一种源头富集与回收污水有机碳源的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种源头富集与回收污水有机碳源的方法及装置，属于污水处理技术领域。本发明专利技术提供的装置及应用该装置进行污水处理的方法将活性污泥吸附和自生动态膜分离技术结合，应用于传统污水处理工艺的前端，实现了污水有机碳源的源头富集与回收。富集、分离后的污水碳源可作为资源回收，减少了剩余污泥的产生；自生动态膜分离取代重力沉淀分离或离心分离，减少了能耗和投资成本，避免了传统碳源回收工艺的碳源再释放问题。本发明专利技术的装置运行稳定以后，出水中SS趋于零，实现了污水与碳源的分离，碳源的回收率达到80％左右，为后续的资源化处理提供了条件。

Method and device for enriching and recovering organic carbon source of sewage source

The invention discloses a method and a device for enriching and recovering organic carbon source of sewage from a source, which belongs to the technical field of sewage treatment. The invention provides a device and application of the device for the sewage treatment method of activated sludge adsorption and self forming dynamic membrane separation technology with front-end applied to traditional wastewater treatment process, the source of sewage and recycling of organic carbon enrichment. Carbon source sewage after enrichment and separation can be used as a resource recycling, reduce excess sludge production; self forming dynamic membrane separation instead of gravity separation or centrifugal precipitation, reduce the energy consumption and investment cost, avoid the traditional carbon recycling process of carbon source release problem. After the operation of the device of the invention is stable, the SS in the effluent reaches zero, the separation of the sewage and the carbon source is realized, and the recovery rate of the carbon source is about 80%, which provides the conditions for the subsequent resource treatment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种源头富集与回收污水有机碳源的方法及装置，属于污水处理

技术介绍
