專利名稱：一種城市污水碳源回收處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水碳源回收處理方法及裝置，尤其涉及一種城市污水碳源回收處理方法及裝置，屬于污水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水資源短缺和能源危機(jī)是影響全球可持續(xù)發(fā)展的限制因素，同時(shí)水資源污染形勢(shì)日益嚴(yán)峻。隨著城市化進(jìn)程的加快，城市污水排放量增加，使城市污水成為水污染的一個(gè)重要來(lái)源，城市水污染問(wèn)題日益受到重視。如何以低成本方式實(shí)現(xiàn)非清潔水源的資源化成為重要的研究課題。膜分離技術(shù)由于適用范圍廣、分離效率高、工藝簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境影響小等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。其中壓力驅(qū)動(dòng)膜分離技術(shù)，如微濾(MF)，超濾(UF)，納濾(NF)以及反滲透(RO)在水處理中得到了廣泛應(yīng)用。但是這類壓力驅(qū)動(dòng)膜分離技術(shù)需要外加壓力，既提高了運(yùn)行成本，同時(shí)運(yùn)行中常常伴隨著嚴(yán)重的膜污染，降低了其運(yùn)行效率。近年來(lái),依靠溶液自身的滲透壓作為驅(qū)動(dòng)力的正滲透(forward osmosis,F0)技術(shù)逐漸引起國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。以滲透壓為驅(qū)動(dòng)力的正滲透技術(shù)與傳統(tǒng)的膜分離過(guò)程相比具有回收率高、濃水排放·少、無(wú)需外壓、膜污染低的顯著優(yōu)勢(shì)，因而成為一種低能耗、低污染的可持續(xù)發(fā)展膜分離工藝，在水處理方面具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。正滲透是指水從較高水化學(xué)勢(shì)(或較低滲透壓)一側(cè)通過(guò)選擇透過(guò)性膜流向較低水化學(xué)勢(shì)(或較高滲透壓)一側(cè)的過(guò)程，是一種不需外加壓力作驅(qū)動(dòng)力，而僅依靠滲透壓驅(qū)動(dòng)的膜分離過(guò)程。在具有選擇透過(guò)性膜的兩側(cè)分別放置兩種具有不同滲透壓的溶液，一種為具有較低滲透壓的原料液(Feed solution, FS)，另一種為具有較高滲透壓的汲取液(Draw solution, DS),利用膜兩側(cè)溶液的滲透壓差作為驅(qū)動(dòng)力，使水自發(fā)地從原料液一側(cè)透過(guò)選擇透過(guò)性膜到達(dá)汲取液一側(cè)。城市污水污染傾向高，滲透壓低，可以作為正滲透過(guò)程中的原料液，利用正滲透技術(shù)分離特性得到濃縮。正滲透過(guò)程中可使用的汲取溶質(zhì)主要有:糖類如葡萄糖、果糖等，鹽類如NaCl、MgCl2、Al2 (SO4) 3、NH4HCO3等及磁性納米粒子等。但是糖類汲取劑目前僅用于軍事、遠(yuǎn)征探險(xiǎn)、災(zāi)害救援及娛樂(lè)等領(lǐng)域，應(yīng)用范圍較窄，且可應(yīng)用規(guī)模較小，不適合大規(guī)模的水處理工程。NH4HCO3可以通過(guò)加熱分解實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品水分離和溶質(zhì)的循環(huán)利用，但存在的問(wèn)題是NH4HCO3溶解并不完全且已發(fā)生分解，能否持續(xù)穩(wěn)定地提供足夠高的理想滲透壓是一個(gè)疑問(wèn)，并且其回收利用并非單純的物理變化，涉及到生成三種不同性質(zhì)銨鹽的化學(xué)反應(yīng)，增加了維持汲取液穩(wěn)定性的難度。磁性汲取劑可在提供較高滲透壓的同時(shí)，通過(guò)磁性分離裝置與淡水簡(jiǎn)單分離，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。但隨著回收再使用次數(shù)的增多，汲取液中的磁性粒子出現(xiàn)團(tuán)聚，影響汲取液的滲透壓，降低了產(chǎn)水通量，并且其實(shí)驗(yàn)室制作成本很高，且潛在的使用次數(shù)有限，故還需進(jìn)一步研究。海水本身具有較高的滲透壓(27atm)，且在沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)易得，可循環(huán)使用，無(wú)結(jié)垢現(xiàn)象，并且其溶液很容易通過(guò)膜分離過(guò)程再濃縮
