[发明专利]一种源分离尿液处理系统及方法

说明书

本发明提供了一种源分离尿液处理系统及方法，涉及污水处理技术领域。本发明提供的源分离尿液处理系统，包括顺次连接的水回收系统、营养元素回收系统和抗生素去除系统。在本发明中，所述水回收系统内设置有膜蒸馏装置，能够将源分离尿液中的水回收，并浓缩尿液，提高尿液中物质浓度，便于后续处理；所述营养元素回收系统以铁基生物炭材料为吸附材料，吸附回收尿液中的营养元素，实现尿液的资源化处理；所述抗生素去除系统以菌渣生物炭催化剂为催化材料，协同氧化剂，对尿液进行催化氧化，降解尿液中的抗生素，实现尿液的无害化处理。利用本发明提供的系统对源分离尿液进行处理，能够实现源分离尿液的低碳资源化无害化处理。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种源分离尿液处理系统及方法。

背景技术

尿液作为一种生活污水，在城市污水中占比为2％左右，同时尿液中富含大量的营养元素，回收再利用的意义重大。然而，目前处理尿液的主要方式是采用与城市污水混合处理，但目前污水处理厂采用的处理工艺主要以去除为主，并没有实现污水资源化，严重浪费了资源。

大量的研究者将尿液作为主要研究对象，如中国发明专利CN102167434A公开了一种回收尿液中氮、磷的方法，将尿液中的氮、磷形成鸟粪石，回收率达到95％以上，但抗生素的滥用导致尿液废水中残留大量的药物，形成鸟粪石的过程会同时将抗生素沉淀吸附到其表面，回到土壤中，会导致尿液中的抗生素迁移进入自然界，对环境和生态危害巨大；中国专利CN110015792A公开了一种光催化尿液处理回收利用装置，该装置制备成本高，同时能源消耗高，经济性差。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种源分离尿液处理系统及方法。利用本发明提供的系统对源分离尿液进行处理，能够实现源分离尿液的低碳资源化无害化处理。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种源分离尿液处理系统，包括顺次连接的水回收系统、营养元素回收系统和抗生素去除系统；所述水回收系统内设置有膜蒸馏装置；所述营养元素回收系统内装填有吸附材料，所述吸附材料包括铁基生物炭材料；所述抗生素去除系统内装填有催化材料，所述催化材料包括菌渣生物炭催化剂，所述抗生素去除系统还设置有氧化剂入口。

优选地，所述膜蒸馏装置中的膜为聚四氟乙烯膜。

优选地，所述铁基生物炭材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将生物质材料进行热解炭化，得到生物质多孔炭材料；

(2)将所述生物质多孔炭材料在硝酸铁溶液中浸渍，将所得浸渍料液的pH值调节至强碱性后进行水热反应，得到所述铁基生物炭材料。

优选地，所述步骤(1)中的生物质材料包括玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆和木屑中的一种或几种；所热解炭化的温度为200～300℃，时间为1～2h。

优选地，所述步骤(2)中生物质多孔炭材料与硝酸铁溶液中硝酸铁的质量比为1:2；所述浸渍的时间为12～15h；所述强碱性的pH值为11.81～12.04；所述水热反应的温度为55～65℃，时间为22h。

优选地，所述菌渣生物炭催化剂的制备方法包括以下步骤：

(a)将菌渣生物质进行热解炭化，得到生物炭材料；

(b)将所述生物炭材料与活化剂混合，在无氧或缺氧条件下进行煅烧，得到所述菌渣生物炭催化剂。

优选地，所述步骤(a)中的菌渣生物质包括土霉素菌渣、青霉素菌渣和链霉素菌渣中的一种或几种；所述热解炭化的温度为300～500℃，时间为1～2h。

优选地，所述步骤(b)中的活化剂为氢氧化钾，所述生物炭材料与活化剂的质量比为1:2～5；所述煅烧的温度为700～900℃，时间为1～2h。