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信息标签:汨罗洗衣房污水处理设备,供应,环境保护,水处理设施

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 为此，笔者通过改变泥水回流方式及微生物培养方式，并添加自主专利的新型填料后，形成改良型A/O生物膜工艺，并以预处理后的实际印染废水为处理对象，对改良型A/O生物膜工艺在脱除有机物及氮磷方面的效果进行了研究，以期为今后的工程应用提供参考与借鉴。

　　1 汨罗洗衣房污水处理设备实验装置与工作原理

实验装置采用有机玻璃制作，尺寸为80 cm×40 cm×55 cm，总容积150 L，包括缺氧池(A池)、好氧池(O池)和后续沉淀池3部分。A池与O池的容积比为1∶3。O池底部采用穿孔管曝气，气水比为(10~16)∶1。硝化液回流由沉淀池出水通过计量泵回流至A池进水端，回流比为200%。A池与O池内部添加SJ-Ⅲ新型填料，均匀布置于反应器内，填充率约为68%(体积比)。SJ-Ⅲ填料为江苏苏净集团有限公司提供的纤维编织产品，其直径约5.5 cm，表面粗糙度0.2 μm，1 cm干燥产品质量为1.1 g，膜后质量密度160~240 kg/m3，单丝强力60~80 N，比表面积2 000~3 500 m2/m3。实验装置见图 1。工艺特征：(1)池体内增设填料后，可以将硝化菌及反硝化菌固定在各自的反应器内，避免抑制过程的发生，提高反应器的脱氮速率及效率;(2)池体内投加填料不但可以加强反应器内所需的微生物菌种数量，而且可以利用填料对其进行分相培养，使其成为所需的优势菌种，并通过保持反应器内所需的生物环境，使其始终处于zuijia的zuijia状态;(3)对O池而言，投加填料还能有效提高好氧池内氧的传递及利用效率，大大增强系统的稳定性〔4〕;(4)内循环由原来的O池出水回流改为由沉淀池出水回流。如此则有利于保持A池的缺氧状态，改善反硝化效果。

　　在该改良型A/O生物膜工艺中，废水**入A池，然后再进入O池。由于硝化菌和反硝化菌固定在反应器内的填料上，不但生物量大，且始终处于zuijia的zuijia状态，因此，能够对水中的氨氮进行**硝化与反硝化，达到高效脱氮的目的。

　　2 汨罗洗衣房污水处理设备实验过程

　　2.1 原水水质

　　实验所用印染废水取自杭州市萧山区某印染厂，该废水由高浓度脱浆废水和低浓度染色废水经物化及厌氧水解工艺预处理后的混合液组成，其中CODCr为615~805 mg/L，可生化性为0.30~0.45，氨氮16.1~30.7 mg/L，总氮31.4~45.7 mg/L，总磷0.68~1.58 mg/L，pH 8~10。

汲取液蒸发器内设有**加热盘管，**加热盘管的一端通过**蒸汽管与蒸汽锅炉相连，另一端通过**冷凝回水管与蒸汽锅炉相连;汲取液蒸发器的一侧通过所述稀释汲取液排出管与原污水浓缩池相连，另一侧通过反渗透进水管与低压反渗透水回收器相连;汲取液蒸发器的上部通过蒸发汲取液出汽管与汲取液浓缩器连接，汲取液浓缩器通过所述汲取液加注管与原污水浓缩池相连;

　　低压反渗透水回收器中设置有反渗透膜，反渗透膜的出口端通过净水回收管与反渗透抽吸泵相连，低压反渗透水回收器通过反渗透浓缩液回流管与原污水浓缩池相连，低压反渗透水回收器通过所述反渗透进水管与汲取液蒸发器相连;

　　厌氧消化反应器的顶部设有沼气管，底部设有污泥排出管，厌氧消化反应器的上部通过消化液排出管与超滤分离器相连，厌氧消化反应器的下部通过浓缩污水出水管与所述循环水泵相连，浓缩污水出水管穿过汽水换热器;汽水换热器的上部连接有第二蒸汽管，下部通过第二冷凝回水管与蒸汽锅炉连接;

　　超滤分离器中设有超滤膜，超滤膜的出口端通过超滤抽吸泵及超滤液进水管与磷回收池相连;超滤分离器通过消化液排出管与厌氧消化反应器相连，并通过所述超滤浓水回流管与原污水浓缩池相连;

　　磷回收池通过磷回收池出水管与MAP收集池相连，MAP收集池通过MAP池回流管与原污水浓缩池相连，MAP收集池中设有格网;

　　污泥灭菌装置中设置有第二加热盘管，第二加热盘管的一端通过第三蒸汽管同蒸汽锅炉相连，另一端通过第三冷凝回水管与蒸汽锅炉相连;污泥灭菌装置的一侧通过污泥排出管与厌氧消化反应器相连，另一侧通过脱水机进泥管与脱水机相连。