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種城市污水碳源回收處理方法及裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)中的正滲透過(guò)程中采用糖類作為汲取劑應(yīng)用范圍窄及不能用于大規(guī)模的水處理、采用NH4HCO3作為汲取劑的維持其穩(wěn)定性難度較大、采用磁性汲取劑容易出現(xiàn)磁性粒子團(tuán)聚，影響其滲透壓，降低產(chǎn)水通量的缺陷。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種城市污水碳源回收處理方法，包括以下步驟:(I)將城市污水作為原料液經(jīng)過(guò)濾后通入正滲透膜組件一側(cè)，在正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液的作用下進(jìn)入正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液筒，其中所述汲取液為海水；(2)將汲取液筒中被稀釋的海水通入膜分離組件，在所述膜分離組件的產(chǎn)水出口收集產(chǎn)水，再將膜分離的濃的海水流回到所述汲取液筒；本發(fā)明的有益效果是:使用城市污水作為原料液，海水作為汲取液進(jìn)入正滲透系統(tǒng)，原料液中的水透過(guò)正滲透膜，污染物被截留，從而使城市污水被濃縮，海水被稀釋，同時(shí)實(shí)現(xiàn)污水濃縮和海水脫鹽，降低城市污水處理成本，實(shí)現(xiàn)有機(jī)碳源回收，并且稀釋的海水易于脫鹽，降低海水淡化的成本。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，包括步驟(3)將步驟(I)經(jīng)正滲透膜組件后濃縮的城市污水通入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器中反應(yīng)后進(jìn)入沉淀池中沉淀澄清。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:濃縮的城市污水通過(guò)厭氧工藝處理，實(shí)現(xiàn)有機(jī)碳源回收。進(jìn)一步，步驟(2)所述膜分離組件為反滲透膜組件、膜蒸餾膜組件、反滲透-膜蒸餾膜組件、納濾-反滲透-膜 蒸餾膜組件中任意一種。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:稀釋的海水采用反滲透、膜蒸餾、反滲透-膜蒸餾或納濾-反滲透-膜蒸餾等任一工藝進(jìn)一步脫鹽，實(shí)現(xiàn)汲取劑循環(huán)利用并獲得高純度產(chǎn)水。本發(fā)明還提供一種城市污水碳源回收處理裝置，包括過(guò)濾裝置、正滲透原料液筒、正滲透組件、汲取液筒、汲取劑回收裝置及第一產(chǎn)水收集裝置，所述過(guò)濾裝置的進(jìn)水口通過(guò)管道連通城市污水；所述過(guò)濾裝置的第一出水口通過(guò)管道連通所述正滲透原料液筒的第一進(jìn)水口 ；所述正滲透原料液筒的第一出水口通過(guò)原料液泵連通所述正滲透組件的原料液一側(cè)的進(jìn)水口，所述正滲透組件的原料液一側(cè)的出水口連通所述正滲透原料液筒的第二進(jìn)水口 ；所述正滲透組件的汲取液一側(cè)的出水口與所述汲取液筒的第一進(jìn)水口連通；所述汲取液筒的第一出水口通過(guò)汲取液泵連通所述正滲透組件的汲取液一側(cè)的進(jìn)水口 ；所述汲取液筒的第二出水口連通所述汲取劑回收裝置；所述汲取劑回收裝置的汲取液出口連通所述汲取液筒；所述汲取劑回收裝置的產(chǎn)水出口連通所述第一產(chǎn)水收集裝置。本發(fā)明的有益效果是:采用正滲透組件處理城市污水，不需要外加壓力或者在很低的外加壓力下運(yùn)行，能耗低；膜污染情況相對(duì)較輕；能夠持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行而易于清洗，降低膜清洗費(fèi)用及化學(xué)清洗劑對(duì)環(huán)境的污染；回收率高、無(wú)濃水排放、環(huán)境友好。進(jìn)一步，還包括上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、沉淀池、氣體收集裝置及第二產(chǎn)水收集裝置，所述過(guò)濾裝置的第二出水口及所述正滲透原料液筒的濃縮出口均與所述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器的進(jìn)水口連通；所述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器的氣體出口與所述氣體收集裝置連通；所述沉淀池的進(jìn)水口與所述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器的出水口連通；所述沉淀池底端的污泥出口連通所述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器的污泥口 ；所述第二產(chǎn)水收集裝置連通所述沉淀池。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:由于城市污水處理裝置中還加設(shè)有上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、沉淀池、氣體收集裝置及第二產(chǎn)水收集裝置，可以將通過(guò)正滲透組件處理的濃縮城市污水能夠通過(guò)厭氧工藝處理達(dá)標(biāo)并實(shí)現(xiàn)有機(jī)碳源的資源化回收，也可以將過(guò)濾后的城市污水直接通過(guò)厭氧工藝處理后沉淀得到產(chǎn)水。