专利摘要
本实用新型公开了一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统,系统包括有集水池、沉砂池、第一反应器、第二反应器、原料液储存器、汲取液储存器、渗透膜组件和沉淀池,其中集水池与污水管网相连通,集水池通过管路与沉砂池相连接,沉砂池通过管路还与第一反应器相连接,第一反应器分别通过管路与原料液储存器和第二反应器相连接,第二反应器通过管路还与沉淀池相连接,其方法为:步骤1、污水通过提升泵进入沉砂池;步骤2、厌氧消化产出甲烷;步骤3、氮、磷资源不断被浓缩后进入沉淀池;步骤4、实现碳资源的回收;步骤5、将上清液回流至原料液储存器内重新进行处理。有益效果:实现了水、碳、氮、磷资源的完全回收;具有广阔的应用前景。
权利要求
1.一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统,其特征在于:包括有集水池、沉砂池、第一反应器、第二反应器、原料液储存器、汲取液储存器、渗透膜组件和沉淀池,其中集水池与污水管网相连通,集水池通过管路与沉砂池相连接,沉砂池通过管路还与第一反应器相连接,第一反应器分别通过管路与原料液储存器和第二反应器相连接,第二反应器通过管路还与沉淀池相连接,原料液储存器通过管路也与沉淀池相连接,原料液储存器和汲取液储存器通过两条管路相连接,渗透膜组件装配在原料液储存器和汲取液储存器的两条连接管路上。
2.根据权利要求1所述的一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统,其特征在于:所述的集水池内设置有格栅用于截留污水中的悬浮物和漂浮物,集水池与沉砂池的连接管路上装配有提升泵用于集水池内的污水泵入沉砂池内,沉砂池与第一反应器的连接管路上装配有第一蠕动泵,沉砂池为曝气沉砂池。
3.根据权利要求1所述的一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统,其特征在于:所述的第一反应器为高负荷膜生物反应器,第一反应器内设置有超滤膜组件和曝气石,超滤膜组件中的超滤膜有效面积为0.1m
4.根据权利要求1所述的一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统,其特征在于:所述的原料液储存器内设置有电导率仪和pH 值测试仪,原料液储存器与沉淀池的连接管路上装配有第六蠕动泵,原料液储存器与渗透膜组件的连接管路上装配有第七蠕动泵,渗透膜组件与汲取液储存器的连接管路上装配有第八蠕动泵,渗透膜组件由正渗透膜组成,正渗透膜的有效面积为30cm
5.根据权利要求1所述的一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统,其特征在于:所述的沉淀池内装配有搅拌器和pH 值测试仪。
说明书
技术领域
本实用新型涉及一种回收碳、氮、磷和水的系统,特别涉及一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统。
背景技术
目前,水是污水处理厂产出的重要资源,也是最多的资源,经适当处理后可用于各种回用目的。目前,通常情况下采用消毒工艺来确保出水水质的生物学安全性,在常用的氯消毒基础上,紫外线消毒以其高效性、安全性、经济等优势在实际得到广泛应用。近年来,城镇污水中除传统有机物、氮磷等污染物质外,还出现了新型微量有机污染物,如内分泌干扰物(EDCs)、药品和个人护理品(PPCPs)等,这些物质由于具有潜在的风险,在再生水处理过程中也应考虑对这些物质的去除。而膜技术由于高效性、稳定性、安全性等特点在水再生回用中备受青睐。
每立方米城镇污水中约含COD为0.5kg,每年随城镇污水排放流失的碳资源达2000万t,据估算约是处理污水所耗能量的9.3倍;按去除每千克COD产生 0.35m
磷属于一种不可再生的且不可替代的战略性资源,具有耗竭性。典型城镇污水中的无机氮主要以氨氮(游离氨NH3与离子态铵盐NH4
发明内容
