[發明專利]一種污水處理的方法和裝置

有效

• 申請號: 201511001040.9
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN105481180B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 黃霞;高悅;伍世嘉;梁鵬;張瀟源
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/44;C02F1/469;C02F3/28
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 劉烽;桑勝梅

本發明涉及污水處理領域，特別涉及一種污水處理的方法和裝置。所述方法，其包括如下步驟：步驟A：對所述污水進行厭氧生物處理，得到污水混合液；步驟B：利用驅動液通過正滲透作用將所述污水混合液中的水滲透到所述驅動液中，得到汲取液；步驟C：通過電滲析將所述汲取液中的水分離出來。所述裝置包括：厭氧生物反應器，與所述厭氧生物反應器相連通的正滲透膜組件，與正滲透膜組件相連通的汲取液儲存容器，以及與汲取液儲存容器相連通的電滲析組件。

技術領域

本發明涉及污水處理領域，特別涉及一種生活污水處理的方法和裝置。

背景技術

隨著社會經濟的持續發展和人口規模的不斷擴大，城市水資源緊缺和水污染加劇的問題，日漸成為限制我國城鎮可持續發展的重要因素。城市規模持續擴大，導致城市用水需求激增，污水處理負荷持續增長，這對城市水資源保障和污水處理水平提出了新的要求。

近年來，污水作為污染物載體和處理對象，憑借其所蘊含的豐富水資源和有機物，被研究者們認為是一種可再生資源。污水資源化的開展，可以有效地增加城市再生水供給，緩解水資源壓力，同時從總量上減少了污水排放，保護了城市水生態環境。污水中蘊含的有機物可以通過污水能源化手段實現能源或資源回收，生產沼氣和無機鹽等物質。

傳統的好氧膜生物反應器工藝實現了膜分離與好氧生物處理的有機結合。憑借其出水水質好、占地小等優點，該種類型的在城市污水處理等領域得到了廣泛的應用。然而，這種類型的膜生物反應器具有高能耗、膜污染等問題，導致工藝的運行成本較高。

針對這一問題，需要研究出一種新型的污水處理的方法和裝置。

發明內容

針對上述問題，本著節能減排、能源回收的原則，針對城市污水中的污染物，利用了厭氧生物反應器、正滲透膜組件和電滲析工藝，研發了一種用于處理生活污水的厭氧生物反應器、正滲透膜組件以及電滲析耦合的污水處理工藝，可以處理污水、回收能源，并達到驅動液回收利用的目的。

因此，本發明提供了一種污水處理的方法，其包括如下步驟：

步驟A：對所述污水進行厭氧生物處理，得到污水混合液；

步驟B：利用驅動液通過正滲透作用使所述污水混合液中的水滲透到所述驅動液中，得到汲取液，其中，所述汲取液為所述驅動液與從污水混合液滲透到驅動液中的水的混合液；

步驟C：通過電滲析將所述汲取液中的水分離出來。

其中驅動液可以是高滲溶液，例如氯化鈉溶液、氯化鎂溶液、乙二胺四乙酸二鈉溶液和蔗糖溶液等。其中氯化鈉溶液的濃度可以為0.5-1.5mol/L的范圍，在該驅動液濃度的條件下，厭氧生物反應器和正滲透膜結合處理污水后的出水情況可以達到如下指標：COD濃度＜20mg/L，氨氮＜5mg/L，總氮(TN)＜5mg/L，總磷(TP)基本檢測不出，例如總磷＜0.1mg/L。

在本發明中，將厭氧生物反應器、正滲透膜與電滲析耦合，既利用厭氧生物反應器和正滲透膜處理污水，又可利用電滲析將汲取液中的淡水分離出來，并且在將淡水分離出來后，由于汲取液得到了濃縮——電滲濃縮液，并發明通過巧妙的設置將該電滲濃縮液回收進一步用作驅動液，從而達到了循環利用的目的。

將正滲透膜與厭氧生物反應器相結合，既能保證對生活污水的處理效果，又能克服厭氧生物反應器出水水質不好的缺點，得到潔凈的出水，但厭氧生物反應器對氮磷的去除能力仍然有限，正滲透膜可以將氮磷截留，理論上只有水分子可以透過正滲透膜。

汲取液被泵入電滲析裝置后，被分離為淡水和電滲析濃縮液，其中對淡水進行收集，以便回收利用，電滲析濃縮液根據電導率反饋自控系統自動被加入汲取液中，以保持驅動液濃度基本不變。