進(jìn)一步，所述汲取劑回收裝置為反滲透膜組件，所述汲取液筒的第二出水口通過(guò)反滲透進(jìn)料泵與所述反滲透膜組件的高壓側(cè)連通；所述反滲透膜組件的高壓側(cè)的濃水出口與所述汲取液筒連通；所述反滲透膜組件的產(chǎn)水出口與所述第一產(chǎn)水收集裝置連通。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過(guò)反滲透膜組件可以高效回收海水并產(chǎn)出純水，回收的海水重新作為汲取液進(jìn)入正滲透系統(tǒng)的汲取液筒循環(huán)利用，無(wú)濃水排放，環(huán)境污染小。進(jìn)一步，所述汲取劑回收裝置包括膜蒸餾組件及膜蒸餾透過(guò)液筒，所述汲取液筒的第二出水口通過(guò)膜蒸餾進(jìn)料泵與所述膜蒸餾組件的高溫側(cè)連通；所述膜蒸餾組件的高溫側(cè)的濃水出口與所述汲取液筒連通；所述膜蒸餾組件的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾透過(guò)液筒的進(jìn)水口連通；所述膜蒸餾 透過(guò)液筒的第一出口通過(guò)透過(guò)液水泵與所述膜蒸餾組件低溫透過(guò)側(cè)連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒的第二出口與所述第一產(chǎn)水收集裝置連通。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過(guò)膜蒸餾組件及膜蒸餾透過(guò)液筒可以高效回收海水并產(chǎn)出純水，經(jīng)過(guò)膜蒸餾組件回收的海水重新作為汲取液進(jìn)入正滲透系統(tǒng)的汲取液筒循環(huán)利用，無(wú)濃水排放，環(huán)境污染小。進(jìn)一步，所述汲取劑回收裝置包括反滲透膜組件、膜蒸餾料液筒、膜蒸餾組件、膜蒸餾透過(guò)液筒，所述汲取液筒的第二出水口通過(guò)反滲透進(jìn)料泵與所述反滲透組件的高壓側(cè)連通；所述反滲透膜組件的高壓側(cè)的濃水出口與所述汲取液筒連通；所述反滲透膜組件的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾料液筒連通，所述膜蒸餾料液筒的濃水出口與所述汲取液筒連通；所述膜蒸餾料液筒的出水口通過(guò)膜蒸餾進(jìn)料泵與所述膜蒸餾組件的高溫側(cè)連通；所述膜蒸餾組件的高溫側(cè)的濃水出口與所述膜蒸餾料液筒連通；所述膜蒸餾組件的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾透過(guò)液筒的進(jìn)水口連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒的第一出口通過(guò)透過(guò)液水泵與所述膜蒸餾組件低溫透過(guò)側(cè)連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒的第二出口與所述第一產(chǎn)水收集裝置連通。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過(guò)反滲透膜組件、膜蒸餾料液筒、膜蒸餾組件、膜蒸餾透過(guò)液筒可以高效回收海水并產(chǎn)出純水，經(jīng)過(guò)反滲透膜組件及膜蒸餾組件回收的海水均重新作為汲取液進(jìn)入正滲透系統(tǒng)的汲取液筒循環(huán)利用，無(wú)濃水排放，環(huán)境污染小。進(jìn)一步，所述汲取劑回收裝置包括納濾膜組件、反滲透料液筒、反滲透膜組件、膜蒸餾料液筒、膜蒸餾組件、膜蒸餾透過(guò)液筒，所述汲取液筒的第二出水口通過(guò)納濾進(jìn)料泵與所述納濾膜組件的高壓側(cè)連通，所述納濾膜組件的高壓側(cè)的濃水出口與所述汲取液筒連通；所述納濾膜組件的產(chǎn)水口與所述反滲透料液筒的進(jìn)水口連通；所述反滲透料液筒的出水口通過(guò)反滲透進(jìn)料泵與所述反滲透組件的高壓側(cè)連通；所述反滲透膜組件的高壓側(cè)的濃水出口與所述反滲透料液筒連通；所述反滲透膜組件的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾料液筒連通，所述膜蒸餾料液筒及反滲透料液筒與所述汲取液筒連通；所述膜蒸餾料液筒的出口通過(guò)膜蒸餾進(jìn)料泵與所述膜蒸餾組件的高溫側(cè)連通；所述膜蒸餾組件的高溫側(cè)的濃水出口與所述膜蒸餾料液筒連通；所述膜蒸餾組件的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾透過(guò)液筒的進(jìn)水口連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒的第一出口通過(guò)透過(guò)液水泵與所述膜蒸餾組件低溫透過(guò)側(cè)連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒的第二出口與所述第一產(chǎn)水收集裝置連通。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過(guò)納濾膜組件、反滲透膜組件、膜蒸餾料液筒、膜蒸餾組件、膜蒸餾透過(guò)液筒可以高效回收海水并產(chǎn)出純水，經(jīng)過(guò)納濾膜組件、反滲透膜組件及膜蒸餾組件回收的海水均重新作為汲取液進(jìn)入正滲透系統(tǒng)循環(huán)利用，無(wú)濃水排放，環(huán)境污染小。