　　10.根据权利要求9所述的从污水中回收物质和能量的系统，所述原污水浓缩池的污水侧空间内装填有柱状填料，柱状填料占污水侧空间体积的5～10%。

　　说明书

　　一种从污水中提取物质和能量的方法及系统

　　技术领域

　　本发明涉及一种应用膜处理技术及厌氧生物技术从生活污水中回收物质和能量的方法，属于污水处理技术领域。

　　汨罗洗衣房污水处理设备背景技术

　　人们在日常生活过程中产生的污水中含有大量的有机物、氮、磷等营养物质。其中氮、磷等物质作为植物生长必须的营养成分，如果能够加以回收，可以作为微生物肥料，促进作物的生长。如果能够对污水中的含碳物质加以利用，将其转化成为能量，可以有效缓解目前存在的能源紧张问题。

　　然而，目前生活污水的主要去向是经过长距离的管道输送后在集中式污水处理厂中通过物理化学过程及生物处理过程将污水中的有机物氧化成无机物，一部分以二氧化碳的形式排入到大气中，另一部分转化成微生物细胞，**终以剩余污泥的形式排出系统;污水中的大部分含氮物质转化成氮气从污水中脱除;同时，污水中所含有的磷转移到污泥中，这部分污泥在后续的处置过程中大部分被作为固体废物进行废弃或填埋处理，使得本可以从污水中回收的磷资源无法进行有效回收，加剧了磷资源短缺的危机。

　　因此，目前的生活污水处理处置方式一方面无法有效回收污水中潜在的有价值物质和能量，另一方面还会造成对环境的污染，如在生物处理过程中会产生温室气体等。

　　发明内容

　　针对生活污水中含有的大量有价值物质及能源的回收问题，本发明提供一种从污水中提取物质和能量的方法，能够从原污水中回收物质和能源，同时提供一种实现该方法的系统。

　　本发明的从污水中提取物质和能量的方法，包括原污水浓缩、汲取液再生、净化水回收、能量回收、有机肥回收以及磷回收六个阶段，具体过程如下所述：

　　(1)原污水浓缩阶段：

　　使经过格栅及沉砂池处理(去除掉其中所含的大块漂浮物及砂粒)的原污水进入正渗透膜的一侧，正渗透膜另一侧的汲取液采用碳酸氢铵溶液，利用正渗透膜的选择透过性及正渗透膜两侧的渗透压差，使得污水中的水分子透过正渗透膜进入碳酸氢铵溶液，污水中的悬浮物质及有机物被截留，这样原污水被浓缩，碳酸氢铵溶液被稀释;

　　碳酸氢铵溶液的浓度为200g/L～250g/L。

　　正渗透膜朝向原污水一侧通过柱状填料的流动对正渗透膜的表面刷洗，实现对正渗透膜的清洗。

　　通过这一阶段的浓缩，污水中的悬浮物及有机物等可以被浓缩4倍以上。

　　(2)汲取液再生阶段：

　　被稀释的碳酸氢铵溶液抽出后利用蒸汽间接加热，使溶液中的碳酸氢铵受热分解，得到氨气和二氧化碳气体，蒸汽来源于能量回收阶段;在加压的作用下，氨气和二氧化碳的混合气体再与水反应生成浓度能够作为汲取液的碳酸氢铵溶液，流回正渗透膜的汲取液一侧，实现汲取液的再生;

　　被稀释的碳酸氢铵溶液的加热温度为55℃～60℃。

　　加压的压力为0.5～0.6MPa。

　　氨气和二氧化碳的混合气体与水的体积比为1000～1200：1。

　　(3)净化水回收阶段：

　　在汲取液再生阶段中，碳酸氢铵受热分解后的被稀释的碳酸氢铵溶液通过抽吸作用穿过反渗透膜，利用反渗透膜的选择透过性，使得水分子透过反渗透膜，得到净化出水，其它大分子不能透过膜，则被截留;

　　通过净化水回收阶段可以实现污水中净水资源的回收。

　　(4)能量回收阶段

　　原污水浓缩阶段中被浓缩的原污水经预热后进行厌氧消化反应，在厌氧微生物的作用下，污水中的部分有机物被转化成甲烷气体(沼气)，部分有机物被微生物利用进行自身的增殖，使得厌氧微生物的数量增加，得到含有植物性营养元素(氮、磷等)的污泥，并产生一部分上清液;同时甲烷被送入蒸汽锅炉，产生蒸汽;蒸汽用来预热厌氧消化反应前的浓缩原污水、加热被稀释的碳酸氢铵溶液的热源以及消毒污泥;多余的能量(蒸汽)可以驱动发电机产生电能。

　　原污水的预热温度为35℃～37℃。

　　通过能量回收阶段可以实现污水中能量的回收利用。

　　(5)肥料回收阶段：

　　利用能量回收阶段产生的高温蒸汽对能量回收阶段产生的污泥进行污泥灭菌，以杀灭污泥中的致病菌，灭菌之后的污泥经脱水处理后得到肥料(富含氮、磷等营养元素);

