一种用于源分离尿液的资源回收装置制造方法及图纸

一种用于源分离尿液的资源回收装置，尿液首先通过固定化的生物预处理系统，随后经过膜分离系统对尿液中的水资源进行回收，对回收的水源进行臭氧消毒、脱色后进行加压存贮、再利用，完成水资源回收的同时可实现尿液减量化的处理效果，减小后续氮磷资源回收系统规模；膜分离所产生的浓水进入资源回收系统，通过深度水解、药剂投加、鸟粪石沉淀、结晶产物脱水等一系列步骤，获得固态的氮磷营养元素回收产物；经营养物质回收后的废液排入慢速渗滤土地处理系统，提高水中活性微生物数量，通过将其输送至预处理系统可实现强化水解速率的效果。本发明专利技术实现了尿液中水资源与氮磷营养物质的同步回收，并且回收产物杂质少。

A resource recovery device for source separation of urine

The utility model relates to a resource recovery device for source separation of urine. Urine is first recovered through an immobilized biological pretreatment system and then through a membrane separation system. The recovered water is disinfected and decolorized by ozone, and then stored and reused under pressure. The water resources can be recovered and the urine can be realized simultaneously. Reducing the treatment effect and reducing the scale of the subsequent nitrogen and phosphorus recovery system; the concentrated water produced by membrane separation enters the resource recovery system and obtains solid nitrogen and phosphorus nutrient recovery products through a series of steps, such as deep hydrolysis, medicament addition, bird manure precipitation, crystalline product dehydration, etc. The amount of active microorganisms in the water can be increased by discharging the liquid into the slow infiltration land treatment system, and the effect of enhancing the hydrolysis rate can be achieved by transporting it to the pretreatment system. The invention realizes the simultaneous recovery of water resources and nitrogen and phosphorus nutrients in urine, and the recovery product has less impurities.