圖1為本發(fā)明一種城市污水碳源回收處理裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2為本發(fā)明一種城市污水碳源回收處理裝置中汲取劑回收裝置第一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖3為本發(fā)明一種城市污水碳源回收處理裝置中汲取劑回收裝置第二種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖4為本發(fā)明一種城市污水碳源回收處理裝置中汲取劑回收裝置第三種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖5為本發(fā)明一種城市污水碳源回收處理裝置中汲取劑回收裝置第四種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)原理示意圖。附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:1、城市污水，2、過(guò)濾裝置，3、正滲透原料液筒，4、原料液泵，5、正滲透組件，6、汲取液泵，7、汲取液筒，8、汲取劑回收裝置，9、第一產(chǎn)水收集裝置，10、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，11、沉淀池，12、氣體收集裝置，13、第二產(chǎn)水收集裝置，14、反滲透進(jìn)料泵，15、反滲透膜組件，16、膜蒸餾料液筒，17、膜蒸餾進(jìn)料泵，18、膜蒸餾組件，19、膜蒸餾透過(guò)液水泵，20、透過(guò)液筒，21、納濾進(jìn)料泵，22、納濾膜組件。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1一種城市污水碳源回收處理方法，包括以下步驟:將城市污水(C0D:300-500，1L)作為原料液經(jīng)過(guò)濾后通入正滲透膜組件(膜取向:活性層朝向原料液，支撐層朝向汲取液，有效膜面積:61.6m2) —側(cè)，在正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液的作用下進(jìn)入正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液筒(膜兩側(cè)流體流速:24cm/s，流動(dòng)方式:錯(cuò)流)，其中所述汲取液為海水(鹽度:3.5%，電導(dǎo)率:40000 ii s，1L);將汲取液筒中被稀釋的海水(電導(dǎo)率:28000 ii s)通入膜分離組件，在所述膜分離組件的產(chǎn)水出口收集產(chǎn)水(C0D〈3，電導(dǎo)率〈100)，再將膜分離的濃的海水流回到所述汲取液筒；將步驟(I )經(jīng)過(guò)正滲透膜組件后高倍濃縮的城市污水(C0D>1000)通入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器中反應(yīng)后進(jìn)入沉淀池中沉淀澄清(C0D〈100)，可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)碳源資源化回收。也可以將城市污水經(jīng)過(guò)濾后直接通過(guò)上流式厭氧污泥床反應(yīng)器中反應(yīng)后進(jìn)入沉淀池中沉淀澄清。其中汲取及回收可以與正滲透濃縮過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，也可以在正滲透濃縮過(guò)程結(jié)束后進(jìn)行。本方法通過(guò)正滲透膜組件及采用海水作為汲取劑濃縮城市污水。在利用海水的高滲透壓對(duì)城市污水進(jìn)行濃縮的同時(shí)，海水被稀釋，稀釋的海水可以較容易實(shí)現(xiàn)脫鹽，因此該方法可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)城市污水高倍濃度濃縮和容易實(shí)現(xiàn)海水脫鹽純化。