申请日：2017.03.13
公开(公告)日：2017.05.10
IPC分类号：C02F3/28; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种源头富集与回收污水有机碳源的方法及装置，属于污水处理技术领域。本发明提供的装置及应用该装置进行污水处理的方法将活性污泥吸附和自生动态膜分离技术结合，应用于传统污水处理工艺的前端，实现了污水有机碳源的源头富集与回收。富集、分离后的污水碳源可作为资源回收，减少了剩余污泥的产生;自生动态膜分离取代重力沉淀分离或离心分离，减少了能耗和投资成本，避免了传统碳源回收工艺的碳源再释放问题。本发明的装置运行稳定以后，出水中SS趋于零，实现了污水与碳源的分离，碳源的回收率达到80%左右，为后续的资源化处理提供了条件。
说明书
一种源头富集与回收污水有机碳源的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种源头富集与回收污水有机碳源的方法及装置，属于污水处理技术领域。
背景技术
传统的污水生物处理工艺是将污水中的污染物转化成气体或固体去除，尤其是将污水中的大部分有机物由微生物降解成二氧化碳，氨，最终以氮气的形式排掉，除此之外，剩余污泥中的磷酸盐的含量也不可小视。因此，传统的污水生物处理方式并不是基于可持续化发展的理念，不仅没有将污染物转化为资源回收，还对环境造成了不可忽视的影响。因此，一种将污水中的营养物质直接分离出来，并进行高附加值转化(如发酵产沼气、制备有机酸等)的装置和方法，对于简化工艺污水处理工艺，节省投资成本与运行费用，实现了污染物的资源化利用具有重要的应用意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种源头富集与回收污水有机碳源的装置，包括反应器主体，膜组件，搅拌驱动装置，和搅拌装置;所述搅拌驱动装置设置在反应器主体顶部;所述搅拌装置包括搅拌轴、搅拌叶轮和转子，搅拌轴为中空的管道，设置于反应器主体的中轴线上，一端插入搅拌驱动装置内部并用螺丝固定，另一端贯穿旋入转子内并固定;搅拌叶轮设置在搅拌轴上，转子固定在发明器主体底部;所述膜组件包括支撑组件和无纺布膜，支撑组件呈中空的圆柱状双层框架结构，外层框架和内层框架之间设置空腔，空腔内部设置管道并与搅拌轴通过管道连接;支撑组件外部由无纺布膜包裹。
在本发明的一种实施方式中，所述搅拌驱动装置为电机，还与搅拌调节装置连接;所述搅拌调节装置包括显示屏和旋转阀，通过调节旋转阀控制搅拌驱动装置的转速。
在本发明的一种实施方式中，所述反应器主体呈圆筒状，顶部设置顶盖，底部封底;顶盖上方固定有搅拌驱动装置和搅拌调节装置，使三者形成一体结构。
在本发明的一种实施方式中，顶盖还设置排气口。
在本发明的一种实施方式中，反应器主体设置进水管、排泥管和取样口;所述进水管设置于反应器主体侧壁靠近顶端1/6～1/3处，所述排泥管设置于反应器主体侧壁的底部区域;所述取样口设置于反应器主体侧壁上。
在本发明的一种实施方式中，反应器主体底部设置出水管;所述出水管12设置于反应器主体中轴线位置，与搅拌轴通过管道连接，出水依次经过搅拌、转子、并从安装在反应器底部的出水管流出。
在本发明的一种实施方式中，所述搅拌叶轮有至少一对，数量为≥2对时在搅拌轴上平行设置，并使膜组件位于两对搅拌叶轮之间。
在本发明的一种实施方式中，所述装置还在底部设置万向轮。
本发明的第二个目的是提供一种源头富集与回收污水有机碳源的方法，所述方法是应用所述装置，加入污水和活性污泥，控制运行温度为0-40℃左右，水力停留时间为10-50min;污泥浓度为1000-6000mg/L;搅拌装置的转速为15-100r/min。
在本发明的一种实施方式中，所述方法是应用大孔径网状无纺布，孔径为100-500目，膜通量为50-150L/m2/h。
在本发明的一种实施方式中，活性污泥取自污水处理厂的曝气池，进水为含有机碳的污水。
在本发明的一种实施方式中，所述方法具体是：控制运行温度为0-40℃，水力停留时间为10-50min;控制污泥浓度为1000-6000mg/L;搅拌装置的转速为15-100r/min;连续进水、连续出水和间歇排泥;所述间歇排泥是每40～90min排泥一次。
本发明还提供所述源头富集与回收污水有机碳源的装置在环境领域的应用。
本发明的方法具有以下有益效果：
(1)污泥的吸附作用解决了常规的生物处理带来的资源回收率低的问题，甚至避免了后者产生的环境问题或后续处理压力，减少剩余污泥的产生，将污染物吸附以后，进行资源化回收，如，发酵产酸作为碳源回用于污水处理。
(2)利用活性污泥的吸附性进行污水处理，取代市售吸附剂，节省成本，便于操作，便于资源化，吸附时间最短仅10min，且吸附率达到80以上。
(3)自生动态膜的分离作用，使出水的SS趋于零，截留率接近100%，将污泥与废水很好的分离，动态膜反应器取代了沉淀池，避免了因过长的沉淀时间而造成的污泥释放碳源的问题，并且节省占地面积。
(4)采用自旋式膜组件，有效地控制了膜污染，COD的去除效率达到80%左右动态膜通量可维持在较大数值，50-150L/m2/h，满足了较短的吸附时间。
(5)动态膜制作成本低，并且重力自流出水，节省运行能耗。