　　污泥灭菌是将污泥加热到70℃～72℃，并停留5～8分钟。

　　通过肥料回收阶段可以实现从原污水中回收氮、磷等营养元素的目的。

　　(6)磷回收阶段

　　对能量回收阶段产生的上清液通过超滤膜进行超滤提纯，允许小于超滤膜孔径的组分透过，大于超滤膜孔径的组分被超滤膜截留，在抽吸作用下上清液中的水分子及溶解性物质透过超滤膜，成为透过液，上清液中的固体物质则被超滤膜截留;被超滤膜截留的固体物质送回原污水浓缩池;对透过液进行磷回收，投加NaOH将pH调至8～8.5，然后加入氧化镁(MgO)，在碱性条件下，透过液中的磷和氨与氧化镁反应生成磷酸铵镁(鸟粪石)。

　　鸟粪石中富含氮、磷等营养物质，是一种**的肥料，可以作为缓释肥。通过磷回收阶段，可以实现从污水中大量回收氮、磷元素的目的。

　　实现上述方法的从污水中回收物质和能量的系统，采用以下技术方案：

　　该系统，包括原污水浓缩池、汲取液蒸发器、汲取液浓缩器、低压反渗透水回收器、厌氧消化反应器、蒸汽锅炉、超滤分离器、磷回收池、污泥灭菌装置和脱水机;

　　原污水浓缩池内设置有正渗透膜，正渗透膜将原污水浓缩池分为污水侧和汲取液侧，污水侧的上部设置有原污水进水管、反渗透浓缩液回流管、超滤浓水回流管和MAP(磷酸铵镁)池回流管;污水侧内还设置有内隔板，内隔板两侧的底部分别设置有内循环进水管和内循环出水管，内隔板与正渗透膜之间的空间底部设置有筛网，内循环出水管位于该筛网的下部，内循环进水管和内循环出水管之间设有循环水泵;汲取液侧的底部设置有稀释汲取液排出管，上部设置有汲取液加注管;

　　汲取液蒸发器内设有**加热盘管，**加热盘管的一端通过**蒸汽管与蒸汽锅炉相连，另一端通过**冷凝回水管与蒸汽锅炉相连;汲取液蒸发器的一侧通过所述稀释汲取液排出管与原污水浓缩池相连，另一侧通过反渗透进水管与低压反渗透水回收器相连;汲取液蒸发器的上部通过蒸发汲取液出汽管与汲取液浓缩器连接，汲取液浓缩器通过所述汲取液加注管与原污水浓缩池相连;

　　低压反渗透水回收器中设置有反渗透膜，反渗透膜的出口端通过净水回收管与反渗透抽吸泵相连，低压反渗透水回收器通过反渗透浓缩液回流管与原污水浓缩池相连，低压反渗透水回收器通过所述反渗透进水管与汲取液蒸发器相连;

　　厌氧消化反应器的顶部设有沼气管，底部设有污泥排出管，厌氧消化反应器的上部通过消化液排出管与超滤分离器相连，厌氧消化反应器的下部通过浓缩污水出水管与所述循环水泵相连，浓缩污水出水管穿过汽水换热器;汽水换热器的上部连接有第二蒸汽管，下部通过第二冷凝回水管与蒸汽锅炉连接;

　　超滤分离器中设有超滤膜，超滤膜的出口端通过超滤抽吸泵及超滤液进水管与磷回收池相连;超滤分离器通过消化液排出管与厌氧消化反应器相连，并通过所述超滤浓水回流管与原污水浓缩池相连;

　　磷回收池通过磷回收池出水管与MAP收集池相连，MAP收集池通过MAP池回流管与原污水浓缩池相连，MAP收集池中设有格网;

　　污泥灭菌装置中设置有第二加热盘管，第二加热盘管的一端通过第三蒸汽管同蒸汽锅炉相连，另一端通过第三冷凝回水管与蒸汽锅炉相连;污泥灭菌装置的一侧通过污泥排出管与厌氧消化反应器相连，另一侧通过脱水机进泥管与脱水机相连。

　　所述原污水浓缩池的污水侧空间内装填有柱状填料，柱状填料占污水侧空间体积的5～10%。

　　本发明主要针对污水中所含有的有价值物质和能源进行回收再利用，采用膜处理技术同厌氧生物技术的结合从原生活污水中回收这些物质和能量，以达到既回收物质、能量，又降低外排污水对环境造成污染的问题。具有如下特点：

　　(1)可以实现从原污水中**量地回收**淡水资源、二次能源、有机肥料及**的磷酸铵镁(MAP);

　　(2)同现有的污水处理方法相比较，占地面积小、操作简单、出水水质好，在降低污水对环境的不利影响的同时，可以获得可观的经济效益等优势;

　　(3)利用正渗透膜对原污水进行浓缩，可以提高进入厌氧消化反应器的污水浓度，降低所需厌氧消化反应器的容积，降低需热量，提高厌氧处理过程的效率;

　　(4)通过正渗透/反渗透组合工艺对污水进行处理，可以得到**的回收水;

　　(5)可以得到纯度较高的磷酸铵镁(MAP)和经过消毒杀菌处理的有机肥料，这些肥料在应用过程中降低了生态风险。