實(shí)施例2一種城市污水碳源回收處理方法，包括以下步驟:將城市污水(C0D: 300-500，1L)作為原料液經(jīng)過(guò)濾后通入正滲透膜組件(膜取向:活性層朝向原料液，支撐層朝向汲取液，有效膜面積:61.6m2) —側(cè)，在正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液的作用下進(jìn)入正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液筒(膜兩側(cè)流體流速:24cm/s，流動(dòng)方式:錯(cuò)流)，其中所述汲取液為海水(鹽度:3.5%，電導(dǎo)率:40000 ii s，1L);將汲取液筒中被稀釋的海水(電導(dǎo)率:28000 ii s)通入反滲透膜組件(錯(cuò)流式恒壓運(yùn)行，操作壓力3.0Mpa)，在所述反滲透膜組件的產(chǎn)水出口收集產(chǎn)水(電導(dǎo)率〈100，回收率>50%)，再將膜分離的濃的海水回到所述汲取液筒；將步驟(I)經(jīng)正滲透膜組件后高倍濃縮的城市污水通入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器中反應(yīng)后進(jìn)入沉淀池中沉淀澄清。實(shí)施例3一種城市污水碳源回收處理方法，包括以下步驟:將城市污水(C0D:300-500，1L)作為原料液經(jīng)過(guò)濾后通入正滲透膜組件(膜取向:活性層朝向原料液，支撐層朝向汲取液，有效膜面積:61.6m2) —側(cè)，在正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液的作用下進(jìn)入正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液筒(膜兩側(cè)流體流速:24cm/s，流動(dòng)方式:錯(cuò)流)，其中所述汲取液為海水(鹽度:3.5%，電導(dǎo)率:40000 ii s，1L);將汲取液筒中被稀釋的海水(電導(dǎo)率:28000 ii s)通入膜蒸餾膜組件(錯(cuò)流式運(yùn)行，膜兩側(cè)溫差30°C)，在所述膜蒸餾膜組件的產(chǎn)水出口收集產(chǎn)水(電導(dǎo)率〈10，濃縮倍數(shù):2)，再將膜分離的濃的海水流回到所述汲取液筒；將步驟(I)經(jīng)正滲透膜組件后高倍濃縮的城市污水通入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器中反應(yīng)后進(jìn)入沉淀池中沉淀澄清。實(shí)施例4一種城市污水碳源回收處理方法，包括以下步驟:將城市污水(C0D:300-500，1L)作為原料液經(jīng)過(guò)濾后通入正滲透膜組件(膜取向:活性層朝向原料液，支撐層朝向汲取液，有效膜面積:61.6m2) —側(cè)，在正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液的作用下進(jìn)入正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液筒(膜兩側(cè)流體流速:24cm/s，流動(dòng)方式:錯(cuò)流)，其中所述汲取液為海水(鹽度:3.5%，電導(dǎo)率:40000 ii s，1L);將汲取液筒中被稀釋的海水(電導(dǎo)率:28000 ii s)通入反滲透-膜蒸餾膜組件(R0:錯(cuò)流式恒壓運(yùn)行，操作壓力3.0MpaiMD:錯(cuò)流式運(yùn)行，膜兩側(cè)溫差30°C)，在所述反滲透-膜蒸餾膜組件的產(chǎn)水出口收集產(chǎn)水(電導(dǎo)率〈5，回收率>75%)，再將膜分離的濃的海水流回到所述汲取液筒；將步驟(I)經(jīng)正滲透膜組件后高倍濃縮的城市污水通入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器中反應(yīng)后進(jìn)入沉淀池中沉淀澄清。實(shí)施例5一種城市污水碳源回 收處理方法，包括以下步驟:將城市污水(C0D: 300-500，1L)作為原料液經(jīng)過(guò)濾后通入正滲透膜組件(膜取向:活性層朝向原料液，支撐層朝向汲取液，有效膜面積:61.6m2) —側(cè)，在正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液的作用下進(jìn)入正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液筒(膜兩側(cè)流體流速:24cm/s，流動(dòng)方式:錯(cuò)流)，其中所述汲取液為海水(鹽度:3.5%，電導(dǎo)率:40000 u s,lL);將汲取液筒中被稀釋的海水(電導(dǎo)率:28000 u s)通入納濾-反滲透-膜蒸餾膜組件(NF:錯(cuò)流式恒壓運(yùn)行，操作壓力0.6Mpa ；RO:錯(cuò)流式恒壓運(yùn)行，操作壓力3.0MpaiMD:錯(cuò)流式運(yùn)行，膜兩側(cè)溫差30°C )，在所述納濾-反滲透-膜蒸餾膜組件的產(chǎn)水出口收集產(chǎn)水(電導(dǎo)率〈3，回收率>75%)，再將膜分離的濃的海水流回到所述汲取液筒；將步驟(I)經(jīng)正滲透膜組件后高倍濃縮的城市污水通入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器中反應(yīng)后進(jìn)入沉淀池中沉淀澄清。如圖1所示，本發(fā)明還提供一種沿海城市污水碳源回收處理裝置，包括過(guò)濾裝置
