申请日2018.01.17
公开(公告)日2018.11.16
IPC分类号C02F3/32; C02F3/34; C02F3/10; C02F3/08; C02F101/16; C02F101/10
摘要
本实用新型涉及污水处理与资源回收利用技术领域，具体涉及一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置，主要包括滤布、生物膜、光源、转轴、刮板、隔帘、储气罐;滤布首尾连为一体并通过转轴支撑，滤布在水平方向呈波浪状分布，且波浪状底部位于水中，滤布的表面对应设置有刮板，在滤布与隔帘形成的封闭空间注入CO2。本实用新型生物膜周期性地浸泡在水体与暴露于空气，以实现在水体中利用生物膜的表面吸附/吸收作用、在空气中借助光合作用，将水体内的氮、磷和有机质转移到生物膜中，通过补充光源和注入CO2，强化、提高生物膜中藻类等的光合作用效率。本实用新型解决污水导致的富营养化问题，并实现氮、磷和有机质的资源回收利用，工艺简单，稳定可靠、运行高效。
权利要求书
1.一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置，其特征在于，包括滤布(1)、生物膜(11)、光源(2)和支架(12)，所述滤布(1)首尾连为一体并通过若干转轴(3)支撑，转轴(3)均固定于支架(12)上，至少一个转轴(3)连接有电机(6)并带动滤布(1)运行;滤布(1)在垂直方向分为上、下两层，两层滤布(1)在水平方向均呈波浪状分布，且滤布(1)的波浪状底部位于水体(10)中、顶部位于空气中;滤布(1)的正、反面均附着生物膜(11);所述光源(2)分别设于暴露在空气中的上层滤布上方顺着滤布运行方向处、暴露在空气中的两层滤布之间顺着滤布运行方向处以及下层滤布的下方与水体上方空间处。
2.根据权利要求1所述的一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置，其特征在于，所述上层滤布和下层滤布的正、反表面均对应设置有至少一组刮板(7)和溜槽(8)，所述溜槽(8)固定于支架(12)上，刮板(7)一端可活动的安装在溜槽(8)内，另一端与滤布(1)之间设有间隙。
3.根据权利要求1所述的一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置，其特征在于，所述暴露在空气中的上层滤布和下层滤布的两端之间用隔帘(5)封闭，暴露在空气中的下层滤布的两端与水体(10)之间用隔帘(5)封闭，下层滤布的两端与水体之间的隔帘上设有注气口(4)，注气口(4)通过管道连接有储气罐(9)，储气罐(9)内储有CO2气体。
4.根据权利要求1所述的一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置，其特征在于，所述暴露在空气中的上层滤布上方顺着滤布运行方向处设置的光源(2)上方设有灯罩(13)遮挡。
5.根据权利要求3所述的一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置，其特征在于，所述滤布(1)与隔帘(5)之间的封闭空间的CO2气体的浓度为0.1%～1.5%。
6.根据权利要求2所述的一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置，其特征在于，所述刮板(7)与滤布(1)之间的间距为0.1cm～0.5cm。
7.根据权利要求1所述的一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置，其特征在于，所述光源(2)的波长为400～700nm。
8.根据权利要求1所述的一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置，其特征在于，所述滤布(1)的移动速度为5～20m/min。
9.根据权利要求1所述的一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置，其特征在于，所述生物膜(11)采用菌藻共生生物膜，包括硝化与反硝化细菌、光合细菌、丝状真菌、螺旋藻、小球藻、毛枝藻。
说明书
一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置
技术领域
