[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

说明书

本发明提供了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，具体公开了所述系统包含原位脱氮除碳的功能分区的膜曝气生物膜反应器、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；所述膜曝气生物膜反应器分为上部和下部，上部形成微氧环境，而在下部形成厌氧环境，仅在膜曝气生物膜反应器中就可实现脱氮除碳。本发明的系统无需额外添加碳源，即可实现95％以上脱氮除碳的目标，且尺寸小，能满足列车原位处理污水的需求。

技术领域

本发明属于环保领域，具体涉及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。

背景技术

现有列车集便器仅作为纳污单元，不具备任何污物原位处理功能，且集便器污水水质水量波动大、污染物浓度高，现有处理方法处理难度大，不能有效解决污染物残留及生物安全性问题，并且传统排水体系中粪便污水和其它污水进行混合，导致更多的耗水量，且水中的病原体和微污染物具有扩散可能性，而从源头上将粪尿分离收集可显著降低生活污水的污染负荷，减轻污水处理厂处理难度，降低污染物排放污染水体的风险。研究表明，每人每天平均排尿量为1.5L，仅占人均生活污水排放量的2％，却贡献了生活污水中90％的氮、50％的磷和10％的COD，因此，对粪尿进行源分离已成为一种环保趋势。此外对源分离新鲜尿液的处理相对于源分离水解尿液也有明显优势，一方面对列车等需要原位处理的源分离尿液，如果增加尿素水解的储存装置不仅增加建造成本，而且增加空间负担，另一方面水解尿液由于氨等的挥发会产生刺激性气味，对外界产生不良影响，如果增加去味处理同样增加运行成本。因此，对源分离新鲜尿液进行高效处理具有深远意义，源分离新鲜尿液脱氮除碳及磷回收后，处理后的水进行冲厕，不仅节约水资源，而且还能回收磷等有价值的资源，实现能量的循环利用。

现有技术1博士论文“基于磷和钾回收的黄水资源化处理技术研究”提到了一种黄水资源化处理技术其中提到了采用亚硝化-厌氧氨氧化的方法，SBR作为载体进行脱氮处理，以该方法处理的黄水脱氨率达到90％以上。还指出由于黄水中存在有机物比例高，而进行有机物去除的预处理能够消除有机物对脱氮的潜在影响。

现有技术2CN 113845224 A一种适用于低碳氮比污水治理的工艺方法，提到了适用于低碳氮比污水治理的工艺方法，其通过建立部分短程硝化-厌氧氨氧化膜曝气生物膜反应器(PN/A MABR)，提升MABR生物膜中的关键功能菌的协同脱氮性能。具有能耗低、污泥产量低等优点，可替代传统生物脱氮工艺的好氧池、缺氧池和厌氧池部分功能，减少构筑物数量和面积。

现有技术3CN 113184818 A一种源分离尿液中高纯氮磷回收装置及其回收方法与应用，提到了研究人员开发了许多技术来实现源分离尿液中氮磷的分离回收，使用最为广泛的是化学沉淀法，从而生产含氮磷的缓释肥料，例如鸟粪石(MgNH₄PO₄·6H₂O)和羟基磷灰石[Ca₅(PO₄)₃OH]。其同时提到了其存在的问题，即不仅需要额外的化学药品(例如镁源、钙源或碱)来提供最佳的沉淀条件，导致总体成本增加，同时高浓度共存离子如HCO^3-、Na⁺、K⁺、和Ca²⁺在源分离尿液中能够诱导产生不期望的矿物成分，大幅降低所得氮磷产品的品质。

但是现有技术的方法无法满足在原位实现源分离尿液的回收，处理和再利用的需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了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。本发明系统体积小，处理效率高，在原位处理后，获得的污水能够实现循环再利用，无需额外添加碳源。