2、正滲透原料液筒3、正滲透組件5、汲取液筒7、汲取劑回收裝置8及第一產(chǎn)水收集裝置9，所述過(guò)濾裝置2的進(jìn)水口通過(guò)管道連通城市污水I ;所述過(guò)濾裝置2的第一出水口通過(guò)管道連通所述正滲透原料液筒3的第一進(jìn)水口 ；所述正滲透原料液筒3的第一出水口通過(guò)原料液泵4連通所述正滲透組件5的原料液一側(cè)的·進(jìn)水口，所述正滲透組件5的原料液一側(cè)的出水口連通所述正滲透原料液筒3的第二進(jìn)水口 ；所述正滲透組件5的汲取液一側(cè)的出水口與所述汲取液筒7的第一進(jìn)水口連通；所述汲取液筒7的第一出水口通過(guò)汲取液泵6連通所述正滲透組件5的汲取液一側(cè)的進(jìn)水口 ；所述汲取液筒7的第二出水口連通所述汲取劑回收裝置8 ;所述汲取劑回收裝置8的汲取液出口連通所述汲取液筒7 ;所述汲取劑回收裝置8的產(chǎn)水出口連通所述第一產(chǎn)水收集裝置9。其中所述汲取液筒為正滲透汲取液筒，即FO汲取液筒。如圖1所示，還包括上流式厭氧污泥床反應(yīng)器19、沉淀池11、氣體收集裝置12及第二產(chǎn)水收集裝置13，所述過(guò)濾裝置2的第二出水口及所述正滲透原料液筒3的濃縮出口均與所述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器10的進(jìn)水口連通；所述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器10的氣體出口與所述氣體收集裝置12連通；所述沉淀池11的進(jìn)水口與所述流式厭氧污泥床反應(yīng)器10的出水口連通；所述沉淀池11底端的污泥出口連通所述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器10的污泥口 ；所述第二產(chǎn)水收集裝置13連通所述沉淀池11。如圖2所示,所述汲取劑回收裝置8為反滲透膜組件15,所述汲取液筒7的第二出水口通過(guò)反滲透進(jìn)料泵14與所述反滲透膜組件15的高壓側(cè)連通；所述反滲透膜組件15的高壓側(cè)的濃水出口與所述汲取液筒7連通；所述反滲透膜組件15的產(chǎn)水出口與所述第一產(chǎn)水收集裝置9連通。如圖3所示，所述汲取劑回收裝置8包括膜蒸餾組件18及膜蒸餾透過(guò)液筒20，所述汲取液筒的第二出水口通過(guò)膜蒸餾進(jìn)料泵17與所述膜蒸餾組件18的高溫側(cè)連通；所述膜蒸餾組件18的高溫側(cè)的濃水出口與所述汲取液筒7連通；所述膜蒸餾組件18的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾透過(guò)液筒20的進(jìn)水口連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒20的第一出口通過(guò)透過(guò)液水泵19與所述膜蒸餾組件18低溫透過(guò)側(cè)連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒20的第二出口與所述第一產(chǎn)水收集裝置9連通。如圖4所示，所述汲取劑回收裝置8包括反滲透膜組件15、膜蒸餾料液筒16、膜蒸餾組件18、膜蒸餾透過(guò)液筒20，所述汲取液筒7的第二出水口通過(guò)反滲透進(jìn)料泵14與所述反滲透組件15的高壓側(cè)連通；所述反滲透膜組件15的高壓側(cè)的濃水出口與所述汲取液筒7連通；所述反滲透膜組件15的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾料液筒16連通，所述膜蒸餾料液筒16的濃水出口與所述汲取液筒7連通；所述膜蒸餾料液筒16的出水口通過(guò)膜蒸餾進(jìn)料泵17與所述膜蒸餾組件18的高溫側(cè)連通；所述膜蒸餾組件18的高溫側(cè)的濃水出口與所述膜蒸餾料液筒16連通；所述膜蒸餾組件18的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾透過(guò)液筒20的進(jìn)水口連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒20的第一出口通過(guò)透過(guò)液水泵19與所述膜蒸餾組件18低溫透過(guò)側(cè)連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒20的第二出口與所述第一產(chǎn)水收集裝置9連通。