[发明专利]一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统及方法

权利要求书

1.一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统，其特征在于：包括有集水池、沉砂池、第一反应器、第二反应器、原料液储存器、汲取液储存器、渗透膜组件和沉淀池，其中集水池与污水管网相连通，集水池通过管路与沉砂池相连接，沉砂池通过管路还与第一反应器相连接，第一反应器分别通过管路与原料液储存器和第二反应器相连接，第二反应器通过管路还与沉淀池相连接，原料液储存器通过管路也与沉淀池相连接，原料液储存器和汲取液储存器通过两条管路相连接，渗透膜组件装配在原料液储存器和汲取液储存器的两条连接管路上。

2.根据权利要求1所述的一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统，其特征在于：所述的集水池内设置有格栅用于截留污水中的悬浮物和漂浮物，集水池与沉砂池的连接管路上装配有提升泵用于集水池内的污水泵入沉砂池内，沉砂池与第一反应器的连接管路上装配有第一蠕动泵，沉砂池为曝气沉砂池。

3.根据权利要求1所述的一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统，其特征在于：所述的第一反应器为高负荷膜生物反应器，第一反应器内设置有超滤膜组件和曝气石，超滤膜组件中的超滤膜有效面积为0.1m²，膜片尺寸长×宽×高＝320×220×5mm³，膜孔径为0.1μm，第一反应器与第二反应器之间的连接管路上设有第二蠕动泵，第一反应器与原料液储存器之间的连接管路上装配有第三蠕动泵，第二反应器上还设有一条连通管与第一反应器和原料液储存器之间的连接管路相连接，该连通管上装配有第四蠕动泵，第二反应器与沉淀池之间的连接管路上装配有第五蠕动泵。

4.根据权利要求1所述的一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统，其特征在于：所述的原料液储存器内设置有电导率仪和PH值测试仪，原料液储存器与沉淀池的连接管路上装配有第六蠕动泵，原料液储存器与渗透膜组件的连接管路上装配有第七蠕动泵，渗透膜组件与汲取液储存器的连接管路上装配有第八蠕动泵，渗透膜组件由正渗透膜组成，正渗透膜的有效面积为30cm²，流道深度为2mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的系统，其特征在于：所述的沉淀池内装配有搅拌器和PH值测试仪。

6.一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的方法，其特征在于：其方法如下所述：

步骤1、城市污水通过污水管网进入集水池，进入集水池内的污水通过格栅截留大部分悬浮物和漂浮物后，通过提升泵进入沉砂池；

步骤2、进入沉砂池的污水被泵入第一反应器进行处理，第一反应器内设置有超滤膜组件和曝气石，经过超滤膜组件过滤后分离出的水被泵入原料液储存器，经过第一反应器处理后的浓缩液富含被分离出的有机物通过管路进入第二反应器进行厌氧消化产出甲烷；

步骤3、原料液储存器内的进水作为原料液，以常用农业肥料钾肥中主成分KCl的高盐溶液作为汲取液储存器中的汲取液，随着正渗透系统的运行，利用高低渗透压差，使得原料液储存器中的原料液不断地通过渗透膜组件进入汲取液储存器中，稀释后的汲取液可直接运用于农田灌溉，实现水资源的灌溉回用，原料液储存器中浓缩后的原料液中氮、磷资源不断被浓缩富集后进入沉淀池；

步骤4、进入沉淀池的浓缩液通过调节PH值、氮镁磷比条件，在沉淀池中生成鸟粪石沉淀，作为缓释肥回收利用，沉淀池中的上清液再被泵入回流至第二反应器中进行厌氧消化，实现碳资源的完全回收；

步骤5、第二反应器中厌氧消化产生甲烷后，残存的氮、磷资源可被继续回收，将第二反应器中的上清液回流至原料液储存器内重新进行处理利用。

7.根据权利要求6所述的一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的方法，其特征在于：所述的步骤1中的沉砂池为曝气沉砂池。

8.根据权利要求6所述的一种用于回收污水中碳、氮、磷和水的方法，其特征在于：所述的步骤2中的超滤膜组件所用超滤膜为平板膜，单片膜的有效面积为0.1m²，膜片尺寸长×宽×高＝320×220×5mm³，膜孔径为0.1μm，膜材质为聚偏氟乙烯，支撑板材质为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。