一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源系统及工艺方法技术方案

本发明专利技术公开了一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源系统及工艺方法，包括原料混合装置、水热反应器、高温脱水系统、脱氨系统、超滤系统和纳滤系统；所述原料混合装置、水热反应器、高温脱水系统、脱氨系统、超滤系统和纳滤系统依次通过高温滤液输送泵、管道和阀门进行连通；本发明专利技术利用了水热脱水滤液的高温，大幅提高了氨吹脱的效果，节约药剂，调节碳氮比；回收利用生物质水热滤液中的高浓度短链有机物，浓缩获得优质碳源，利用生物质废物解决因碳源不足而导致的总氮去除率较低的污水处理问题。生物质废物减量的同时，实现滤液的有效利用，以废治废，具有良好的环境效益、经济效益及社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源系统及工艺方法
本专利技术涉及城市生物质废物处理
，尤其是一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源系统及工艺方法。
技术介绍
随着城市发展和人民生活水平的提高,城市生活污水排放量逐渐增多,水质富营养化日趋严重。针对这种情况，我国的污水排放标准一直在逐渐升高,尤其是对氮磷指标的控制。但是大多数城镇工厂在处理污水排放的时候所面对的最大问题就是碳源不足造成城镇污水处理厂生物脱氮除磷效果不佳,导致污水的排放不能达到规定的标准。采用外加碳源大体上可以分为两大类：(1)传统碳源，包括甲醇、乙醇、乙酸等液态有机物及糖类；(2)其他类型的碳源，如工业废水、垃圾渗滤液。如何可持续、低成本的获取到污水处理所需的碳源、有效的解决生物脱氮除磷所需碳源不足问题是众多污水处理厂所面临的问题。生物质废物是城市环境污染所面临的一种高有机物固体废物，具有良好的资源化属性，如有机质转化成沼气回收能源，堆肥生产有机肥等。将其有机质进行有效的分离，可获得大量的碳源，将一种废物转化成碳源解决污水厂问题，既可以替代工业碳源节省成本，又可实现污水处理与固体废物处理的双重目标，是一种环境效益增倍的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源系统及工艺方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源系统：包括原料混合装置、水热反应器、高温脱水系统、脱氨系统、超滤系统和纳滤系统；所述原料混合装置、水热反应器、高温脱水系统、脱氨系统、超滤系统和纳滤系统依次通过高温滤液输送泵、管道和阀门进行连通。作为优选的，所述原料混合装置用于将各类生物质原料进行混合，并进行初步预处理，所述水热反应器用于使固体有机物溶解和水解，并且获得具有较高浓度的短链小分子有机物；所述高温脱水系统用于将热水解后的混合物进行脱水处理得到高温高浓度有机滤液；所述脱氨系统用于除去混合液体中的氨氮，以提高废水的碳氮比；所述超滤、纳滤系统用于提高碳源的浓度。作为优选的，脱氨系统和超滤系统之间设置有过滤器；过滤器进行杂质过滤，所述过滤器包括一级转刷过滤器和二级为袋式过滤器，一级转刷过滤器的过滤精度为800μm；二级为袋式过滤器的过滤精度为500μm。保护后续超滤系统不被颗粒堵塞，所述过滤器用于对超滤系统进行保护过滤。作为优选的，所述脱氨系统中设置有冷凝器和酸吸收装置；所述纳滤系统对超滤系统出水进行浓缩。作为优选的，所述超滤及纳滤系统为集成模块化装置。作为优选的，所述超滤系统为集成模块化装置，所述超滤膜可以为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTEE)、聚氯乙烯(PVC)、聚醚砜(PES)材料中的一种或多种，纳滤膜可以聚酰胺(PA)、醋酸纤维素(CA)、磺化聚砜(SPS)、磺化聚醚砜(SPES)和聚乙烯醇(PVA)等材料的一种或多种。本方案提供一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源的工艺方法，包括以下步骤：步骤一：将生物质原料和回流滤液在原料混合装置进行混合均质预处理，根据原料的特性进行初步除杂处理，留下初步除杂混合有机液；步骤二：将均质浆料进行水热处理；步骤三：水热处理后的有机混合物在高温下进行脱水，获得高温高浓度有机滤液；步骤四：对高温有机滤液进行pH调节；步骤五：进行高温下的脱氨调节碳氮比；步骤六：脱氨滤液再通过过滤器进行杂质过滤；步骤七：将初步滤杂后的有机滤液排入到超滤进行初步过滤处理，超滤清液进入纳滤系统中进行浓缩，获得高浓度碳源滤液；步骤八：所得滤液投加药剂对pH和碳氮比进行调节，制成有机碳源产品。步骤九：清液可进一步处理后达标排放；或直接外排至其他污水处理装置。作为优选的，步骤二中，所述热水解反应温度维持在150～220℃，持续时间维持在15～120min；步骤三中，所述得到的有机滤液温度为45～90℃，步骤四中，在有机滤液加入碱液，将pH调节至10～12。作为优选的，步骤五中，脱氮系统采用吹脱塔形式进行脱氮，其中气液比为300-3000:1，脱氮时长为10～60min，脱氮后去除氨氮60％-90％。作为优选的，步骤七中，在超滤系统中循环压力控制在约0.3～1MPa，纳滤系统中循环压力控制在约0.1～1MPa。作为优选的，步骤八中，经过超滤、纳滤系统的有机滤液的COD浓度可提高至2～5倍。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术利用了水热脱水滤液的高温，大幅提高了氨吹脱的效果，节约药剂；回收利用生物质水热滤液中的高浓度短链有机物，浓缩获得优质碳源，利用生物质废物解决因碳源不足而导致的总氮去除率较低的污水处理问题。生物质废物减量的同时，实现滤液的有效利用，以废治废，具有良好的环境效益、经济效益及社会效益。附图说明图1是本专利技术整体处理工艺的示意图；具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。实施例1如图1所示，一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源系统，包括原料混合装置、水热反应器、高温脱水系统、脱氨系统、超滤系统和纳滤系统；所述原料混合装置、水热反应器、高温脱水系统、脱氨系统、超滤系统和纳滤系统依次通过高温滤液输送泵、管道和阀门进行连通；原料混合装置用于将各类生物质原料进行混合，并进行初步预处理，为后续流程做基础，所述水热反应器用于使固体有机物溶解和水解，并且具有较高浓度的短链小分子有机物，所述高温脱水系统用于将热水解后的混合物进行脱水处理得到高温高浓度有机滤液，所述脱氨系统用于将含有机滤液浓度进行初步浓缩，除去混合液体中的氨氮；所述过滤器用于对超滤系统进行保护过滤，所述超滤及纳滤系统用于再次对再次浓缩，得到碳源含量较高的有机溶液供污水处理厂使用。所述过滤器包括一级转刷过滤器和二级为袋式过滤器，一级转刷过滤器的过滤精度为800μm；二级为袋式过滤器的过滤精度为500μm。所述脱氨系统中设置有冷凝器和酸吸收装置，冷凝器对氨氮进行初步冷凝回收，酸吸收装置进一步对氨氮进行吸收。增加生物质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源系统，其特征在于：包括原料混合装置、水热反应器、高温脱水系统、脱氨系统、超滤系统和纳滤系统；所述原料混合装置、水热反应器、高温脱水系统、脱氨系统、超滤系统和纳滤系统依次通过高温滤液输送泵、管道和阀门进行连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源系统，其特征在于：包括原料混合装置、水热反应器、高温脱水系统、脱氨系统、超滤系统和纳滤系统；所述原料混合装置、水热反应器、高温脱水系统、脱氨系统、超滤系统和纳滤系统依次通过高温滤液输送泵、管道和阀门进行连通。


