[发明专利]一种生化组合对源分离新鲜尿液进行高效脱氮除碳及磷回收的系统与方法

权利要求书

1.一种对源分离新鲜尿液进行高效脱氮除碳及磷回收的系统，其特征在于，所述系统包含功能分区的膜曝气生物膜反应器；

所述膜曝气生物膜反应器包含垂直设置的箱体，箱体内包含上部和下部，上部设置有MABR膜组件，下部为与上部连通的空间；箱体上设置有第一进水口、第一出水口和回流口，所述第一进水口设置于功能分区的膜曝气生物膜反应器底部；第一出水口设置于功能分区的膜曝气生物膜反应器上部，并不低于MABR膜组件；功能分区的膜曝气生物膜反应器上还设置有回流口，所述回流口通过回流泵与第一进水口连接；功能分区的膜曝气生物膜反应器顶部设置有为MABR膜组件提供氧气的曝气装置；第一出水口设置于MABR膜组件之上；功能分区的膜曝气生物膜反应器下部设置有厌氧菌，功能分区的膜曝气生物膜反应器上部的MABR膜组件上附着有亚硝化-厌氧氨氧化双菌层微生物；膜曝气生物膜反应器下部溶解氧浓度为0；上部MABR膜组件的溶解氧控制在0.3-0.5mg/L；

所述系统还包含源分离马桶、源分离尿液储存箱、磷回收反应器、钙盐溶液箱、产水箱以及控制系统；

源分离马桶与源分离尿液储存箱之间、源分离尿液储存箱与功能分区的膜曝气生物膜反应器之间、功能分区的膜曝气生物膜反应器与磷回收反应器之间、磷回收反应器与产水箱之间、磷回收反应器与钙盐溶液箱之间、产水箱与源分离马桶之间均通过管路连接，并配置有阀门、水泵和液体流量计中的至少一种；

通过控制系统控制曝气量、管路中液体流向和流速。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在回流泵上游还设置有第二液体流量计。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，功能分区的膜曝气生物膜反应器上部体积为30-50L，下部体积为20-30L。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，磷回收反应器上设置有第二进水口、第二出水口、磷酸钙收集口、搅拌装置以及钙盐加入口；所述磷酸钙收集口设置在磷回收反应器底部，第二进水口和第二出水口设置在磷回收反应器侧壁上，且第二进水口位置低于第二出水口位置。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述钙盐加入口设置在磷回收反应器顶部；

钙盐溶液箱通过加钙泵和液体流量计控制钙盐溶液加入磷回收反应器；

所述源分离马桶分离后获得的液体部分通过管路与源分离尿液储存箱连接，产水箱与源分离马桶的冲水水箱通过管路连接。

6.一种对源分离新鲜尿液进行高效脱氮除碳及磷回收的方法，其特征在于，所述方法包含以权利要求1-5任一项所述的系统处理的步骤；

所述方法包含以下步骤：

S11)产生的尿液经源分离马桶分离后进入源分离尿液储存箱，根据所需的流量注入功能分区的膜曝气生物膜反应器进行脱氮除碳处理；

S12) 经过功能分区的膜曝气生物膜反应器脱氮除碳处理后的出水进入磷回收反应器，同时向磷回收反应器中加入钙盐溶液，该钙盐溶液所含钙的质量浓度为步骤S11)功能分区的膜曝气生物膜反应器出水中磷质量浓度的3倍，在搅拌装置的缓慢混合下形成羟基磷灰石沉淀；

S13) 形成的羟基磷灰石沉淀通过在磷回收反应器底部的磷酸钙收集口进行排泥，实现对尿液中磷的回收，除磷后的上清液进入产水箱，并回流至源分离马桶冲水水箱。

7.根据权利要求6所述的对源分离新鲜尿液进行高效脱氮除碳及磷回收的方法，其特征在于，步骤S11-13)中，反应温度30±1℃，pH 7.4-8.1，水力停留时间为5-10小时。

8.根据权利要求6或7所述的对源分离新鲜尿液进行高效脱氮除碳及磷回收的方法，其特征在于，步骤S11）中功能分区的膜曝气生物膜反应器进行脱氮除碳处理的方法为：

S01)将源分离的新鲜尿液通过第一进水口注入所述的功能分区的膜曝气生物膜反应器下部，通过曝气装置调节膜曝气生物膜反应器下部溶解氧浓度为0，实现尿素厌氧水解为氨氮；

S02) 步骤S01）中下部尿素水解率达到85%以上后继续通过底部第一进水口注入待处理新鲜尿液，使部分尿液进入上部MABR膜组件，上部MABR膜组件的溶解氧控制在0.3-0.5mg/L，在上部MABR膜组件表面微生物作用下脱氮，产生氮气和硝氮；

S03）在上部处理后含有硝氮的液体经回流泵回流至膜曝气生物膜反应器下部，并在下部将硝氮通过反硝化作用还原为氮气。