[发明专利]净化养殖废水并回收其中能量和营养元素的系统及方法

权利要求书

1.一种净化养殖废水并回收其中能量和营养元素的系统，包括厌氧MBR池（1）、反渗透装置（2）、抽吸泵（3）、污泥浓缩池（4）、污泥脱水机（5）、污泥加热干化装置（6）、浓水储存池（7）、沼气收集装置（8）以及发电机组（9），厌氧MBR池上设置有通入待净化养殖废水的进水口，沼气收集装置与厌氧MBR池相连通，用于收集厌氧MBR池中产生的沼气，发电机组利用沼气收集装置收集的沼气进行发电；厌氧MBR池的污水出口与污泥浓缩池相连通，厌氧MBR池和反渗透装置均处于密闭状态；其特征在于：所述厌氧MBR池（1）中设置有MBR膜组件（10），所述反渗透装置的中央设置有对只允许水分子通过的反渗透膜（14），反渗透膜将反渗透装置分割为浓水区和纯水区，浓水区经管路与MBR膜组件的出水口相连通，纯水区经管路与抽吸泵的进水口相连通；

浓水储存池（7）与反渗透装置（2）中的浓水区相连通，浓水储存池中存储的富含氮、磷、钾浓水作为农作物的施肥；污泥脱水机用于对污泥浓缩池排出的污泥进行脱水，污泥加热干化装置对脱水后的污泥进行加热干化，干化后的污泥运输至田地作为肥料；发电机组（9）产生的电能供抽吸泵、污泥脱水机和污泥加热干化装置之用。

2.根据权利要求1所述的净化养殖废水并回收其中能量和营养元素的系统，其特征在于：包括气泵（12），厌氧MBR池（1）中设置有曝气装置（11），曝气装置位于MBR膜组件（10）的下方，气泵的进气口经管路与沼气收集装置相连通，气泵的出气口经管路与曝气装置相连通；曝气装置曝气具有搅拌污水、均匀水质和冲洗MBR膜组件（10）表面的作用。

3.根据权利要求1或2所述的净化养殖废水并回收其中能量和营养元素的系统，其特征在于：所述厌氧MBR池（1）中设置有将厌氧MBR池中温度维持在25～30℃范围内的加热棒（13）。

4.根据权利要求1或2所述的净化养殖废水并回收其中能量和营养元素的系统，其特征在于：包括纯水储存池，纯水储存池与抽吸泵（3）的出水口相连通，纯水储存池中的水用于冲洗养殖场所。

5.一种基于权利要求2所述的净化养殖废水并回收其中能量和营养元素的系统的净化方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).抽吸压力的产生，启动抽吸泵，利用抽吸泵对反渗透装置中纯水区的抽水，使厌氧MBR池中的压力大于反渗透装置中的压力；

b).曝气和膜过滤，进入厌氧MBR池的高COD、高氨氮、高悬浮物的养殖废水，在曝气装置的曝气作用下使污泥中的微生物与污水充分混合，养殖废水经MBR膜组件的过滤后，废水中悬浮不溶性颗粒被截留在厌氧MBR池中；

c).厌氧反应，厌氧MBR池中含有大量厌氧微生物，在厌氧菌的作用下养殖废水中的有机物被转化为甲烷气体；

d).气体收集和发电，厌氧MBR池中产生的甲烷气体被沼气收集装置收集起来，收集的沼气被发电机组用来发电，产生的电能经蓄电池存储；

e).浓水和纯水出水，在抽吸泵的抽吸作用下，水分子透过反渗透膜进入纯水区，废水中的氮、磷、钾等元素被截留在浓水区，浓水区的废水进入浓水储存池中，用作农作物的施肥；纯水区的水进入纯水储存池，作为冲洗养殖场所之用；

f).污泥脱水和干化，厌氧MBR池中的污泥进入污泥浓缩池进行浓缩，经浓缩后的污泥经污泥脱水机进行脱水，脱水后的污泥再经污泥加热干化装置进行干化处理，干化处理后的污泥运往农田作为肥料之用。