本发明专利技术公开了一种超声波辅助回收城市污水中碳、氮、磷资源的系统及方法，所述系统包括集水池、高负荷生物絮凝反应器、超声池、厌氧消化池和蠕动泵，所述集水池与所述高负荷生物絮凝反应器管道连接，所述高负荷生物絮凝反应器底部出口与所述超声池入口管道连接，所述蠕动泵与所述高负荷生物絮凝反应器入口和超声池出口连接，所述厌氧消化池底入口与所述超声池池底出口管道连接，管道上安装有阀门。本发明专利技术高负荷生物絮凝反应器捕获城市污水中的碳资源，超滤膜组件出水高含氮磷资源，与厌氧消化池上清液的高含氮磷出水混合，有利于提高灌溉水的肥效或在后续氮磷营养物回收单元变成肥料的经济性，提高整个系统的资源回收率100％以上。
【技术实现步骤摘要】
一种超声波辅助回收城市污水中碳、氮、磷资源的系统及方法
本专利技术涉及废水资源化
，特别是涉及一种超声波辅助回收城市污水中碳、氮、磷资源的系统及方法。
技术介绍
随着社会的不断发展，由耗能型水处理技术向资源化和能源化技术转变已经成为未来发展的趋势。目前，研究者们更注重的是从污水或污泥单线对其碳氮磷资源的回收，而在污水处理过程中同步回收污水及污泥中的资源的资源化工艺还鲜有报道。污水资源化技术也没有考虑到污水中资源的回收过程中其污染物转移到污泥后导致的资源回收的绝对量的降低，而污泥资源化往往是在污水经过生物处理后单独对污泥进行资源化回收，没有考虑到可以在生物处理过程中将污泥中的有机物及营养物进行回收利用。城市污水中含有大量的资源和能源，逐渐被认为是“放错了地方的资源”，有研究表明城市污水中蕴含的潜能(热能、化学能)值可能为污水处理耗能的9-10倍。城市污水中还含有丰富的再生水资源，它经过适当的处理后，其出水可以转化为高质量的再生水回用。而且城市污水中的有机物含有大量的化学能，若尽可能将其转化为能源(如CH4)被污水厂加以利用，则有望实现污水厂的“碳中和”运行。城市污水中也含有大量的氮资源，主要来源于人类的排泄物及农业化肥。除了氮资源，城市污水中也存在大量磷，我国城市污水中磷的浓度普遍在4～7mg/L范围内。膜分离技术是一种高效的物理分离技术，由于其对污水中营养物质的高效截留和能耗小等优势进入了我们的视野，而膜污染控制是膜技术关注的重点。目前，关于膜污染控制主要有三个方向：其一，通过改变膜材料性质控制膜污染；其二，通过改变反应器内混合液的性质控制膜污染；其三，通过膜清洗控制膜污染。其中膜清洗是工程上最普遍采用的膜污染控制方法，但物理清洗膜通量恢复效果有限，化学清洗成本高且对膜组件有损伤；而关于改变膜材料及其性质的研究还处于研究状态。已有研究表明超声能有效的控制膜污染，提高膜的过滤性能，也能改变混合液的性质，但长时间不间断使用会对膜造成损伤，需要控制在合理的超声强度和辐射时间范围内。厌氧消化技术能在去除污染物的同时回收甲烷，是主流的污泥处理技术，可实现污泥的无害化和资源化，但是传统厌氧消化存在着厌氧消化时间长、底物利用率低等缺点，成为制约厌氧消化系统处理效率的重要因素。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种超声波辅助回收污水中碳、氮、磷资源的系统及方法。以解决上述现有技术存在的问题，通过构建高负荷生物絮凝反应器捕集浓缩城市污水中的碳资源，并通过超声波在线-离线辅助高负荷生物絮凝反应器，减小反应器内超滤膜的膜污染，减小运行成本；对部分高负荷生物絮凝反应器浓缩液进行超声波处理，利用超声波进一步破解污泥释放其中的有机物和营养物，本系统提高了污水中碳氮磷资源的回收率，为后续资源回收提供了保障。