[發明專利]應用超重力技術進行源分離尿液處理的一體化裝置

有效

• 申請號: 202010079984.2
• 申請日: 2020-02-04
• 公開（公告）號: CN111285493B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 李子富;郭少敏;鄭蕾;周曉琴;程世昆;張玲玲
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C05B7/00;C02F101/10;C02F101/16;C02F101/30
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種應用超重力技術進行源分離尿液處理的一體化裝置，屬于污水處理技術領域。該裝置包括超重力循環處理系統、氣體給料系統、液體給料系統、儀表電路控制系統、藥劑添加系統、尾氣處理系統、儲液槽、沉淀反應器和固體過濾器。待處理源分離尿液和空氣同時進入超重力循環處理系統進行多級吹脫；吹脫后出水排入沉淀反應器進行鳥糞石沉淀結晶反應；沉淀反應后出水進入固體過濾器過濾收集得到鳥糞石沉淀；過濾后出水與臭氧氣體同時再次進入超重力循環處理系統，反應尾氣進入尾氣處理裝置。該裝置實現了源分離尿液中氨氮和有機污染物的有效去除，同時回收磷元素，減少了運行成本和反應時間，便于系統優化和節能降耗。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，特別是指一種應用超重力技術進行源分離尿液處理的一體化裝置。

背景技術

尿液是富含氮磷的高濃度液體，具有污染性和資源性的雙重特征。氮元素對生命活動的正常運行具有重大意義，而大量排放的氨氮進入水體后，若超過水體的自凈飽和量，會造成水體富營養化；磷作為一種不可再生資源也正在逐步的減少。尿液僅占生活污水的不足1％，但卻貢獻了城市生活污水中80％和50％的氮和磷。所以尿液的單獨收集和處理，去除其中的有害物質的同時回收其中的營養元素，對于實現污水有效處理及資源有效回收有著重大的意義。

傳統源分離尿液處理方式如沉淀結晶技術、物理脫水技術、吹脫吸收技術、高級氧化技術、離子交換吸附技術、生物處理技術、電化學技術等技術存在成本高、會產生有害副產物、只能回收或去除單一物質、反應周期較長等各種問題。其中吹脫吸收技術、高級氧化技術以及鳥糞石沉淀技術是處理源分離尿液的三種主要方式，分別可以有效實現尿液中的氨氮去除、有機物的去除以及磷的回收，備受研究者們的青睞。將此三種處理技術耦合即可同時實現有害元素的去除和有益元素的回收，但由于工序較多，普通的復合處理技術存在著操作復雜且效率低的缺點。

超重力技術是以超重機(旋轉床)為核心，通過離心力強化傳遞與混合過程，對于氣液傳質過程有著極好的強化效果。與傳統化工過程技術相比，超重力技術具有傳質強度高、停留時間短、持液量小、開停車容易、設備體積小等優點。因此，將超重力技術應用在源分離尿液的處理上是一種新的更為高效綠色環保處理技術。將吹脫、鳥糞石沉淀反應、高級氧化與超重力技術相結合，使其集中于一套完整的一體化裝置中來處理源分離尿液，實現多級吹脫和循環氧化的強化，并與傳統的鳥糞石沉淀反應耦合，不僅可以得到符合排放標準的出水，還可以獲得良好的緩釋磷肥鳥糞石。整個系統的反應強化機制與工藝耦合機制，可以簡化處理過程、節約成本的同時可以得到更好的處理效果，有利于更高效地去除尿液中的氨氮和有機污染物，同時還可以以鳥糞石的形式回收尿液中的磷元素。對源分離尿液的資源化利用、生態衛生排水技術的推廣、城市污水的資源化處理等方面都具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種應用超重力技術進行源分離尿液處理的一體化裝置，首先采用超重力技術實現源分離尿液中多級吹脫與高級氧化反應的強化，再與傳統的鳥糞石沉淀反應耦合，實現源分離尿液綜合處理的目標。

該裝置包括超重力循環處理系統、氣體給料系統、液體給料系統、儀表電路控制系統、藥劑添加系統、尾氣處理系統、儲液槽、沉淀反應器和固體過濾器，超重力循環處理系統設置氣體入口、液體入口、氣體出口、液體出口和藥劑入口，氣體給料系統包括高壓風機和氣體進出口閥門，液體給料系統包括儲液槽和液體分布器，藥劑添加系統包括臭氧發生器、藥劑槽和緩沖罐，尾氣處理系統包括氣體除霧塔和管道；高壓風機通過管道與超重力循環處理系統的氣體入口連接，連接高壓風機的管道上設有氣體流量計，吹脫氣體由高壓風機進入反應體系；儲液槽通過管道與超重力循環處理系統的液體入口連接，液體入口處設置液體分布器，連接儲液槽的管道上設有液體流量計，并配置液泵，待處理液體由儲液槽進入反應體系；超重力循環處理系統的液體出口經緩沖罐再次與儲液槽相連，儲液槽后接沉淀反應器，沉淀反應器后接固體過濾器；超重力循環處理系統的氣體出口與尾氣處理系統的氣體除霧塔相連；儀表電路控制系統控制整個裝置的電路部分；臭氧發生器和藥劑槽通過管道連接超重力循環處理系統的藥劑入口。