本实用新型的主要目的是为了能够实现高效回收城镇污水中水、碳、氮和磷等资源而提供的一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统。
本实用新型提供的用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统包括有集水池、沉砂池、第一反应器、第二反应器、原料液储存器、汲取液储存器、渗透膜组件和沉淀池,其中集水池与污水管网相连通,集水池通过管路与沉砂池相连接,沉砂池通过管路还与第一反应器相连接,第一反应器分别通过管路与原料液储存器和第二反应器相连接,第二反应器通过管路还与沉淀池相连接,原料液储存器通过管路也与沉淀池相连接,原料液储存器和汲取液储存器通过两条管路相连接,渗透膜组件装配在原料液储存器和汲取液储存器的两条连接管路上。
集水池内设置有格栅用于截留污水中的悬浮物和漂浮物,集水池与沉砂池的连接管路上装配有提升泵用于集水池内的污水泵入沉砂池内,沉砂池与第一反应器的连接管路上装配有第一蠕动泵,沉砂池为曝气沉砂池。
第一反应器为高负荷膜生物反应器,第一反应器内设置有超滤膜组件和曝气石,超滤膜组件中的超滤膜有效面积为0.1m
原料液储存器内设置有电导率仪和pH值测试仪,原料液储存器与沉淀池的连接管路上装配有第六蠕动泵,原料液储存器与渗透膜组件的连接管路上装配有第七蠕动泵,渗透膜组件与汲取液储存器的连接管路上装配有第八蠕动泵,渗透膜组件由正渗透膜组成,正渗透膜的有效面积为30cm
沉淀池内装配有搅拌器和pH值测试仪。
上述的提升泵、第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵、第四蠕动泵、第五蠕动泵、电导率仪、pH值测试仪、第六蠕动泵、第七蠕动泵、第八蠕动泵和搅拌器均为现有设备的组装,因此具体型号和规格没有进行赘述。
本实用新型提供的用于回收污水中碳、氮、磷和水的方法,其方法如下所述:
步骤1、城市污水通过污水管网进入集水池,进入集水池内的污水通过格栅截留大部分悬浮物和漂浮物后,通过提升泵进入沉砂池;
步骤2、进入沉砂池的污水被泵入第一反应器进行处理,第一反应器内设置有超滤膜组件和曝气石,经过超滤膜组件过滤后分离出的水被泵入原料液储存器,经过第一反应器处理后的浓缩液富含被分离出的有机物通过管路进入第二反应器进行厌氧消化产出甲烷;
步骤3、原料液储存器内的进水作为原料液,以常用农业肥料钾肥中主成分KCl的高盐溶液作为汲取液储存器中的汲取液,随着正渗透系统的运行,利用高低渗透压差,使得原料液储存器中的原料液不断地通过渗透膜组件进入汲取液储存器中,稀释后的汲取液可直接运用于农田灌溉,实现水资源的灌溉回用,原料液储存器中浓缩后的原料液中氮、磷资源不断被浓缩富集后进入沉淀池;
步骤4、进入沉淀池的浓缩液通过调节pH值、氮镁磷比条件,在沉淀池中生成鸟粪石沉淀,作为缓释肥回收利用,沉淀池中的上清液再被泵入回流至第二反应器中进行厌氧消化,实现碳资源的完全回收;
步骤5、第二反应器中厌氧消化产生甲烷后,残存的氮、磷资源可被继续回收,将第二反应器中的上清液回流至原料液储存器内重新进行处理利用。
步骤1中的沉砂池为曝气沉砂池。
步骤2中的超滤膜组件所用超滤膜为平板膜,单片膜的有效面积为0.1m
步骤3中的渗透膜组件所用正渗透膜属于不对称膜,由活性层和支撑层组成,其中活性层的材质为三醋酸纤维,支撑层材质为聚酯,正渗透膜的有效面积30cm
步骤4中的鸟粪石为一种缓释肥料,含Mg:N:P的比例为1:1:1,pH值控制在5-9.5,有利于这种复合肥料的形成。
本实用新型的工作原理:
城市污水通过市政管网进入集水池。污水通过格栅截留大部分悬浮物和漂浮物后,通过提升泵进入沉砂池。沉砂池出水水质:COD浓度为270mg/L,TN浓度为56.9mg/L,NH4
然后,沉砂池出水通过第一蠕动泵进入第一反应器,第一反应器内设置有超滤膜组件以及曝气石。超滤膜组件有效面积为0.1m