【技术实现步骤摘要】
一种用于源分离尿液的资源回收装置
本专利技术属于污水处理
，特别涉及一种用于源分离尿液的资源回收装置。
技术介绍
研究资料显示，尿液中含有8000～10000mg/L的氮元素和700～2000mg/L磷元素。按照目前的理念认为尿液等人体排泄物是一种污染物，需要大量的水源去冲洗，造成水资源与N、P营养物质的巨大浪费。由于氮磷等营养物质是肥料的重要组份，将尿液中的营养物质加以回收利用，一方面可解决污水处理厂进水氮磷负荷高的问题，提高出水水质；另一方面，回收的产物可用作农业生产肥料，实现资源的循环利用。目前，尿液中营养元素回收技术主要有三种:(1)单独回收磷，比如采用磷酸铵镁化学沉淀法对尿液中磷的回收；(2)单独回收氮，比如采用离子交换法回收了污水中的氨氮、采用异丁叉二脲(IBDU)单独回收尿液中尿素；(3)氮磷的同步回收，比如在尿素完全分解为氨氮的基础上采用磷酸铵镁沉淀法和其他方法结合同步回收氮磷，生成稳定的肥料磷酸铵镁(鸟粪石)，该方法可回收大约90％的氮和98％的磷。以上三种方法中磷酸铵镁沉淀法同步回收氮磷是尿液中营养元素回收的最佳选择，但该方法的应用必须建立在尿液中尿素大量分解转化的基础之上。自然条件下，新鲜尿液中的聚磷酸盐可以很快的(1天内)分解成PO43-；新鲜尿液密闭放置时，尿素转化为氨氮非常困难，即使放置时间长达20天，转化率一般小于25％。因此，如何加快尿液中尿素转化为氨氮的速率成为磷酸铵镁沉淀法同步回收氮磷的关键因素。傅金祥等人申请的专利(CN201010168444.8)方法是加入NaOH调节尿液的pH，随后加药、搅拌沉淀；董良飞等人申请的专利(CN201110037688.7)方法是将尿液收集后密闭静置较长时间，这些方法均可在一定程度上促进尿液中的尿素转化为氨氮，但在水解速率及最终效果上还有很大的缺陷，实际应用过程中效果不佳。最有效促进的尿素水解的方法是投加尿酶，研究资料表明，在尿酶含量为50mg/l的条件下，尿液中85％尿素可在8小时内转化为氨氮，但由于尿酶非常昂贵，限制了该方法的大规模应用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种用于源分离尿液的资源回收装置，尿液首先通过固定化的生物预处理系统，随后经过膜分离系统对尿液中的水资源进行回收，对回收的水源进行臭氧消毒、脱色后进行加压存贮、再利用，完成水资源回收的同时可实现尿液减量化的处理效果，减小后续氮磷资源回收系统规模；膜分离所产生的浓水进入资源回收系统，通过深度水解、药剂投加、鸟粪石沉淀、结晶产物脱水等一系列步骤，获得固态的氮磷营养元素回收产物；经营养物质回收后的废液排入慢速渗滤土地处理系统，提高水中活性微生物数量，通过将其输送至预处理系统可实现强化水解速率的效果。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于源分离尿液的资源回收装置，包括：预处理系统：包括填料床1，填料床1底部设置电动排污阀3，源分离尿液进入填料床1，再经管道提升泵2加压进入膜分离系统；膜分离系统：包括依次连接的一级微滤设备4、二级微滤设备5、高压泵6和两组并联的RO膜元件7，一级微滤设备4的入口与提升泵2的出口连接；再生水利用系统：包括脱色消毒反应器8，经RO膜元件7分离的净水从脱色消毒反应器8的下部进入，出水经提升泵9加压后进入再生水压力储罐10备用，再生水压力储罐10上安装有压力传感器11，臭氧发生器12所产生的臭氧经脱色消毒反应器8底部的扩散装置与净水进行混匀、消毒、脱色反应；资源回收系统：包括具有两个独立储存空间的水解反应器15，每个储存空间内设置有浮球式液位计16，经RO膜元件7分离的浓水分别经过电磁阀一13、电磁阀二14进入所述储存空间，水解后的浓液分别流经电磁阀三17、电磁阀四18后，由管道泵19输送至带搅拌器21的鸟粪石结晶反应器20，鸟粪石结晶反应器20上设有固体镁盐定量投加设备22和固体磷盐定量投加设备23，结晶产物由鸟粪石结晶反应器20底部排入微孔转鼓筛滤设备24对产物进行回收；鸟粪石结晶反应器20内上清液进入慢速渗滤系统25，由慢速渗滤系统25底部收集的处理水被输送回预处理系统的填料床1内。所述填料床1的停留时间为12～24h，内置钢丝拉紧的纤维填料，体积占床体的1/3～1/2；管道提升泵2的扬程为20～30m；电动排污阀3由PLC自动控制定时开关，程序设置为每24h开启1min。所述一级微滤设备4的精度为5μm，二级微滤设备5的精度为1μm，高压泵6的扬程80～120m，RO膜元件7的产水率为50～70％，脱盐效率不低于90％。所述脱色消毒反应器8的停留时间为20～30min；臭氧投加量为8～10mg/l，采用刚玉曝气头；提升泵9的扬程为50～60m，再生水压力储罐10采用气压给水罐，有效容积不小于50L，工作压力范围0.4～0.6MPa，压力传感器11的量程0～1MPa；臭氧发生器12的气源采用空气，产量为1～2g/h。所述电磁阀一13、电磁阀二14、电磁阀三17和电磁阀四18均采用常闭电磁阀，水解反应器15中两个独立浓液储存空间总的停留时间为48h，管道泵19的扬程为8～10m；鸟粪石结晶反应器20的停留时间为60min，搅拌器21为螺旋式搅拌桨，浆叶高度为1/2～2/3的反应器高；固体镁盐定量投加设备22和固体磷盐定量投加设备23的计量投加过程均采用直流调速电机来实现；微孔转鼓筛滤设备24选用300～500目的不锈钢筛网对产物进行回收。所述慢速渗滤系统25的滤速为3～5m/d，滤层厚度1.2～1.5m，顶部采用穿孔管均匀布水，底部采用30～50cm的砾石层作为集水层，收集到的滤后水输送到预处理系统的填料床1内。所述提升泵9采用PLC自动控制，运行方式为：当压力传感器达到设定高值后，提升泵9停止运行；管道提升泵2和高压泵6继续运行5min后停止，臭氧发生器12继续运行10min后停止；当压力传感器11达到设定低值后，提升泵9、管道提升泵2和高压泵6同时启动，臭氧发生器12滞后5min启动。所述水解反应器15的独立储存空间交替运行存贮尿液，并由浮球式液位计16来实现自动控制：当液位处于低点时，开启与之对应的电磁阀一13或电磁阀二14，关闭与之对应的电磁阀三17或电磁阀四18；当液位处于高点时，关闭与之对应的电磁阀一13或电磁阀二14，开启与之对应的电磁阀三17或电磁阀四18。所述慢速渗滤系统25的滤层采用腐殖土，80～100d全部更换一次，可就地用于土壤还田、绿化；穿孔布水管采用Φ32滴灌软管，间距30cm，通过慢速渗滤系统25提高水中活性微生物的数量，强化预处理系统水解效果。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本方法实现了尿液中水资源和氮磷营养物质的同步回收。2、本方法的营养物质回收产物杂质少、品质高。3、本方法处理技术成熟，可实现不同规模、场合的应用。附图说明图1是本专利技术结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。如图1所示，本专利技术一种用于源分离尿液的资源回收装置，包括：预处理系统：包括填料床1，填料床1底部设置电动排污阀3，源分离尿液进入填料床1，再经管道提升泵2加压进入膜分离系统；膜分离系统：包括依次连接的一级微滤设备4、二级微滤设备5、高压泵6和两组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于源分离尿液的资源回收装置，其特征在于，包括：预处理系统：包括填料床(1)，填料床(1)底部设置电动排污阀(3)，源分离尿液进入填料床(1)，再经管道提升泵(2)加压进入膜分离系统；膜分离系统：包括依次连接的一级微滤设备(4)、二级微滤设备(5)、高压泵(6)和两组并联的RO膜元件(7)，一级微滤设备(4)的入口与提升泵(2)的出口连接；再生水利用系统：包括脱色消毒反应器(8)，经RO膜元件(7)分离的净水从脱色消毒反应器(8)的下部进入，出水经提升泵(9)加压后进入再生水压力储罐(10)备用，再生水压力储罐(10)上安装有压力传感器(11)，臭氧发生器(12)所产生的臭氧经脱色消毒反应器(8)底部的扩散装置与净水进行混匀、消毒、脱色反应；资源回收系统：包括具有两个独立储存空间的水解反应器(15)，每个储存空间内设置有浮球式液位计(16)，经RO膜元件(7)分离的浓水分别经过电磁阀一(13)、电磁阀二(14)进入所述储存空间，水解后的浓液分别流经电磁阀三(17)、电磁阀四(18)后，由管道泵(19)输送至带搅拌器(21)的鸟粪石结晶反应器(20)，鸟粪石结晶反应器(20)上设有固体镁盐定量投加设备(22)和固体磷盐定量投加设备(23)，结晶产物由鸟粪石结晶反应器(20)底部排入微孔转鼓筛滤设备(24)对产物进行回收；鸟粪石结晶反应器(20)内上清液进入慢速渗滤系统(25)，由慢速渗滤系统(25)底部收集的处理水被输送回预处理系统的填料床(1)内。...

