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专利号: 2015102651389
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于微生物燃料电池的猪场废水处理方法,其特征在于:步骤为:

a)废水收集:将猪场废水收集于集粪池,集粪池设置在猪舍两侧,此时,废水水质COD=

19000±500mg/L,BOD=9100±450mg/L,SS=13000±600mg/L,NH3-N=1250±50mg/L;

b)废水去杂:采用SGH机械格栅对废水进行去杂处理,废水的流量为12m3/h,经机械格栅除去废水中的大颗粒污染物质和漂浮物后,废水的水质COD=11000 mg/L,BOD=5500mg/L,SS=5500mg/L,NH3-N=1000mg/L;

c)曝气处理:将去杂后的废水收集并送入集水池,在集水池内设两台曝气机间歇曝气预处理,从集水池内流出的废水的水质COD=7500 mg/L,BOD=3000mg/L,SS=3100mg/L,NH3-N=750mg/L;

d)废水调节:再将废水送入调节池内,对废水进行水量、水质的调节均匀化处理,并设置曝气系统,在调节池内设潜污泵根据水位自动控制,定量将废水送至后续处理构筑物;

e)厌氧处理:将废水送至厌氧池内,利用厌氧池内的厌氧污泥的作用,使废水中的有机物发生水解,去除废水中的有机物,厌氧池处理后废水的水质COD= 1000mg/L BOD=400mg/L,SS=150mg/L,NH3-N=380mg/L;

f)pH调节:将废水送入微生物燃料电池调节池,调节废水pH为8的微碱性状态以及调节水量,为后续微生物燃料电池废水处理及产电做预处理;

g)废水产电:将微生物燃料电池调节池内的废水泵入微生物燃料电池,在厌氧的微生物燃料电池内,产电微生物催化作用将废水中有机物进行分解产生质子和电子,质子通过阳离子交换膜,电子通过外电路在阴极与空气反应生成水,产生的电能使用电荷泵采集,采用超级电容存储,微生物燃料电池处理后废水的水质COD=250mg/L,BOD=80mg/L,NH3-N=

60mg/L;

h)废水过滤:将经微生物燃料电池处理后的废水使用活性炭进行再次过滤,利用活性炭本身的吸附功能进一步去除水中悬浮物及异味,使其达到排放要求,此时出水浊度相当于0值,SS=30mg/L;

i)废水排出:经过过滤后的废水送至出水池内,出水池水量保持满水状态,多余水量直接排放或用于植被灌溉。

2.根据权利要求1所述的基于微生物燃料电池的猪场废水处理方法,其特征在于:所述集粪池的结构尺寸为50m×3m×2.7m,容积800m3,有效容积630m3;集水池尺寸为70m×3m×

2.3m,有效水深1.8m,有效容积360m3;调节池尺寸为10.1m×7.4m×3.0m,有效容积180 m3;

厌氧池为圆柱形D=13m,H=10m,处理水量360m3/d;微生物燃料电池调节池尺寸为10.1m×

7.4m×3.0m,有效容积180 m3;微生物燃料电池有10座,呈圆柱形状,D=5.2m,H=5m,处理水量370 m3/d;出水池尺寸为70m×3m×2.3m,有效水深1.8m,有效容积360m3。

3.根据权利要求1所述的基于微生物燃料电池的猪场废水处理方法,其特征在于:所述废水在集水池内停留时间为1d,废水在调节池内停留时间为12h,废水在厌氧池内停留时间为3d,废水在微生物燃料电池调节池内停留时间为6h,废水在微生物燃料电池内停留时间为60h。

4.根据权利要求1所述的基于微生物燃料电池的猪场废水处理方法,其特征在于:所述调节池内所设的潜污泵为WQ20-22-3不堵塞叶轮潜污泵,流量20m3/h,电机功率3kW,其余步骤中所用潜污泵为哥尼流QW50-25-32-5.5,流量为25m3/h。

5.根据权利要求1所述的基于微生物燃料电池的猪场废水处理方法,其特征在于:所述步骤e中,水解反应产生的沼气,可送至锅炉燃烧利用。

6.根据权利要求1所述的基于微生物燃料电池的猪场废水处理方法,其特征在于:所述步骤g中,电能采集系统的电能采集使用电荷泵,存储的电能作为升压元件的启动电压;储能元件采用超级电容,其放电能力强,循环使用寿命长;通过DC/DC转换器的升压作用,将电压达到所需电压值。

7.根据权利要求1所述的基于微生物燃料电池的猪场废水处理方法,其特征在于:所述步骤g中,利用电能采集系统收集的电能为整个猪场废水处理系统进行供电,包括水质监测系统,监测微生物燃料电池反应器内废水处理情况。

8.根据权利要求1所述的基于微生物燃料电池的猪场废水处理方法,其特征在于:所述出水池每天出水1次,并将水量补充至300m3;每12h对调节池补水至180m3;每6h对微生物燃3

料电池调节池补水至180m。