原料液储存器中的出水通过第七蠕动泵引入渗透膜组件。在渗透膜组件的正渗透过程中,以原料液储存器进水作为原料液,以常用农业肥料钾肥中主成分KCl的高盐溶液作为汲取液储存器中的汲取液,原料液与汲取液分别通过第七蠕动泵和第八蠕动泵进入渗透膜组件,然后再分别回到原料液储存器与汲取液储存器中,浓缩液的体积为原料液的1/10。利用高低渗透压差,原料液储存器中的水不断地通过渗透膜组件进入汲取液储存器中,渗透膜组件中的正渗透膜的有效面积30cm
原料液储存器中的浓缩液通过第六蠕动泵进入沉淀池进行鸟粪石化学沉淀。沉淀池中设有pH值测试仪和搅拌器。通过调节pH值控制在5-9.5,反应时间为20min,n(NH4
沉淀池上清液通过第五蠕动泵进入第二反应器厌氧消化产甲烷。厌氧消化产甲烷后,收集气体产能,实现碳资源的回收;底泥可直接作固废处理。由于超滤段浓缩液以及鸟粪石回收段上清液中氮、磷资源并没有被完全回收,因此第二反应器厌氧消化产甲烷后的上清液通过第四蠕动泵回流至原料液储存器,继续进行浓缩富集。
本实用新型的有益效果:
本实用新型提供的技术方案相比于现有技术,实现了在流程简单、低能耗、碳排放少的条件下,仍具有所需要的污水处理效果。实现了水、碳、氮、磷资源的完全回收:高效回收水资源,水的回用率为85%以上;高效回收碳资源,甲烷回收率可达80%;高效回收氮、磷资源,氮回收率达80%以上,磷回收率达75%以上,其回收磷产品中有效磷含量达15%以上;正渗透膜膜污染小,易于清洗,进行15min物理清洗后膜通量可恢复75%以上;具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型所述回收系统整体结构示意图。
上图中的标注如下:
1、集水池 2、沉砂池 3、第一反应器 4、第二反应器 5、原料液储存器 6、汲取液储存器 7、渗透膜组件 8、沉淀池 9、格栅 10、提升泵 11、第一蠕动泵 12、超滤膜组件 13、曝气石 14、第二蠕动泵 15、第三蠕动泵 16、连通管 17、第四蠕动泵 18、第五蠕动泵 19、电导率仪 20、pH值测试仪 21、第六蠕动泵 22、第七蠕动泵 23、第八蠕动泵 24、搅拌器。
具体实施方式
请参阅图1所示:
本实用新型提供的用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统包括有集水池1、沉砂池2、第一反应器3、第二反应器4、原料液储存器5、汲取液储存器6、渗透膜组件7和沉淀池8,其中集水池1与污水管网相连通,集水池1通过管路与沉砂池2相连接,沉砂池2通过管路还与第一反应器3相连接,第一反应器3 分别通过管路与原料液储存器5和第二反应器4相连接,第二反应器4通过管路还与沉淀池8相连接,原料液储存器5通过管路也与沉淀池8相连接,原料液储存器5和汲取液储存器6通过两条管路相连接,渗透膜组件7装配在原料液储存器5和汲取液储存器6的两条连接管路上。
集水池1内设置有格栅9用于分离出污水中的杂物,集水池1与沉砂池2 的连接管路上装配有提升泵10用于集水池1内的污水泵入沉砂池2内,沉砂池 2与第一反应器3的连接管路上装配有第一蠕动泵11,沉砂池2为曝气沉砂池。
第一反应器3为高负荷膜生物反应器,第一反应器3内设置有超滤膜组件 12和曝气石13,超滤膜组件12中的超滤膜有效面积为0.1m
原料液储存器5内设置有电导率仪19和pH值测试仪20,原料液储存器5 与沉淀池8的连接管路上装配有第六蠕动泵21,原料液储存器5与渗透膜组件 7的连接管路上装配有第七蠕动泵22,渗透膜组件7与汲取液储存器6的连接管路上装配有第八蠕动泵23,渗透膜组件7由正渗透膜组成,正渗透膜的有效面积为30cm
沉淀池8内装配有搅拌器24和pH值测试仪20。
上述的提升泵10、第一蠕动泵11、第二蠕动泵14、第三蠕动泵15、第四蠕动泵17、第五蠕动泵18、电导率仪19、pH值测试仪20、第六蠕动泵21、第七蠕动泵22、第八蠕动泵23和搅拌器24均为现有设备的组装,因此具体型号和规格没有进行赘述。
本实用新型提供的用于回收污水中碳、氮、磷和水的方法,其方法如下所述:
步骤1、城市污水通过污水管网进入集水池1,进入集水池1内的污水通过格栅9截留大部分悬浮物和漂浮物后,通过提升泵10进入沉砂池2;