【技术特征摘要】
1.一种用于源分离尿液的资源回收装置，其特征在于，包括：预处理系统：包括填料床(1)，填料床(1)底部设置电动排污阀(3)，源分离尿液进入填料床(1)，再经管道提升泵(2)加压进入膜分离系统；膜分离系统：包括依次连接的一级微滤设备(4)、二级微滤设备(5)、高压泵(6)和两组并联的RO膜元件(7)，一级微滤设备(4)的入口与提升泵(2)的出口连接；再生水利用系统：包括脱色消毒反应器(8)，经RO膜元件(7)分离的净水从脱色消毒反应器(8)的下部进入，出水经提升泵(9)加压后进入再生水压力储罐(10)备用，再生水压力储罐(10)上安装有压力传感器(11)，臭氧发生器(12)所产生的臭氧经脱色消毒反应器(8)底部的扩散装置与净水进行混匀、消毒、脱色反应；资源回收系统：包括具有两个独立储存空间的水解反应器(15)，每个储存空间内设置有浮球式液位计(16)，经RO膜元件(7)分离的浓水分别经过电磁阀一(13)、电磁阀二(14)进入所述储存空间，水解后的浓液分别流经电磁阀三(17)、电磁阀四(18)后，由管道泵(19)输送至带搅拌器(21)的鸟粪石结晶反应器(20)，鸟粪石结晶反应器(20)上设有固体镁盐定量投加设备(22)和固体磷盐定量投加设备(23)，结晶产物由鸟粪石结晶反应器(20)底部排入微孔转鼓筛滤设备(24)对产物进行回收；鸟粪石结晶反应器(20)内上清液进入慢速渗滤系统(25)，由慢速渗滤系统(25)底部收集的处理水被输送回预处理系统的填料床(1)内。2.根据权利要求1所述用于源分离尿液的资源回收装置，其特征在于，所述填料床(1)的停留时间为12～24h，内置钢丝拉紧的纤维填料，体积占床体的1/3～1/2；管道提升泵(2)的扬程为20～30m；电动排污阀(3)由PLC自动控制定时开关，程序设置为每24h开启1min。3.根据权利要求1所述用于源分离尿液的资源回收装置，其特征在于，所述一级微滤设备(4)的精度为5μm，二级微滤设备(5)的精度为1μm，高压泵(6)的扬程80～120m，RO膜元件(7)的产水率为50～70％，脱盐效率不低于90％。4.根据权利要求1所述用于源分离尿液的资源回收装置，其特征在于，所述脱色消毒反应器(8)的停留时间为20～30min；臭氧投加量为8～10mg/l，采用刚玉曝气头；提升泵(9)的扬程为50～60m，再生水压力储罐(10)采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：任武昂，金鹏康，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61