公布日：2022.04.19
申請日：2022.01.11
分類號：C02F3/32(2006.01)I;C12N1/12(2006.01)I;C12N1/20(2006.01)I;C12R1/89(2006.01)N;C12R1/01(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101
/30(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種氮磷廢水的處理方法，包括以下步驟：(1)氮磷廢水進(jìn)入藻類生產(chǎn)裝置，富集廢水中的氮磷，將無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳；(2)將步驟(1)中藻類生產(chǎn)裝置中收獲的藻液排入濃縮裝置濃縮；(3)經(jīng)步驟(2)濃縮處理后得到的藻類排入藻類預(yù)處理裝置預(yù)處理，預(yù)處理后的藻類進(jìn)入?yún)捬跄ど锓磻?yīng)器進(jìn)行厭氧生物處理；(4)步驟(3)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣經(jīng)預(yù)處理，進(jìn)入沼氣儲柜進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)、暫存，然后進(jìn)入沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置產(chǎn)生電能和蒸汽；(5)步驟(3)厭氧膜生物反應(yīng)器出水回流至藻類生產(chǎn)裝置，與沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置排放的煙氣共同加熱氮磷廢水。本發(fā)明提供的處理方法，可實(shí)現(xiàn)減污降碳，能源再生利用。
權(quán)利要求書
1.一種氮磷廢水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)氮磷廢水進(jìn)入藻類生產(chǎn)裝置，通過光照和吸收二氧化碳生產(chǎn)藻類，富集廢水中的氮磷，將無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳；(2)將步驟(1)中藻類生產(chǎn)裝置中收獲的藻液排入濃縮裝置濃縮，不含氮磷的上清液直接排入市政管網(wǎng)、或排入超濾裝置去除懸浮物后進(jìn)入回用系統(tǒng)；(3)經(jīng)步驟(2)濃縮處理后得到的藻類排入藻類預(yù)處理裝置預(yù)處理，預(yù)處理后的藻類進(jìn)入?yún)捬跄ど锓磻?yīng)器進(jìn)行厭氧生物處理；(4)步驟(3)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣經(jīng)預(yù)處理后，進(jìn)入沼氣儲柜進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)、暫存，然后進(jìn)入沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置產(chǎn)生電能和蒸汽，含二氧化碳的煙氣進(jìn)入藻類生產(chǎn)裝置提供無機(jī)碳供藻類生長，同時加熱氮磷廢水；(5)步驟(3)厭氧膜生物反應(yīng)器出水回流至藻類生產(chǎn)裝置，與沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置排放的煙氣共同加熱氮磷廢水，厭氧膜生物反應(yīng)器內(nèi)藻渣以液體有機(jī)肥或固體有機(jī)肥的方式利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮磷廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟(1)中藻類生產(chǎn)裝置為采用透光材質(zhì)制成的垂直柱狀模塊式反應(yīng)器，設(shè)置人工模擬太陽光照系統(tǒng)。
.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氮磷廢水的處理方法，其特征在于：所述垂直柱狀模塊式反應(yīng)器中單柱反應(yīng)器的高度為20m-30m、直徑500mm-1000mm，通過循環(huán)泵對柱內(nèi)廢水進(jìn)行循環(huán)，流速為0.05m/s-0.1m/s，廢水在反應(yīng)器內(nèi)停留時間為24h-48h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮磷廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟(2)中濃縮裝置采用氣浮濃縮、離心濃縮或重力濃縮。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮磷廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟(2)中超濾裝置采用浸沒式或者管式超濾，膜通量為10-20L/(m2.h)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮磷廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟(3)中藻類預(yù)處理裝置采用超聲波、熱水解或酸堿浸出的方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮磷廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟(3)中厭氧膜生物反應(yīng)器運(yùn)行溫度為35-39℃，停留時間為50-100天。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮磷廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟(4)中沼氣采用噴淋水洗去除沼氣中的顆粒雜質(zhì)和硫化氫，采用冷凍機(jī)或分子篩去除沼氣中的水份。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮磷廢水的處理方法，其特征在于：所述步驟(4)中沼氣儲柜采用濕式鐘罩式氣柜或者干式雙膜氣柜，調(diào)整出氣壓力為3000-5000Pa。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種氮磷廢水的處理方法，可減少污染物的排放，提高能源的利用率。
