，碳捕获装置3为全封闭结构，碳捕获装置3包括通过进水管与进水泵1连通的阳极室4和通过第一出水管12与中间水箱13连通的阴极室5，阳极室4和阴极室5之间通过离子交换树脂层9相隔，阳极室4中设置有与电源8的正极电连接的阳极板6，阴极室5中设置有与电源8的负极电连接的阴极板7，阴极室5的底部还设置有进气管10，进气管10上设置有空
压机，碳捕获装置3的顶部设置有出气管11。
[0022]中间水箱13用以调节水质水量，中间水箱13内设置有氨氮在线监测装置14。中间水箱13的底部出水口通过第二进水管16与厌氧氨氧化反应器19的底端连通，第二进水管16靠近中间水箱13的一端设置有提升泵15，提升泵15用于对中间水箱13的出水进行提升。出气管11与第二进水管16连通。出气管11上设置有气泵和NO在线监测仪17，且出气管11靠近第二进水管16的一端设置有射流器18。出气管11中的气体经过水泵的加压通过射流器18后进入第二进水管16中，使得第二进水管16的进水中形成均匀细密气泡，以便第二进水管16中的废水能够与后续的厌氧氨氧化菌充分接触、反应。
[0023]厌氧氨氧化反应器19为升流式厌氧污泥床，内部设有填充率为30
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40％的填料20，填料20上附厌氧氨氧化污泥。厌氧氨氧化污泥中富含厌氧氨氧化菌，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效脱碳除氮的废水废气联合处理系统，其特征在于：包括依次管路连接的进水泵、碳捕获装置、中间水箱和厌氧氨氧化反应器，所述碳捕获装置为全封闭结构，所述碳捕获装置包括通过进水管与所述进水泵连通的阳极室和通过第一出水管与所述中间水箱连通的阴极室，所述阳极室和所述阴极室之间通过离子交换树脂层相隔，所述阳极室中设置有与电源的正极电连接的阳极板，所述阴极室中设置有与所述电源的负极电连接的阴极板，所述阴极室的底部还设置有进气管，所述进气管上设置有空压机，所述碳捕获装置的顶部设置有出气管；所述中间水箱的底部出水口通过第二进水管与所述厌氧氨氧化反应器的底端连通，所述出气管与所述第二进水管连通，所述厌氧氨氧化反应器为升流式厌氧污泥床，所述厌氧氨氧化反应器的顶端设置有三相分离器。2.根据权利要求1所述的高效脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚宏，路璐，田盛，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：新型
国别省市：