公布日：2024.06.25
申請日：2024.05.21
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)I;C02F1/66(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;B01D21/02(2006.01)I;C02F11/12(2019.01)I;B01D53/
78(2006.01)I;B01D53/58(2006.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種正滲透與汽提結合的污水處理系統及其方法，包括依次連通的預處理系統、正滲透系統、汽提系統、生化處理系統以及深度處理系統，預處理系統包括依次連通的沉砂池與沉淀池，正滲透系統包括依次連通的正滲透濃縮裝置與正滲透濃縮液水箱，汽提系統包括依次連通的汽提塔與冷卻水池，生化處理系統包括依次連通的厭氧池、缺氧池、好氧池與二沉池，深度處理系統包括依次連通的原水箱與反滲透裝置。本發明的優點在于能夠減少碳源消耗，并實現氨的資源化。
權利要求書
1.一種正滲透與汽提結合的污水處理系統，其特征在于，包括依次連通的預處理系統、正滲透系統、汽提系統、生化處理系統以及深度處理系統，所述預處理系統包括依次連通的沉砂池與沉淀池，所述正滲透系統包括依次連通的正滲透濃縮裝置與正滲透濃縮液水箱，所述汽提系統包括依次連通的汽提塔與冷卻水池，所述生化處理系統包括依次連通的厭氧池、缺氧池、好氧池與二沉池，所述深度處理系統包括依次連通的原水箱與反滲透裝置。
2.根據權利要求1所述的一種正滲透與汽提結合的污水處理系統，其特征在于：所述正滲透系統還包括加藥裝置、汲取液水箱與反滲透濃縮系統，所述加藥裝置的出口與正滲透濃縮液水箱連通，所述正滲透濃縮裝置、反滲透濃縮系統與汲取液水箱依次首尾連通。
3.根據權利要求1所述的一種正滲透與汽提結合的污水處理系統，其特征在于：所述汽提塔還依次連通有吸收塔與蒸發結晶裝置。
4.根據權利要求1所述的一種正滲透與汽提結合的污水處理系統，其特征在于：所述二沉池還連通有污泥濃縮池。
5.根據權利要求1所述的一種正滲透與汽提結合的污水處理系統，其特征在于：所述正滲透膜裝置內通過膜組件分割為兩部分，一部分內流通有污水，一側流通有汲取液，所述正滲透膜裝置中膜組件的形式為板框式，所述正滲透膜選自三醋酸纖維素膜、乙酸纖維素、聚酰胺、聚苯并咪唑中的一種，所述正滲透膜的平均孔徑為0.1~1nm，過濾方式是錯流過濾，過濾速度為8~10cm/s。
6.一種正滲透與汽提結合的污水處理方法，其特征在于：包括如下步驟：S1，污水首先進入預處理系統內的沉砂池分離去除沙粒，再通過沉淀池分離污水中的固體懸浮物；S2，經過預處理后的污水進入首先進入正滲透系統的正滲透濃縮裝置，污水在被濃縮后進入正滲透濃縮液水箱，通過加藥裝置向正滲透濃縮液水箱中加入堿液調節pH，將污水中的NH4+轉換成游離氨，通過補充濃縮后的汲取液與污水間的滲透壓差驅動污水進行過濾；S3，后續再將污水通入汽提系統的汽提塔頂部，污水順著汽提塔內的塔板向塔底部流去，污水與塔里的高溫空氣接觸，將污水中的游離氨揮發，揮發后的氨氣進入吸收塔中，流到塔底的污水通過循環泵到汽提塔塔頂，重復上述過程，氨氣從塔底進入吸收塔，吸收液從塔頂進入吸收塔，在氨氣與吸收液接觸的過程中發生酸堿中和反應形成硫酸銨溶液，形成的硫酸銨溶液進入蒸發結晶裝置中形成硫酸銨固體，硫酸銨固體對外銷售，汽提塔處理后的污水進入冷卻水池中冷卻；S4，在冷卻水池冷卻后的污水進入生化處理系統的厭氧池，厭氧池中的微生物吸收易分解的有機物，在缺氧池中，微生物繼續降解污水中的有機物，并通過反硝化作用將水中的硝態氮轉化成氮氣，在好氧池中，微生物通過硝化反應將氨氮轉化成硝態氮，聚磷菌通過消耗有機物將磷富集在細胞內，隨后將混合液通入二沉池，通過重力作用將污泥與水分離，分離后的污泥進入污泥濃縮池進行進一步濃縮，分離后的水進入下一步處理；S5，分離后的水進入深度處理系統的原水箱中，然后通過管道將原水箱中的水通入反滲透裝置中，在增壓泵的作用下水透過反滲透膜，反滲透膜截留水中的剩余污染物，透過液檢測達標后排放。
7.根據權利要求6所述的一種正滲透與汽提結合的污水處理方法，其特征在于：所述S2中加藥裝置內堿液為氫氧化鈉溶液，調節pH至10~11。