如5所示，所述汲取劑回收裝置8包括納濾膜組件22、反滲透膜組件15、反滲透料液筒23、膜蒸餾料液筒16、膜蒸餾組件18、膜蒸餾透過(guò)液筒20，所述汲取液筒7的第二出水口通過(guò)納濾進(jìn)料泵21與所述納濾膜組件22的高壓側(cè)連通，所述納濾膜組件22的高壓側(cè)的濃水出口與所述汲取液筒7連通；所述納濾膜組件22的產(chǎn)水口與所述反滲透料液筒23的進(jìn)水口連通；所述反滲透料液筒23的出水口通過(guò)反滲透進(jìn)料泵14與所述反滲透組件15的高壓側(cè)連通；所述反滲透膜組件15的高壓側(cè)的濃水出口與所述反滲透料液筒23連通；所述反滲透膜組件15的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾料液筒16連通，所述膜蒸餾料液筒16及反滲透料液筒23與所述汲取液筒7連通；所述膜蒸餾料液筒16的出口通過(guò)膜蒸餾進(jìn)料泵17與所述膜蒸餾組件18的高溫側(cè)連通；所述膜蒸餾組件18的高溫側(cè)的濃水出口與所述膜蒸餾料液筒16連通；所述膜蒸餾組件18的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾透過(guò)液筒20的進(jìn)水口連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒20的第一出口通過(guò)透過(guò)液水泵19與所述膜蒸餾組件18低溫透過(guò)側(cè)連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒20的第二出口與所述第一產(chǎn)水收集裝置9連通。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改 、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種城市污水碳源回收處理方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將城市污水作為原料液經(jīng)過(guò)濾后通入正滲透膜組件一側(cè)，在正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液的作用下進(jìn)入正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液筒，其中所述汲取液為海水； (2)將汲取液筒中被稀釋的海水通入膜分離組件，在所述膜分離組件的產(chǎn)水出口收集產(chǎn)水，再將膜分離濃縮的海水流回到所述汲取液筒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種城市污水碳源回收處理方法，其特征在于，包括步驟(3)將步驟(I)正滲透膜組件后濃縮的城市污水通入上流式厭氧污泥床反應(yīng)器中反應(yīng)后進(jìn)入沉淀池中沉淀澄清。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種城市污水碳源回收處理方法，其特征在于，步驟(2)所述膜分離組件為反滲透膜組件、膜蒸餾膜組件、反滲透-膜蒸餾膜組件、納濾-反滲透-膜蒸餾膜組件中任意一種。
4.一種城市污水碳源回收處理裝置，其特征在于，包括過(guò)濾裝置、正滲透原料液筒、正滲透組件、汲取液筒、汲取劑回收裝置及第一產(chǎn)水收集裝置，所述過(guò)濾裝置的進(jìn)水口通過(guò)管道連通城市污水；所述過(guò)濾裝置的第一出水口通過(guò)管道連通所述正滲透原料液筒的第一進(jìn)水口 ；所述正滲透原料液筒的第一出水口通過(guò)原料液泵連通所述正滲透組件的原料液一側(cè)的進(jìn)水口，所述正滲透組件的原料液一側(cè)的出水口連通所述正滲透原料液筒的第二進(jìn)水口 ；所述正滲透組件的汲取液一側(cè)的出水口與所述汲取液筒的第一進(jìn)水口連通；所述汲取液筒的第一出水口通過(guò)汲取液泵連通所述正滲透組件的汲取液一側(cè)的進(jìn)水口 ；所述汲取液筒的第二出水口連通所述汲取劑回收裝置；所述汲取劑回收裝置的汲取液出口連通所述汲取液筒；所述汲取劑回收裝置的產(chǎn)水出口連通所述第一產(chǎn)水收集裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種城市污水碳源回收處理裝置，其特征在于，還包括上流式厭氧污泥床反應(yīng)器、沉淀池、氣體收集裝置及第二產(chǎn)水收集裝置，所述過(guò)濾裝置的第二出水口及所述正滲透原料液筒的濃縮出口均與所述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器的進(jìn)水口連通；所述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器的氣體出口與所述氣體收集裝置連通；所述沉淀池的進(jìn)水口與所述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器的出水口連通；所述沉淀池底端的污泥出口連通所述上流式厭氧污泥床反應(yīng)器的污泥口 ；所述第二產(chǎn)水收集裝置連通所述沉淀池。