[发明专利]污水同步混凝-吸附-膜浓缩资源化预处理装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种城市污水同步混凝-吸附-膜浓缩资源化预处理装置及其方法。

背景技术

目前城市污水多采用好氧活性污泥法处理工艺，由于该工艺具有能耗高、构筑物占地大、CO₂排放量大等缺陷，所以挖掘城市污水中的潜在资源成为污水处理领域发展的重要趋势。厌氧技术可以将城市污水中的主要有机碳源转化成甲烷，产出清洁二次能源，并将氮磷资源稳定富集在沼液沼渣中利于农业回用，是一种极有前景的污水处理技术。我国城市污水的特点是有机污染物浓度低，不利于厌氧技术优势的发挥。因此，对城市污水中的有机碳源进行富集浓缩是一种有效的辅助厌氧技术实现城市污水资源回用的手段。

传统的沉淀或离心浓缩效率较低，难以满足庞大的城市污水处理需求。近年来，微滤或超滤膜技术以其分离速度快、固液分离率高和出水水质好等优点在污水处理领域得到了广泛的应用，但利用微滤或超滤膜直接对城市污水进行浓缩会产生严重的膜污染问题，并无法截留溶解态有机物，因而污水碳源浓缩效率和水处理效率都受到较大影响。S.K.Lateef等人在文章Direct membrane filtration of municipal wastewater with chemical lyenhanced backwash for recovery of organic matter中公开的化学辅助反冲洗的污水膜浓缩技术，获得了一定效果，但化学氧化剂的辅助反冲洗会消耗有机碳源，减少原污水中可用于回收的碳源比例，尚存在浓缩效率上的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服微滤或超滤膜直接浓缩城市污水存在的技术缺陷，提供一种城市污水同步混凝-吸附-膜浓缩资源化预处理装置及其方法，基于微滤或超滤膜技术采用耦合工艺实现城市污水碳源有效浓缩预处理，从而利用厌氧技术实现城市污水资源与能源回收利用。为后续资源化利用提供有力保障。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

本发明提出的一种污水同步混凝-吸附-膜浓缩资源化预处理装置，用于城市污水资源化处理，其特征在于：包括同步混凝-吸附混合单元、膜分离浓缩单元和气体反冲控制单元，所述同步混凝-吸附混合单元包括进水细格栅、混凝剂投药池、吸附剂投药池及多个水泵；所述膜分离浓缩单元包括膜浓缩反应池，所述反应池内设有膜组件，反应池两侧底部分别设有污水进水管道及带有阀门的浓缩液出水管道；所述气体反冲控制单元包括空气压缩机、空气调压阀、控制器、进气电磁阀，出水电磁阀和气体反冲及清水出水泵；其中，进水细格栅1的入口与待处理的污水管相连，进水细格栅的出口与进水泵相连；混凝剂投药池的下端口与混凝剂加药泵相连，吸附剂投药池的下端口与吸附剂加药泵相连，三个水泵的出口均与膜浓缩反应池的进口管道相连；该膜浓缩反应池内的膜组件的一端经进气电磁阀和空气调压阀与空气压缩机连接，膜组件的另一端经出水电磁阀与出水泵连接；控制器连接在进气电磁阀和出水电磁阀之间，同时控制器与出水泵相连，气体反冲及出水泵的运行和停止由控制器进行调控。

所述的混凝剂投药池内置有不连续工作搅拌器，吸附剂投药池内设置有连续工作搅拌器。

所述的膜组件由带内衬的PVDF亲水性中空纤维微滤膜和中空ABS固定件所构成，该中空纤维微滤膜两端用环氧树脂与中空ABS固定件接合，两端的固定件分别与进气电磁阀和出水电磁阀连接。

所述膜组件为由带内衬的PVDF亲水性中空纤维超滤膜和中空ABS固定件所构成，该中空纤维超滤膜两端用环氧树脂与中空ABS固定件接合，两端的固定件分别与进气电磁阀和出水电磁阀连接。

所述的控制器包含一个电控箱和两个ZN-48型智能双数显时间继电器，一个控制进气电磁阀,以实现气体反冲的运行和停止，一个控制出水电磁阀以辅助实现气体反冲过程并实现出水泵的运行和停止，通过人为设定调节控制器中两个时间继电器的电路开闭时间间隔，以实现膜组件出水和气体反冲的交替进行，达到间歇运行的要求。

本发明还提出一种采用权利要求1所述的装置的污水同步混凝-吸附-膜浓缩资源化预处理方法，用于城市污水资源化处理，其特征在于：包括以下步骤：