公布日：2024.06.25
申請日：2024.05.21
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;B01D21/02(2006.01)I;C02F11/12(2019.01)I;B01D53/
78(2006.01)I;B01D53/58(2006.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理系統(tǒng)及其方法，包括依次連通的預(yù)處理系統(tǒng)、正滲透系統(tǒng)、汽提系統(tǒng)、生化處理系統(tǒng)以及深度處理系統(tǒng)，預(yù)處理系統(tǒng)包括依次連通的沉砂池與沉淀池，正滲透系統(tǒng)包括依次連通的正滲透濃縮裝置與正滲透濃縮液水箱，汽提系統(tǒng)包括依次連通的汽提塔與冷卻水池，生化處理系統(tǒng)包括依次連通的厭氧池、缺氧池、好氧池與二沉池，深度處理系統(tǒng)包括依次連通的原水箱與反滲透裝置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠減少碳源消耗，并實(shí)現(xiàn)氨的資源化。
權(quán)利要求書
1.一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連通的預(yù)處理系統(tǒng)、正滲透系統(tǒng)、汽提系統(tǒng)、生化處理系統(tǒng)以及深度處理系統(tǒng)，所述預(yù)處理系統(tǒng)包括依次連通的沉砂池與沉淀池，所述正滲透系統(tǒng)包括依次連通的正滲透濃縮裝置與正滲透濃縮液水箱，所述汽提系統(tǒng)包括依次連通的汽提塔與冷卻水池，所述生化處理系統(tǒng)包括依次連通的厭氧池、缺氧池、好氧池與二沉池，所述深度處理系統(tǒng)包括依次連通的原水箱與反滲透裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述正滲透系統(tǒng)還包括加藥裝置、汲取液水箱與反滲透濃縮系統(tǒng)，所述加藥裝置的出口與正滲透濃縮液水箱連通，所述正滲透濃縮裝置、反滲透濃縮系統(tǒng)與汲取液水箱依次首尾連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述汽提塔還依次連通有吸收塔與蒸發(fā)結(jié)晶裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述二沉池還連通有污泥濃縮池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述正滲透膜裝置內(nèi)通過膜組件分割為兩部分，一部分內(nèi)流通有污水，一側(cè)流通有汲取液，所述正滲透膜裝置中膜組件的形式為板框式，所述正滲透膜選自三醋酸纖維素膜、乙酸纖維素、聚酰胺、聚苯并咪唑中的一種，所述正滲透膜的平均孔徑為0.1~1nm，過濾方式是錯(cuò)流過濾，過濾速度為8~10cm/s。
6.一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理方法，其特征在于：包括如下步驟：S1，污水首先進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)內(nèi)的沉砂池分離去除沙粒，再通過沉淀池分離污水中的固體懸浮物；S2，經(jīng)過預(yù)處理后的污水進(jìn)入首先進(jìn)入正滲透系統(tǒng)的正滲透濃縮裝置，污水在被濃縮后進(jìn)入正滲透濃縮液水箱，通過加藥裝置向正滲透濃縮液水箱中加入堿液調(diào)節(jié)pH，將污水中的NH4+轉(zhuǎn)換成游離氨，通過補(bǔ)充濃縮后的汲取液與污水間的滲透壓差驅(qū)動(dòng)污水進(jìn)行過濾；S3，后續(xù)再將污水通入汽提系統(tǒng)的汽提塔頂部，污水順著汽提塔內(nèi)的塔板向塔底部流去，污水與塔里的高溫空氣接觸，將污水中的游離氨揮發(fā)，揮發(fā)后的氨氣進(jìn)入吸收塔中，流到塔底的污水通過循環(huán)泵到汽提塔塔頂，重復(fù)上述過程，氨氣從塔底進(jìn)入吸收塔，吸收液從塔頂進(jìn)入吸