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种超声波辅助回收城市污水中碳、氮、磷资源的系统，包括集水池、高负荷生物絮凝反应器、超声池、厌氧消化池和蠕动泵，所述集水池与所述高负荷生物絮凝反应器通过管道连接，所述高负荷生物絮凝反应器底部出口与所述超声池入口通过管道连接，所述高负荷生物絮凝反应器入口和超声池通过管道连接，所述高负荷生物絮凝反应器入口和超声池连接的管道上设置有所述蠕动泵，超声处理后污水通过蠕动泵驱动经管道回流至所述高负荷生物絮凝反应器入口处，所述厌氧消化池底入口与所述超声池池底出口通过管道连接，所述高负荷生物絮凝反应器底部出口与所述超声池入口管道和所述厌氧消化池底入口与所述超声池池底出口管道上安装有阀门。优选地，所述集水池用于储存污水，所述集水池内部设有格栅，格栅用于截留污水中的悬浮物和漂浮物，底部安装有提升泵，所述提升泵与所述高负荷生物絮凝反应器内的管道连接。优选地，所述高负荷生物絮凝反应器包括圆形反应器、超滤膜组件、曝气砂盘、第一超声波发生器、曝气泵和气体流量计，所述高负荷生物絮凝反应器以圆形反应器为构架，所述曝气砂盘安装在所述圆形反应器底部，所述曝气泵与所述曝气砂盘之间通过管道连接，所述曝气池与所述曝气砂盘之间连接的管道上设置有所述气体流量计，所述圆形反应器内设有若干卡槽，所述卡槽内安装有所述超滤膜组件。所述气体流量计用于控制曝气气体流量，曝气砂盘用于提供冲刷膜丝表面和保证浓缩液混合均匀的空气。优选地，所述圆形反应器直径10-12cm，高30-35cm。更优选地，所述圆形反应器直径10cm，高30cm，圆形反应器于25cm高处设有卡槽，用于安装超滤膜组件。优选地，所述超滤膜组件中超滤膜采用孔径为0.03-0.05μm的中空纤维膜。更优选地，所述超滤膜组件中超滤膜采用孔径为0.03μm的中空纤维膜(聚偏氟乙烯(PVDF))，膜面积为0.28m2。所述第一超声波发生器安装于所述圆形反应器中，所述第一超声波发生器探头于水中，该超声波发生器为间歇在线运行。高负荷生物絮凝反应器底部设有出口，与超声池池底入口通过管道相连，管道上安装有第一阀门，此处为本系统的泥线。超滤膜组件上方设出水口，处理后的污水会从超滤膜组件上方的出水口出水，此处为本系统的水线。优选地，所述第一超声波发生器间歇离线运行。优选地，所述超声池为圆形构筑物，内设有第二超声波发生器。所述超声池池底入口与所述高负荷生物絮凝反应器底部出口相连，两反应器连接管道上设有第二阀门。优选地，所述第二超声波发生器间歇离线运行。优选地，所述厌氧消化池为圆形构筑物，所述厌氧消化池内部设有搅拌器。所述厌氧消化池池底入口与所述超声池池底出口管道连接，两反应器连接管道上设有阀门。本专利技术还提供一种所述超声波辅助回收城市污水中碳、氮、磷资源的系统回收城市污水中碳、氮、磷资源的方法，包括以下步骤：S1、城市污水通过污水管网进入所述集水池，进入所述集水池内的污水通过所述格栅截留大部分悬浮物和漂浮物，通过所述提升泵将所述集水池出水提升至所述高负荷生物絮凝反应器中；S2、所述集水池出水进入所述高负荷生物絮凝反应器后，通过污水中自带的微生物的生长繁殖及后续产生的生物絮凝现象将污水中的碳资源捕集浓缩，经所述超滤膜组件将污水中的碳资源截留下来，处理后的污水经由所述高负荷生物絮凝反应器中所述超滤膜组件上方出口出水，被截留下的部分(30％)高含碳浓缩液由所述高负荷生物絮凝反应器底部出口进入所述超声池，所述负荷生物絮凝反应器内的所述第一超声发生器视超滤膜膜污染情况开启；S3、所述高