传统的污水生物处理工艺是将污水中的污染物转化成气体或固体去除，尤其是将污水中的大部分有机物由微生物降解成二氧化碳，氨，最终以氮气的形式排掉，除此之外，剩余污泥中的磷酸盐的含量也不可小视。因此，传统的污水生物处理方式并不是基于可持续化发展的理念，不仅没有将污染物转化为资源回收，还对环境造成了不可忽视的影响。因此，一种将污水中的营养物质直接分离出来，并进行高附加值转化(如发酵产沼气、制备有机酸等)的装置和方法，对于简化工艺污水处理工艺，节省投资成本与运行费用，实现了污染物的资源化利用具有重要的应用意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种源头富集与回收污水有机碳源的装置，包括反应器主体，膜组件，搅拌驱动装置，和搅拌装置；所述搅拌驱动装置设置在反应器主体顶部；所述搅拌装置包括搅拌轴、搅拌叶轮和转子，搅拌轴为中空的管道，设置于反应器主体的中轴线上，一端插入搅拌驱动装置内部并用螺丝固定，另一端贯穿旋入转子内并固定；搅拌叶轮设置在搅拌轴上，转子固定在专利技术器主体底部；所述膜组件包括支撑组件和无纺布膜，支撑组件呈中空的圆柱状双层框架结构，外层框架和内层框架之间设置空腔，空腔内部设置管道并与搅拌轴通过管道连接；支撑组件外部由无纺布膜包裹。在本专利技术的一种实施方式中，所述搅拌驱动装置为电机，还与搅拌调节装置连接；所述搅拌调节装置包括显示屏和旋转阀，通过调节旋转阀控制搅拌驱动装置的转速。在本专利技术的一种实施方式中，所述反应器主体呈圆筒状，顶部设置顶盖，底部封底；顶盖上方固定有搅拌驱动装置和搅拌调节装置，使三者形成一体结构。在本专利技术的一种实施方式中，顶盖还设置排气口。在本专利技术的一种实施方式中，反应器主体设置进水管、排泥管和取样口；所述进水管设置于反应器主体侧壁靠近顶端1/6～1/3处，所述排泥管设置于反应器主体侧壁的底部区域；所述取样口设置于反应器主体侧壁上。在本专利技术的一种实施方式中，反应器主体底部设置出水管；所述出水管12设置于反应器主体中轴线位置，与搅拌轴通过管道连接，出水依次经过搅拌、转子、并从安装在反应器底部的出水管流出。在本专利技术的一种实施方式中，所述搅拌叶轮有至少一对，数量为≥2对时在搅拌轴上平行设置，并使膜组件位于两对搅拌叶轮之间。在本专利技术的一种实施方式中，所述装置还在底部设置万向轮。本专利技术的第二个目的是提供一种源头富集与回收污水有机碳源的方法，所述方法是应用所述装置，加入污水和活性污泥，控制运行温度为0-40℃左右，水力停留时间为10-50min；污泥浓度为1000-6000mg/L；搅拌装置的转速为15-100r/min。在本专利技术的一种实施方式中，所述方法是应用大孔径网状无纺布，孔径为100-500目，膜通量为50-150L/m2/h。在本专利技术的一种实施方式中，活性污泥取自污水处理厂的曝气池，进水为含有机碳的污水。在本专利技术的一种实施方式中，所述方法具体是：控制运行温度为0-40℃，水力停留时间为10-50min；控制污泥浓度为1000-6000mg/L；搅拌装置的转速为15-100r/min；连续进水、连续出水和间歇排泥；所述间歇排泥是每40～90min排泥一次。本专利技术还提供所述源头富集与回收污水有机碳源的装置在环境领域的应用。本专利技术的方法具有以下有益效果：(1)污泥的吸附作用解决了常规的生物处理带来的资源回收率低的问题，甚至避免了后者产生的环境问题或后续处理压力，减少剩余污泥的产生，将污染物吸附以后，进行资源化回收，如，发酵产酸作为碳源回用于污水处理。(2)利用活性污泥的吸附性进行污水处理，取代市售吸附剂，节省成本，便于操作，便于资源化，吸附时间最短仅10min，且吸附率达到80以上。(3)自生动态膜的分离作用，使出水的SS趋于零，截留率接近100％，将污泥与废水很好的分离，动态膜反应器取代了沉淀池，避免了因过长的沉淀时间而造成的污泥释放碳源的问题，并且节省占地面积。(4)采用自旋式膜组件，有效地控制了膜污染，COD的去除效率达到80％左右动态膜通量可维持在较大数值，50-150L/m2/h，满足了较短的吸附时间。(5)动态膜制作成本低，并且重力自流出水，节省运行能耗。附图说明图1为吸附碳源的高通量自生动态膜反应器的示意图；其中：1、搅拌驱动装置，2、搅拌调节装置，3、排气口，4、进水管，5、反应器主体，6、搅拌轴，7、膜组件，8、盖子，9、取样口，10、搅拌叶轮，11、转子，12、出水管，13、排泥管，14、万向轮；虚线表示污水的运动轨迹；图2为吸附污水碳源的自生动态膜反应器的阻力变化曲线；图3为吸附污水碳源的自生动态膜反应器出水SS变化曲线；图4为吸附污水碳源的自生动态膜反应器出水COD变化曲线；图5为污泥浓度对SCOD的去除率的影响；图6为污泥浓度对截留效果和膜形成时间的影响；图7为转速对出水SCOD的去除率的影响；图8为转速对出水截留效果和动态膜形成时间的影响。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术并不局限于此。