[發(fā)明專利]一種污水碳源分級(jí)回收方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110593509.1
• 申請(qǐng)日: 2021-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113264612B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡維杰;劉昀;林莉峰;藏莉莉;彭鵬;尤章超;王德兵;王巧英;王志偉;官章琴;劉斌;朱潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司;同濟(jì)大學(xué);上海子征環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): C02F9/00
• 分類號(hào): C02F9/00
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

本發(fā)明提供一種基于半圓弧形往復(fù)式運(yùn)動(dòng)篩分的污水碳源分級(jí)回收方法，屬于污(廢)水能源回收領(lǐng)域，采用半圓弧形往復(fù)式運(yùn)動(dòng)篩分器直接針對(duì)源頭污水進(jìn)行分級(jí)捕獲及回收水中碳源。本發(fā)明在機(jī)械力的振動(dòng)作用下，可以分級(jí)、分段利用懸浮物表面的粘附性和其在裝置中的往復(fù)作用/鐘擺式滾動(dòng)，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的聚集團(tuán)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)懸浮態(tài)污染物去除和有機(jī)碳源回收。本發(fā)明采用多段、多級(jí)設(shè)置篩分器，利用篩網(wǎng)和不同機(jī)械振蕩作用，并適當(dāng)結(jié)合絮凝作用以及吸附作用完成不同狀態(tài)碳源的捕集，以便后續(xù)多級(jí)厭氧反應(yīng)器進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)化和利用。本發(fā)明資源回收效率高，穩(wěn)定性好，動(dòng)力消耗低，維護(hù)簡(jiǎn)便，占地小，自動(dòng)化程度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可應(yīng)用于城市污水、生活污水、有機(jī)廢水等含可生化有機(jī)物的污廢水中碳源回收方法，尤其涉及以懸浮物形態(tài)存在的碳源、以及難以被傳統(tǒng)方式回收的小粒徑、膠體態(tài)和溶解性的有機(jī)質(zhì)碳源的分級(jí)捕集和回收方法。

技術(shù)背景

污水本身蘊(yùn)含豐富的能源與資源，污水中含的有機(jī)物存儲(chǔ)著大量化學(xué)能，每克有機(jī)物約可產(chǎn)生14kJ的代謝熱，而其中以懸浮態(tài)存在的有機(jī)碳源又占污水廠進(jìn)水總有機(jī)碳源的50％以上。以“粗細(xì)格柵預(yù)處理+活性污泥法+污泥厭氧消化”的傳統(tǒng)城市污水處理和資源回用工藝，通過(guò)能量(加大曝氣)、物質(zhì)(投加藥劑)密集投入的方式促進(jìn)微生物轉(zhuǎn)化有機(jī)污染物為CO₂，并去除其他污染物。整個(gè)工藝過(guò)程以能量和物質(zhì)的超額投入為代價(jià)，完成污染物控制與削減。在這過(guò)程中，既沒(méi)有對(duì)懸浮態(tài)碳源進(jìn)行有效回收，活性污泥又對(duì)有機(jī)碳源進(jìn)行了“破壞性去除”，最終僅有進(jìn)水40％左右的COD進(jìn)入初沉污泥和剩余污泥，可被資源化利用。在統(tǒng)一收集兩部分污泥后，共同進(jìn)行污泥濃縮和厭氧消化，產(chǎn)生占進(jìn)水可利用能量15％左右的沼氣，僅能實(shí)現(xiàn)少部分能源回用。這種傳統(tǒng)的污水處理和碳源回用方式由于高能耗、高占地、高碳足跡、能源自給率低的缺點(diǎn)，逐漸成為制約污水資源化利用的瓶頸。

在生化池之前對(duì)碳源進(jìn)行前置式回收，能夠有效避免有機(jī)碳源的好氧轉(zhuǎn)化，簡(jiǎn)化處理環(huán)節(jié)，并且有希望回收以懸浮態(tài)、膠體態(tài)、溶解態(tài)等各種形式存在的碳源，是提高有機(jī)碳源捕獲量、減少COD損耗的有效解決方案。目前，常用的前端碳源回收方法主要包括高負(fù)荷活性污泥法、強(qiáng)化初沉法、膜分離法等方法。

高負(fù)荷活性污泥法主要回收膠體態(tài)和溶解態(tài)的有機(jī)碳源，停留時(shí)間短，污泥產(chǎn)量大，碳源回用潛力大，曾在歐美國(guó)家廣泛使用，但仍需曝氣，投入相當(dāng)一部分能源，且不可避免會(huì)產(chǎn)生有機(jī)碳源的部分損失；在污水處理工藝前端采用分離法回收碳源，如采用微網(wǎng)分離技術(shù)預(yù)處理回收碳源，只能回收部分懸浮性有機(jī)物，碳源利用率不高。

強(qiáng)化初沉法采用鋁鹽/鐵鹽等混凝劑進(jìn)行碳源的聚集回收，主要針對(duì)小顆粒和膠體態(tài)的有機(jī)物，不僅提高了顆粒性有機(jī)物的回收率，同時(shí)能使小顆粒和一部分膠體態(tài)的有機(jī)物以絮凝團(tuán)形式沉降聚集回收，但該技術(shù)需消耗大量藥劑并產(chǎn)生大量化學(xué)污泥，且依舊無(wú)法解決溶解性有機(jī)物碳源回收問(wèn)題。

膜分離法可有效規(guī)避因曝氣產(chǎn)生的能耗、有機(jī)碳源損失問(wèn)題，且不需加藥，分離效率高，但針對(duì)膜分離的建設(shè)成本較高，膜污染嚴(yán)重，暫時(shí)無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。在工程實(shí)踐中，國(guó)內(nèi)外也曾嘗試采用厭氧MBR工藝進(jìn)行源頭碳源回收，希望直接對(duì)進(jìn)水中懸浮性、膠體態(tài)、溶解性有機(jī)物進(jìn)行產(chǎn)沼回用，但處理效果不穩(wěn)定，且無(wú)法解決經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。

未來(lái)，開(kāi)發(fā)技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)性好、回收效益高的污水中碳源回收技術(shù)是污水廠處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于半圓弧形往復(fù)式運(yùn)動(dòng)篩分原理的污水碳源分級(jí)回收方法，達(dá)到在碳源被生化處理?yè)p耗前，快速分級(jí)富集有機(jī)碳源，提高污水資源化利用率，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、投資省、維護(hù)方便的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明通過(guò)多級(jí)篩分和分段水解形成快速可利用碳源的技術(shù)方案，從而實(shí)現(xiàn)碳源的高效回用。

具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的主要技術(shù)方案為：