收塔，在氨氣與吸收液接觸的過程中發(fā)生酸堿中和反應(yīng)形成硫酸銨溶液，形成的硫酸銨溶液進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶裝置中形成硫酸銨固體，硫酸銨固體對外銷售，汽提塔處理后的污水進(jìn)入冷卻水池中冷卻；S4，在冷卻水池冷卻后的污水進(jìn)入生化處理系統(tǒng)的厭氧池，厭氧池中的微生物吸收易分解的有機(jī)物，在缺氧池中，微生物繼續(xù)降解污水中的有機(jī)物，并通過反硝化作用將水中的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)�，在好氧池中，微生物通過硝化反應(yīng)將氨氮轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，聚磷菌通過消耗有機(jī)物將磷富集在細(xì)胞內(nèi)，隨后將混合液通入二沉池，通過重力作用將污泥與水分離，分離后的污泥進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行進(jìn)一步濃縮，分離后的水進(jìn)入下一步處理；S5，分離后的水進(jìn)入深度處理系統(tǒng)的原水箱中，然后通過管道將原水箱中的水通入反滲透裝置中，在增壓泵的作用下水透過反滲透膜，反滲透膜截留水中的剩余污染物，透過液檢測達(dá)標(biāo)后排放。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理方法，其特征在于：所述S2中加藥裝置內(nèi)堿液為氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH至10~11。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理方法，其特征在于：所述S2中汲取液為乙酸鈉，初始汲取液的添加濃度為2mol/L，被稀釋的所述汲取液進(jìn)入反滲透濃縮系統(tǒng)中濃縮，經(jīng)過反滲透處理后的汲取液分為清水和濃水，清水檢測達(dá)標(biāo)后直接排放，濃水回流至汲取液水箱，并作為汲取液向正滲透濃縮裝置補(bǔ)充。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理方法，其特征在于：所述S3中汽提塔內(nèi)的汽提氣水比為3000~3500:1，所述吸收塔內(nèi)的吸收液為稀硫酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理方法，其特征在于：所述S5中反滲透裝置中的濃縮液回流至生化處理系統(tǒng)繼續(xù)處理。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理系統(tǒng)及其方法，減少碳源消耗，并實(shí)現(xiàn)氨的資源化。
本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連通的預(yù)處理系統(tǒng)、正滲透系統(tǒng)、汽提系統(tǒng)、生化處理系統(tǒng)以及深度處理系統(tǒng)，所述預(yù)處理系統(tǒng)包括依次連通的沉砂池與沉淀池，所述正滲透系統(tǒng)包括依次連通的正滲透濃縮裝置與正滲透濃縮液水箱，所述汽提系統(tǒng)包括依次連通的汽提塔與冷卻水池，所述生化處理系統(tǒng)包括依次連通的厭氧池、缺氧池、好氧池與二沉池，所述深度處理系統(tǒng)包括依次連通的原水箱與反滲透裝置。
優(yōu)選的，所述正滲透系統(tǒng)還包括加藥裝置、汲取液水箱與反滲透濃縮系統(tǒng)，所述加藥裝置的出口與正滲透濃縮液水箱連通，所述正滲透濃縮裝置、反滲透濃縮系統(tǒng)與汲取液水箱依次首尾連通。
優(yōu)選的，所述汽提塔還依次連通有吸收塔與蒸發(fā)結(jié)晶裝置。
優(yōu)選的，所述二沉池還連通有污泥濃縮池。
優(yōu)選的，所述正滲透膜裝置內(nèi)通過膜組件分割為兩部分，一部分內(nèi)流通有污水，一側(cè)流通有汲取液，所述正滲透膜裝置中膜組件的形式為板框式，所述正滲透膜選自三醋酸纖維素膜、乙酸纖維素、聚酰胺、聚苯并咪唑中的一種，所述正滲透膜的平均孔徑為0.1~1nm，過濾方式是錯(cuò)流過濾，過濾速度為8~10cm/s。