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述一種城市污水碳源回收處理裝置，其特征在于，所述汲取劑回收裝置為反滲透膜組件，所述汲取液筒的第二出水口通過(guò)泵與所述反滲透膜組件的高壓側(cè)連通；所述反滲透膜組件的高壓側(cè)的濃水出口與所述汲取液筒連通；所述反滲透膜組件的產(chǎn)水出口與所述第一產(chǎn)水收集裝置連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述一種城市污水碳源回收處理裝置，其特征在于，所述汲取劑回收裝置包括膜蒸餾組件及膜蒸餾透過(guò)液筒，所述汲取液筒的第二出水口通過(guò)膜蒸餾進(jìn)料泵與所述膜蒸餾組件的高溫側(cè)連通；所述膜蒸餾組件的高溫側(cè)的濃水出口與所述汲取液筒連通；所述膜蒸餾組件的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾透過(guò)液筒的進(jìn)水口連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒的第一出口通過(guò)透過(guò)液水泵與所述膜蒸餾組件低溫透過(guò)側(cè)連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒的第二出口與所述第一產(chǎn)水收集裝置連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述一種城市污水碳源回收處理裝置，其特征在于，所述汲取劑回收裝置包括反滲透膜組件、膜蒸餾料液筒、膜蒸餾組件、膜蒸餾透過(guò)液筒，所述汲取液筒的第二出水口通過(guò)反滲透進(jìn)料泵與所述反滲透組件的高壓側(cè)連通；所述反滲透膜組件的高壓側(cè)的濃水出口與所述汲取液筒連通；所述反滲透膜組件的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾料液筒連通，所述膜蒸餾料液筒的濃水出口與所述汲取液筒連通；所述膜蒸餾料液筒的出水口通過(guò)膜蒸餾進(jìn)料泵與所述膜蒸餾組件的高溫側(cè)連通；所述膜蒸餾組件的高溫側(cè)的濃水出口與所述膜蒸餾料液筒連通；所述膜蒸餾組件的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾透過(guò)液筒的進(jìn)水口連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒的第一出口通過(guò)透過(guò)液水泵與所述膜蒸餾組件低溫透過(guò)側(cè)連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒的第二出口與所述第一產(chǎn)水收集裝置連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述一種城市污水碳源回收處理裝置，其特征在于，所述汲取劑回收裝置包括納濾膜組件、反滲透料液筒、反滲透膜組件、膜蒸餾料液筒、膜蒸餾組件、膜蒸餾透過(guò)液筒，所述汲取液筒的第二出水口通過(guò)納濾進(jìn)料泵與所述納濾膜組件的高壓側(cè)連通，所述納濾膜組件的高壓側(cè)的濃水出口與所述汲取液筒連通；所述納濾膜組件的產(chǎn)水口與所述反滲透料液筒的進(jìn)水口連通；所述反滲透料液筒的出水口通過(guò)反滲透進(jìn)料泵與所述反滲透組件的高壓側(cè)連通；所述反滲透膜組件的高壓側(cè)的濃水出口與所述反滲透料液筒連通；所述反滲透膜組件的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾料液筒連通，所述膜蒸餾料液筒及反滲透料液筒與所述汲取液筒連通；所述膜蒸餾料液筒的出口通過(guò)膜蒸餾進(jìn)料泵與所述膜蒸餾組件的高溫側(cè)連通；所述膜蒸餾組 件的高溫側(cè)的濃水出口與所述膜蒸餾料液筒連通；所述膜蒸餾組件的產(chǎn)水出口與所述膜蒸餾透過(guò)液筒的進(jìn)水口連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒的第一出口通過(guò)透過(guò)液水泵與所述膜蒸餾組件低溫透過(guò)側(cè)連通；所述膜蒸餾透過(guò)液筒的第二出口與所述第一產(chǎn)水收集裝置連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種城市污水碳源回收處理方法及裝置，包括以下步驟將城市污水作為原料液經(jīng)過(guò)濾后通入正滲透膜組件一側(cè)，在正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液的作用下進(jìn)入正滲透膜組件另一側(cè)的汲取液筒，其中所述汲取液為海水；將汲取液筒中被稀釋的海水通入膜分離組件，在所述膜分離組件的產(chǎn)水出口收集產(chǎn)水，再將膜分離的濃水流回到所述汲取液筒；使用城市污水作為原料液，海水作為汲取液進(jìn)入正滲透系統(tǒng)，原料液中的水透過(guò)正滲透膜，污染物被截留，從而使城市污水被濃縮，海水被稀釋，同時(shí)實(shí)現(xiàn)污水濃縮和海水脫鹽，降低城市污水處理成本，實(shí)現(xiàn)有機(jī)碳源回收，并且稀釋的海水易于脫鹽，降低海水淡化的成本。
文檔編號(hào)C02F1/44GK103145219SQ20131006964
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者王軍, 李潔, 曾凡付, 侯得印, 欒兆坤 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心, 新疆德藍(lán)股份有限公司