2.如权利要求1所述的一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源系统，其特征在于：所述原料混合装置用于将各类生物质原料进行混合，并进行初步预处理，所述水热反应器用于使固体有机物溶解和水解，并且获得具有较高浓度的短链小分子有机物；所述高温脱水系统用于将热水解后的混合物进行脱水处理得到高温高浓度有机滤液；所述脱氨系统用于除去混合液体中的氨氮，以提高废水的碳氮比；所述超滤、纳滤系统用于提高碳源的浓度。


3.如权利要求1所述的一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源系统，其特征在于：脱氨系统和超滤系统之间设置有过滤器；所述过滤器用于对超滤系统进行保护过滤。


4.如权利要求1所述的一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源系统，其特征在于：所述脱氨系统中设置有冷凝器和酸吸收装置；所述纳滤系统对超滤系统出水进行浓缩。


5.如权利要求1所述的一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源系统，其特征在于：所述超滤及纳滤系统为集成模块化装置。


6.一种资源型城市生物质水热滤液制备碳源的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将生物质原料和回流滤液在原料混合装置进行混合均质预处理，根据原料的特性进行初步除杂处理，留下初步除杂混合有机液；
步骤二：将均质浆料进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢非，夏洲，邓舟，陈科宇，荀锐，张超，赵旭，
申请(专利权)人：四川深蓝环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51