实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。测定方法：化学需氧量(COD)、SS根据标准方法测定，COD采用重铬酸钾法，SS采用重量法。实施例1如图1所示，一种源头富集与回收污水碳源的装置，包括反应器主体5，搅拌驱动装置1，搅拌调节装置2，膜组件7，和搅拌装置；所述反应器主体5呈圆筒状，顶部设置顶盖8，底部封底，顶盖8上方固定有搅拌驱动装置1和搅拌调节装置2，使三者形成一体结构；搅拌装置包括搅拌轴6、搅拌叶轮10和转子11；搅拌轴6为中空的管道，设置于反应器主体的中轴线上，一端插入搅拌驱动装置1内部并用螺丝固定，另一端旋入转子11内并固定；所述转子11用螺丝固定在反应器主体5底部。搅拌轴上还设置搅拌叶轮10；膜组件7与搅拌叶轮10同轴设置，，膜组件7包括支撑组件和无纺布膜，支撑组件呈中空的圆柱状双层框架结构，外层框架和内层框架之间设置空腔，空腔内部可容纳液体并与中空搅拌轴6通过管道连接；无纺布膜包裹在支撑组件外部，使污水能够通过无纺布膜、支撑组件外层进入支撑组件框架结构的空间内，然后通过设置在空腔内部的管道流入搅拌轴6内，污泥经过无纺布膜的过滤，在无纺布表面形成污泥层。搅拌驱动装置1为电机，搅拌调节装置2包括转速显示屏和旋转阀，通过调节旋转阀控制搅拌驱动装置1的转速；顶盖8还设置排气口3，反应器主体5的侧壁靠近顶端1/6～1/3处设置进水管4，侧壁底部至2/3反应器高度的区域设置取样口9，用于实时取样；反应器主体5底部设置出水管12和排泥管13；所述出水管12设置于反应器主体5中轴线位置，于膜组件7内部通过管道连接，出水依次经过搅拌轴6、转子11、并从安装在反应器底部的出水管12流出。。所述搅拌叶轮10有至少1对，数量为≥2对时在搅拌轴上平行设置，并使膜组件7位于2对搅拌叶轮10之间。本装置还在底部设置万向轮，使装置便于移动。本装置运行时，污水由进水管4进入反应器，采自污水厂的活性污泥由排泥管13进入反应器，当水面达到设定液位时，开启搅拌装置进行搅拌。在10～30min内，污水经过膜组件表面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种源头富集与回收污水有机碳源的装置，其特征在于，包括反应器主体，膜组件，搅拌驱动装置和搅拌装置；所述搅拌驱动装置设置在反应器主体顶部；所述搅拌装置包括搅拌轴、搅拌叶轮和转子，搅拌轴为中空的管道，设置于反应器主体的中轴线上，一端插入搅拌驱动装置内部并用螺丝固定，另一端贯穿旋入转子内并固定；搅拌叶轮设置在搅拌轴上，转子固定在专利技术器主体底部；所述膜组件包括支撑组件和无纺布膜，支撑组件呈中空的圆柱状双层框架结构，外层框架和内层框架之间设置空腔，空腔内部设置管道并与搅拌轴通过管道连接；支撑组件外层框架由无纺布膜包裹。

【技术特征摘要】
1.一种源头富集与回收污水有机碳源的装置，其特征在于，包括反应器主体，膜组件，搅拌驱动装置和搅拌装置；所述搅拌驱动装置设置在反应器主体顶部；所述搅拌装置包括搅拌轴、搅拌叶轮和转子，搅拌轴为中空的管道，设置于反应器主体的中轴线上，一端插入搅拌驱动装置内部并用螺丝固定，另一端贯穿旋入转子内并固定；搅拌叶轮设置在搅拌轴上，转子固定在发明器主体底部；所述膜组件包括支撑组件和无纺布膜，支撑组件呈中空的圆柱状双层框架结构，外层框架和内层框架之间设置空腔，空腔内部设置管道并与搅拌轴通过管道连接；支撑组件外层框架由无纺布膜包裹。2.根据权利要求1所述的一种源头富集与回收污水有机碳源的装置，其特征在于，所述搅拌驱动装置为电机，还与搅拌调节装置连接；所述搅拌调节装置包括显示屏和旋转阀，通过调节旋转阀控制搅拌驱动装置的转速。3.根据权利要求1所述的一种源头富集与回收污水有机碳源的装置，其特征在于，所述反应器主体呈圆筒状，顶部设置顶盖，底部封底；顶盖上方固定有搅拌驱动装置和搅拌调节装置，使三者形成一体结构。4.根据权利要求1所述的一种源头富集与回收污水有机碳源的装置，其特征在于，顶盖还设置排气口。5.根据权利要求1所述的一种源头富集与回收污水有机碳源的装置，其特征在于，反应器主体设置进水管、排泥管和取样口；所述进水管设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘和，刘宏波，王玲，符波，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32