基于上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
一種氮磷廢水的處理方法，包括以下步驟：
(1)氮磷廢水進(jìn)入藻類生產(chǎn)裝置，通過光照和吸收二氧化碳生產(chǎn)藻類，富集廢水中的氮磷，將無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳；
(2)將步驟(1)中藻類生產(chǎn)裝置中收獲的藻液排入濃縮裝置濃縮，不含氮磷的上清液直接排入市政管網(wǎng)、或排入超濾裝置去除懸浮物后進(jìn)入回用系統(tǒng)；
(3)經(jīng)步驟(2)濃縮處理后得到的藻類排入藻類預(yù)處理裝置預(yù)處理，預(yù)處理后的藻類進(jìn)入?yún)捬跄ど锓磻?yīng)器進(jìn)行厭氧生物處理；
(4)步驟(3)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣經(jīng)預(yù)處理去除顆粒雜質(zhì)和硫化物，進(jìn)入沼氣儲柜進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)、暫存，然后進(jìn)入沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置產(chǎn)生電能和蒸汽，含二氧化碳的煙氣進(jìn)入藻類生產(chǎn)裝置提供無機(jī)碳供藻類生長，同時加熱氮磷廢水；
(5)步驟(3)厭氧膜生物反應(yīng)器出水回流至藻類生產(chǎn)裝置，與沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)裝置排放的煙氣共同加熱氮磷廢水，厭氧膜生物反應(yīng)器內(nèi)藻渣以液體有機(jī)肥或固體有機(jī)肥的方式利用。
在其中的一些實(shí)施方式中，所述步驟(1)中藻類生產(chǎn)裝置為采用透光材質(zhì)制成的垂直柱狀模塊式反應(yīng)器，設(shè)置人工模擬太陽光照系統(tǒng)。
在其中的一些實(shí)施方式中，所述垂直柱狀模塊式反應(yīng)器中單柱反應(yīng)器的高度為20m-30m、直徑500mm-1000mm，通過循環(huán)泵對柱內(nèi)廢水進(jìn)行循環(huán)，流速為0.05m/s-0.1m/s，廢水在反應(yīng)器內(nèi)停留時間24h-48h。
在其中的一些實(shí)施方式中，所述步驟(2)中濃縮裝置采用氣浮濃縮、離心濃縮或重力濃縮。
在其中的一些實(shí)施方式中，所述步驟(2)中超濾裝置采用浸沒式或者管式超濾，膜通量為10-20L/(m2.h)。
在其中的一些實(shí)施方式中，所述步驟(3)中藻類預(yù)處理裝置采用超聲波、熱水解或酸堿浸出的方式。
在其中的一些實(shí)施方式中，所述步驟(3)中厭氧膜生物反應(yīng)器運(yùn)行溫度35-39℃，停留時間50-100天。
在其中的一些實(shí)施方式中，所述步驟(4)中沼氣采用噴淋水洗去除沼氣中的顆粒雜質(zhì)和硫化氫，采用冷凍機(jī)或分子篩去除沼氣中的水份。
在其中的一些實(shí)施方式中，所述步驟(4)中沼氣儲柜采用濕式鐘罩式氣柜或者干式雙膜氣柜，調(diào)整出氣壓力在3000-5000Pa。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
1、通過藻類吸收氮磷和二氧化碳，產(chǎn)生碳水和化合物，減少曝氣能耗、碳源及化學(xué)藥品的投加，并固定二氧化碳，產(chǎn)生可再生能源，整個過程在去除污染物的同時也降低二氧化碳的排放，是減污降碳實(shí)現(xiàn)碳中和的正確方式；
2、藻類濃縮、上清液處理不投加化學(xué)藥劑，產(chǎn)生的尾水可中和回用，沼液或沼渣可作為有機(jī)肥加以利用，不產(chǎn)生二次污染；
3、藻類生產(chǎn)裝置采用透光材質(zhì)制成的模塊式柱狀反應(yīng)器，比表面積大，光能利用率高，藻類生產(chǎn)速率高，采用封閉式、循環(huán)泵流速可控，光照強(qiáng)度可控，生長速率穩(wěn)定；
4、藻類生產(chǎn)裝置采用垂直結(jié)構(gòu)，是水平池體占地的1/10左右；
5、藻類生產(chǎn)裝置設(shè)置人工模擬太陽光照系統(tǒng)，光照時間是自然光照的2-3倍，藻類產(chǎn)量是自然光照的2-3倍；
6、熱電聯(lián)產(chǎn)尾氣進(jìn)入藻類生產(chǎn)裝置，以廢氣治理廢水，且高溫?zé)煔馀c厭氧膜生物反應(yīng)器出水共同加熱藻類生產(chǎn)裝置內(nèi)廢水，使廢水溫度提高5℃左右，藻類生長速率提高約1倍；
7、厭氧膜生物反應(yīng)器產(chǎn)水水質(zhì)好，可直接回用或排入市政管網(wǎng)，出水不攜帶污泥，反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定，自動化程度高。
（發(fā)明人：楊海亮;周新宇;胡洋;徐敏;馬三劍）