负荷生物絮凝反应器捕集的高含碳浓缩液进入所述超声池，关闭所述超声池通往所述厌氧消化池的第二阀门，打开所述超声池中的所述第二超声波发生器，对进入的高含碳浓缩液进行超声波处理；S4、经过超声波处理后的浓缩液回流至所述高负荷生物絮凝反应器：关闭所述超声池与所述厌氧消化池之间的第二阀门，打开浓缩液回流系统的蠕动泵，将经过超声波处理后的浓缩液回流至所述高负荷生物絮凝反应器；或经过超声波处理后的浓缩液进入所述厌氧消化池：关闭所述超声池中浓缩液回流系统蠕动泵，所述超声池出水进入所述厌氧消化池，让经过超声波处理后的浓缩液本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超声波辅助回收城市污水中碳、氮、磷资源的系统，其特征在于，包括集水池(1)、高负荷生物絮凝反应器(2)、超声池(3)、厌氧消化池(4)和蠕动泵(5)，所述集水池(1)与所述高负荷生物絮凝反应器(2)通过管道连接，所述高负荷生物絮凝反应器(2)底部出口与所述超声池(3)入口通过管道连接，所述高负荷生物絮凝反应器(2)入口和超声池(3)通过管道连接，所述高负荷生物絮凝反应器(2)入口和超声池(3)连接的管道上设置有所述蠕动泵(5)，所述厌氧消化池(4)底入口与所述超声池(3)池底出口通过管道连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种超声波辅助回收城市污水中碳、氮、磷资源的系统，其特征在于，包括集水池(1)、高负荷生物絮凝反应器(2)、超声池(3)、厌氧消化池(4)和蠕动泵(5)，所述集水池(1)与所述高负荷生物絮凝反应器(2)通过管道连接，所述高负荷生物絮凝反应器(2)底部出口与所述超声池(3)入口通过管道连接，所述高负荷生物絮凝反应器(2)入口和超声池(3)通过管道连接，所述高负荷生物絮凝反应器(2)入口和超声池(3)连接的管道上设置有所述蠕动泵(5)，所述厌氧消化池(4)底入口与所述超声池(3)池底出口通过管道连接。
2.根据权利要求1所述的一种超声波辅助回收城市污水中碳、氮、磷资源的系统，其特征在于，所述集水池(1)内部设有格栅(16)，底部安装有提升泵(17)，所述提升泵(17)与所述高负荷生物絮凝反应器(2)内的管道连接。
3.根据权利要求1所述的一种超声波辅助回收城市污水中碳、氮、磷资源的系统，其特征在于，所述高负荷生物絮凝反应器(2)包括圆形反应器(7)、超滤膜组件(8)、曝气砂盘(9)、第一超声波发生器(6)、曝气泵(10)和气体流量计(11)，所述第一超声波发生器(6)安装于所述圆形反应器(7)中，所述曝气砂盘(9)安装在所述圆形反应器(7)底部，所述曝气泵(10)与所述曝气砂盘(9)之间通过管道连接，所述曝气池(10)与所述曝气砂盘(9)之间连接的管道上设置有所述气体流量计(11)，所述圆形反应器(7)内设有若干卡槽，所述卡槽内安装有所述超滤膜组件(8)。
4.根据权利要求3所述的一种超声波辅助回收城市污水中碳、氮、磷资源的系统，其特征在于，所述圆形反应器(7)直径10-12cm，高30-35cm。
5.根据权利要求3所述的一种超声波辅助回收城市污水中碳、氮、磷资源的系统，其特征在于，所述超滤膜组件(8)中超滤膜采...
【专利技术属性】
技术研发人员：万立国，陈庆林，张丽君，袁贺，蔡宗友，吴昊宇，
申请(专利权)人：长春工程学院，
类型：发明
国别省市：吉林;22
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。