一種正滲透與汽提結(jié)合的污水處理方法，其特征在于：包括如下步驟：S1，污水首先進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)內(nèi)的沉砂池分離去除沙粒，再通過沉淀池分離污水中的固體懸浮物；S2，經(jīng)過預(yù)處理后的污水進(jìn)入首先進(jìn)入正滲透系統(tǒng)的正滲透濃縮裝置，污水在被濃縮后進(jìn)入正滲透濃縮液水箱，通過加藥裝置向正滲透濃縮液水箱中加入堿液調(diào)節(jié)pH，將污水中的NH4+轉(zhuǎn)換成游離氨，通過補(bǔ)充濃縮后的汲取液與污水間的滲透壓差驅(qū)動(dòng)污水進(jìn)行過濾；S3，后續(xù)再將污水通入汽提系統(tǒng)的汽提塔頂部，污水順著汽提塔內(nèi)的塔板向塔底部流去，污水與塔里的高溫空氣接觸，將污水中的游離氨揮發(fā)，揮發(fā)后的氨氣進(jìn)入吸收塔中，流到塔底的污水通過循環(huán)泵到汽提塔塔頂，重復(fù)上述過程，氨氣從塔底進(jìn)入吸收塔，吸收液從塔頂進(jìn)入吸收塔，在氨氣與吸收液接觸的過程中發(fā)生酸堿中和反應(yīng)形成硫酸銨溶液，形成的硫酸銨溶液進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶裝置中形成硫酸銨固體，硫酸銨固體對外銷售，汽提塔處理后的污水進(jìn)入冷卻水池中冷卻；S4，在冷卻水池冷卻后的污水進(jìn)入生化處理系統(tǒng)的厭氧池，厭氧池中的微生物吸收易分解的有機(jī)物，在缺氧池中，微生物繼續(xù)降解污水中的有機(jī)物，并通過反硝化作用將水中的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)�，在好氧池中，微生物通過硝化反應(yīng)將氨氮轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，聚磷菌通過消耗有機(jī)物將磷富集在細(xì)胞內(nèi)，隨后將混合液通入二沉池，通過重力作用將污泥與水分離，分離后的污泥進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行進(jìn)一步濃縮，分離后的水進(jìn)入下一步處理；S5，分離后的水進(jìn)入深度處理系統(tǒng)的原水箱中，然后通過管道將原水箱中的水通入反滲透裝置中，在增壓泵的作用下水透過反滲透膜，反滲透膜截留水中的剩余污染物，透過液檢測達(dá)標(biāo)后排放。
優(yōu)選的，所述S2中加藥裝置內(nèi)堿液為氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH至10~11。
優(yōu)選的，所述S2中汲取液為乙酸鈉，初始汲取液的添加濃度為2mol/L，被稀釋的所述汲取液進(jìn)入反滲透濃縮系統(tǒng)中濃縮，經(jīng)過反滲透處理后的汲取液分為清水和濃水，清水檢測達(dá)標(biāo)后直接排放，濃水回流至汲取液水箱，并作為汲取液向正滲透濃縮裝置補(bǔ)充。
優(yōu)選的，所述S3中汽提塔內(nèi)的汽提氣水比為3000~3500:1，所述吸收塔內(nèi)的吸收液為稀硫酸。
優(yōu)選的，所述S5中反滲透裝置中的濃縮液回流至生化處理系統(tǒng)繼續(xù)處理。
綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明將低碳氮比污水通過將正滲透系統(tǒng)、汽提系統(tǒng)、生化處理聯(lián)用，降低了生化系統(tǒng)脫氮所需碳源，從而實(shí)現(xiàn)污水廠碳中和的目標(biāo)。
本發(fā)明從污水中回收的硫酸銨結(jié)晶體是重要的工業(yè)原料。
本發(fā)明中的正滲透濃縮系統(tǒng)設(shè)置在系統(tǒng)工藝的前端，濃縮后減少的污水體積也減少了后續(xù)污水處理工藝的建造規(guī)模以及電耗，從而實(shí)現(xiàn)降本增效。
（發(fā)明人：吳林禹;韓飛飛;趙錦程）