本实用新型涉及污水处理与资源回收利用技术领域，具体涉及一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置。
背景技术
随着人类对环境资源开发利用活动日益加剧，尤其是工农业生产大规模地发展，工业化带来的“城市化”现象，氮磷等营养物质在生活污水中含量持续增加且排放地点日趋集中。然而我国大多数市政污水处理厂现有工艺无法高效去除氮和磷，导致出水氮、磷的含量过高。这些氮、磷等营养物质排入附近的湖泊、河流中，大大增加了水体中营养物质的负荷，加上江湖阻断使湖泊水流速度大幅减缓，水体自净能力下降，造成了湖泊、水库和部分河流的严重富营养化问题。水体富营养化已成为我国环境保护亟待解决的难题，提高生活污水的处理排放标准，尤其针对总氮、总磷等营养物质的指标，是解决这一问题的关键，为应对污水排放新标准，对现有污水处理技术的改造势在必行。
目前常用的污水脱氮除磷技术是A2/O(厌氧/缺氧/好氧)工艺，这种工艺设计简单，而且可在现有污水处理厂生化工艺段(如氧化沟)基础上改造建成。但是，A2/O传统工艺存在着多个制约其有效运行的因素，主要表现为：一，厌氧与缺氧段污泥量的分配比影响脱氮除磷效果，厌氧段污泥量多则磷释放效果好，但反硝化效果差，反之，反硝化效果好，而磷释放效果差;二，在缺氧段磷释放与反硝化过程争夺碳源，当碳源不足时，磷释放或反硝化不完全;三，硝化菌生长要求较长的污泥龄，但磷从系统中被去除主要是通过剩余污泥的排放，因此要提高除磷效率要求短污泥龄。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置，不涉及细菌脱氮除磷过程，依靠生物膜中菌、藻的生长实现污水中的氮、磷和有机质等的高效回收。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种污水中氮、磷和有机质资源回收的装置，包括滤布、生物膜、光源和支架，所述滤布首尾连为一体并通过若干转轴支撑，转轴均固定于支架上，至少一个转轴连接有电机并带动滤布运行;滤布在垂直方向分为上、下两层，两层滤布在水平方向均呈波浪状分布，且滤布的波浪状底部位于水体中、顶部位于空气中;滤布的正、反面均附着生物膜;所述光源分别设于暴露在空气中的上层滤布上方顺着滤布运行方向处、暴露在空气中的两层滤布之间顺着滤布运行方向处以及下层滤布的下方与水体上方空间处。
进一步地优选，所述上层滤布和下层滤布的正、反表面均对应设置有至少一组刮板和溜槽，所述溜槽固定于支架上，刮板一端可活动的安装在溜槽内，另一端与滤布之间设有间隙。
进一步地优选，所述暴露在空气中的上层滤布和下层滤布的两端之间用隔帘封闭，暴露在空气中的下层滤布的两端与水体之间用隔帘封闭，下层滤布的两端与水体之间的隔帘上设有注气口，注气口通过管道连接有储气罐，储气罐内储有CO2气体。
进一步地优选，所述暴露在空气中的上层滤布上方顺着滤布运行方向处设置的光源上方设有灯罩遮挡。
进一步地优选，所述滤布与隔帘之间的封闭空间的CO2气体的浓度为0.1%～1.5%。
进一步地优选，所述刮板与滤布之间的间距为0.1cm～0.5cm。
进一步地优选，所述光源的波长为400～700nm。
进一步地优选，所述滤布的移动速度为5～20m/min。
进一步地优选，所述生物膜采用菌藻共生生物膜，包括硝化与反硝化细菌、光合细菌、丝状真菌、螺旋藻、小球藻、毛枝藻。
本实用新型的有益效果为：1)本实用新型旋转附着有生物膜的波浪形滤布，使生物膜周期性地浸泡在水体与暴露于空气，浸泡在水体时利用生物膜的表面吸附/吸收作用、在空气中借助光合作用，以将水体内的氮、磷和有机质转移/富集到生物膜中，一方面可解决污水中氮磷和有机质等排放导致的富营养化问题，另一方面通过刮板将过厚的生物膜刮到溜槽内以收集起来，可以实现这些资源的回收利用。
2)本实用新型在上、下两层滤布的各自正、反两面均附着有生物膜，利用补充光源照射，实现暴露在空气中滤布正、反两面的生物膜都进行光合作用，与滤布单面附着生物膜相比较，提高了生物膜吸附/吸收氮磷和有机质的效率，可更加高效地实现水体中氮、磷和有机质的去除与采收效率，具有事半功倍的效果。同时，在上层滤布的上方所布置的光源配套设有灯罩，可防止光源向外扩散，减少光能的损失，提高生物膜中植物的光合作用效率。
3)通过在滤布与水体之间所形成的空间封闭式注入CO2气体，使生物膜暴露在空气的部分处于适于光合作用的CO2浓度下，为植物光合作用提供充足碳源。