8.根據權利要求6所述的一種正滲透與汽提結合的污水處理方法，其特征在于：所述S2中汲取液為乙酸鈉，初始汲取液的添加濃度為2mol/L，被稀釋的所述汲取液進入反滲透濃縮系統中濃縮，經過反滲透處理后的汲取液分為清水和濃水，清水檢測達標后直接排放，濃水回流至汲取液水箱，并作為汲取液向正滲透濃縮裝置補充。
9.根據權利要求6所述的一種正滲透與汽提結合的污水處理方法，其特征在于：所述S3中汽提塔內的汽提氣水比為3000~3500:1，所述吸收塔內的吸收液為稀硫酸。
10.根據權利要求6所述的一種正滲透與汽提結合的污水處理方法，其特征在于：所述S5中反滲透裝置中的濃縮液回流至生化處理系統繼續處理。
發明內容
本發明的目的是提供一種正滲透與汽提結合的污水處理系統及其方法，減少碳源消耗，并實現氨的資源化。
本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種正滲透與汽提結合的污水處理系統，其特征在于，包括依次連通的預處理系統、正滲透系統、汽提系統、生化處理系統以及深度處理系統，所述預處理系統包括依次連通的沉砂池與沉淀池，所述正滲透系統包括依次連通的正滲透濃縮裝置與正滲透濃縮液水箱，所述汽提系統包括依次連通的汽提塔與冷卻水池，所述生化處理系統包括依次連通的厭氧池、缺氧池、好氧池與二沉池，所述深度處理系統包括依次連通的原水箱與反滲透裝置。
優選的，所述正滲透系統還包括加藥裝置、汲取液水箱與反滲透濃縮系統，所述加藥裝置的出口與正滲透濃縮液水箱連通，所述正滲透濃縮裝置、反滲透濃縮系統與汲取液水箱依次首尾連通。
優選的，所述汽提塔還依次連通有吸收塔與蒸發結晶裝置。
優選的，所述二沉池還連通有污泥濃縮池。
優選的，所述正滲透膜裝置內通過膜組件分割為兩部分，一部分內流通有污水，一側流通有汲取液，所述正滲透膜裝置中膜組件的形式為板框式，所述正滲透膜選自三醋酸纖維素膜、乙酸纖維素、聚酰胺、聚苯并咪唑中的一種，所述正滲透膜的平均孔徑為0.1~1nm，過濾方式是錯流過濾，過濾速度為8~10cm/s。
一種正滲透與汽提結合的污水處理方法，其特征在于：包括如下步驟：S1，污水首先進入預處理系統內的沉砂池分離去除沙粒，再通過沉淀池分離污水中的固體懸浮物；S2，經過預處理后的污水進入首先進入正滲透系統的正滲透濃縮裝置，污水在被濃縮后進入正滲透濃縮液水箱，通過加藥裝置向正滲透濃縮液水箱中加入堿液調節pH，將污水中的NH4+轉換成游離氨，通過補充濃縮后的汲取液與污水間的滲透壓差驅動污水進行過濾；S3，后續再將污水通入汽提系統的汽提塔頂部，污水順著汽提塔內的塔板向塔底部流去，污水與塔里的高溫空氣接觸，將污水中的游離氨揮發，揮發后的氨氣進入吸收塔中，流到塔底的污水通過循環泵到汽提塔塔頂，重復上述過程，氨氣從塔底進入吸收塔，吸收液從塔頂進入吸收塔，在氨氣與吸收液接觸的過程中發生酸堿中和反應形成硫酸銨溶液，形成的硫酸銨溶液進入蒸發結晶裝置中形成硫酸銨固體，硫酸銨固體對外銷售，汽提塔處理后的污水進入冷卻水池中冷卻；S4，在冷卻水池冷卻后的污水進入生化處理系統的厭氧池，厭氧池中的微生物吸收易分解的有機物，在缺氧池中，微生物繼續降解污水中的有機物，并通過反硝化作用將水中的硝態氮轉化成氮氣，在好氧池中，微生物通過硝化反應將氨氮轉化成硝態氮，聚磷菌通過消耗有機物將磷富集在細胞內，隨后將混合液通入二沉池，通過重力作用將污泥與水分離，分離后的污泥進入污泥濃縮池進行進一步濃縮，分離后的水進入下一步處理；S5，分離后的水進入深度處理系統的原水箱中，然后通過管道將原水箱中的水通入反滲透裝置中，在增壓泵的作用下水透過反滲透膜，反滲透膜截留水中的剩余污染物，透過液檢測達標后排放。
優選的，所述S2中加藥裝置內堿液為氫氧化鈉溶液，調節pH至10~11。
優選的，所述S2中汲取液為乙酸鈉，初始汲取液的添加濃度為2mol/L，被稀釋的所述汲取液進入反滲透濃縮系統中濃縮，經過反滲透處理后的汲取液分為清水和濃水，清水檢測達標后直接排放，濃水回流至汲取液水箱，并作為汲取液向正滲透濃縮裝置補充。
優選的，所述S3中汽提塔內的汽提氣水比為3000~3500:1，所述吸收塔內的吸收液為稀硫酸。
優選的，所述S5中反滲透裝置中的濃縮液回流至生化處理系統繼續處理。
綜上所述，本發明具有以下有益效果：本發明將低碳氮比污水通過將正滲透系統、汽提系統、生化處理聯用，降低了生化系統脫氮所需碳源，從而實現污水廠碳中和的目標。
本發明從污水中回收的硫酸銨結晶體是重要的工業原料。
本發明中的正滲透濃縮系統設置在系統工藝的前端，濃縮后減少的污水體積也減少了后續污水處理工藝的建造規模以及電耗，從而實現降本增效。
（發明人：吳林禹;韓飛飛;趙錦程）