步骤2、进入沉砂池2的污水被泵入第一反应器3进行处理,第一反应器3 内设置有超滤膜组件7和曝气石13,经过超滤膜组件7过滤后分离出的水被泵入原料液储存器5,经过第一反应器3处理后的浓缩液富含被分离出的有机物通过管路进入第二反应器4进行厌氧消化产出甲烷;
步骤3、原料液储存器5内的进水作为原料液,以常用农业肥料钾肥中主成分KCl的高盐溶液作为汲取液储存器6中的汲取液,随着正渗透系统的运行,利用高低渗透压差,使得原料液储存器5中的原料液不断地通过渗透膜组件7 进入汲取液储存器6中,稀释后的汲取液可直接运用于农田灌溉,实现水资源的灌溉回用,原料液储存器5中浓缩后的原料液中氮、磷资源不断被浓缩富集后进入沉淀池8;
步骤4、进入沉淀池8的浓缩液通过调节pH值、氮镁磷比条件,在沉淀池 8中生成鸟粪石沉淀,作为缓释肥回收利用,沉淀池8中的上清液再被泵入回流至第二反应器4中进行厌氧消化,实现碳资源的完全回收;
步骤5、第二反应器4中厌氧消化产生甲烷后,残存的氮、磷资源可被继续回收,将第二反应器4中的上清液回流至原料液储存器5内重新进行处理利用。
步骤1中的沉砂池2为曝气沉砂池。
步骤2中的超滤膜组件12所用超滤膜为平板膜,单片膜的有效面积为0.1m
步骤3中的渗透膜组件7所用正渗透膜属于不对称膜,由活性层和支撑层组成,其中活性层的材质为三醋酸纤维,支撑层材质为聚酯,正渗透膜的有效面积30cm
步骤4中的鸟粪石为一种缓释肥料,含Mg:N:P的比例为1:1:1,pH值控制在5-9.5,有利于这种复合肥料的形成。
本实用新型的工作原理:
城市污水通过市政管网进入集水池1。污水通过格栅9截留大部分悬浮物和漂浮物后,通过提升泵10进入沉砂池2。沉砂池2出水水质:COD浓度为270mg/L, TN浓度为56.9mg/L,NH4
然后,沉砂池2出水通过第一蠕动泵11进入第一反应器3,第一反应器3 内设置有超滤膜组件12以及曝气石13。超滤膜组件12中的超滤膜有效面积为 0.1m
原料液储存器5中的出水通过第七蠕动泵22引入渗透膜组件7。在渗透膜组件7的正渗透过程中,以原料液储存器5进水作为原料液,以常用农业肥料钾肥中主成分KCl的高盐溶液作为汲取液储存器6中的汲取液,原料液与汲取液分别通过第七蠕动泵22和第八蠕动泵23进入渗透膜组件7,然后再分别回到原料液储存器5与汲取液储存器6中,浓缩液的体积为原料液的1/10。利用高低渗透压差,原料液储存器5中的水不断地通过渗透膜组件7进入汲取液储存器6中,渗透膜组件7中的正渗透膜的有效面积30cm
原料液储存器5中的浓缩液通过第六蠕动泵21进入沉淀池8进行鸟粪石化学沉淀。沉淀池8中设有pH值测试仪20和搅拌器24。通过调节pH值控制在 9.2,反应时间为20min,n(NH4
沉淀池8上清液通过第五蠕动泵18进入第二反应器4厌氧消化产甲烷。厌氧消化产甲烷后,收集气体产能,实现碳资源的回收;底泥可直接作固废处理。由于超滤段浓缩液以及鸟粪石回收段上清液中氮、磷资源并没有被完全回收,因此第二反应器4厌氧消化产甲烷后的上清液通过第四蠕动泵17回流至原料液储存器5,继续进行浓缩富集。
一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统专利购买费用说明
Q:办理专利转让的流程及所需资料
A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。
1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2:按规定缴纳著录项目变更手续费。
3:同时提交相关证明文件原件。
4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q:专利转让变更,多久能出结果
A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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