本發(fā)明涉及污水處理優(yōu)質(zhì)碳源的濃縮領(lǐng)域，尤其是涉及一種用膜處理技術(shù)的優(yōu)質(zhì)碳源的濃縮系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
經(jīng)過“十一五”、“十二五”將近10年的總量減排工作強(qiáng)力推進(jìn)，化學(xué)需氧量、氨氮兩項(xiàng)指標(biāo)改善卓有成效，但是總磷、總氮兩項(xiàng)指標(biāo)由于并未展開污染物總量控制，2014年，總磷、化學(xué)需氧量及五日生化需氧量成為了全國(guó)淡水環(huán)境和湖泊環(huán)境的首要污染指標(biāo)，全國(guó)近岸海域國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)的主要污染指標(biāo)為無機(jī)氮和活性磷酸鹽，超標(biāo)率分別為31.2％和14.6％，其中的無機(jī)氮的主要來源是陸域污染排放的總氮。
在國(guó)務(wù)院印發(fā)的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中提到，要選擇對(duì)水環(huán)境質(zhì)量有突出影響的總氮、總磷等指標(biāo)，研究納入流域、區(qū)域污染物排放總量控制約束性指標(biāo)體系，并明確要求，“十三五”期間，匯入富營(yíng)養(yǎng)化湖庫的河流和沿海地級(jí)及以上城市應(yīng)實(shí)施總氮排放控制，總磷控制也提上了日程，將在部分流域、區(qū)域開展控制。
隨著水資源的短缺和環(huán)境污染的加劇，現(xiàn)有污水處理廠的出水指標(biāo)更加嚴(yán)格，對(duì)出水總氮有了更明確的要求。這就需要污水中有比較充足的碳源，從而通過硝化反硝化去除總氮。進(jìn)水碳源不能滿足生物脫氮除磷所需。與此同時(shí)，隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步提高，碳源不足對(duì)生物系統(tǒng)穩(wěn)定去除氮、磷的影響更加突出。大量污水處理廠存在出水氮、磷不達(dá)標(biāo)或不能同時(shí)達(dá)標(biāo)的問題，如何在充分挖掘內(nèi)部碳源的同時(shí)，合理選擇外部碳源成為眾多污水處理廠需要面對(duì)的問題。
現(xiàn)在很多污水處理廠面臨碳源不足的問題，為了使出水總氮達(dá)標(biāo)，不得不人為投加碳源。目前，解決碳源不足的問題，主要考慮外加碳源(如甲醇、乙醇、乙酸和葡萄糖等)，但是這樣會(huì)大大增加污水處理廠的處理成本。研究表明，采用甲醇作為碳源的成本相當(dāng)于水廠運(yùn)行管理成本的70％之多，或者將富含可生物降解有機(jī)物的工業(yè)廢水投加到城市污水中，然后這樣會(huì)增加額外的運(yùn)輸費(fèi)用。污泥碳化產(chǎn)生的裂解液脫出水由于具有非常高的bod濃度，這部分碳源除了能夠滿足自身總氮的去除需要，按去除1個(gè)tn需要4個(gè)bod計(jì)算，即去除1mg/l的tn需要4mg/l的bod，裂解液經(jīng)過濃縮回收，作為碳源利于總氮的去除，從而不僅使出水總氮達(dá)標(biāo)，而且大大的降低了污水處理的成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種污水處理優(yōu)質(zhì)碳源的濃縮方法，以利于解決對(duì)于進(jìn)水碳源不足，不能滿足生物脫氮除磷所需碳源的污水處理，將裂解液經(jīng)過濃縮回收，作為碳源利于總氮的去除，從而不僅使出水總氮達(dá)標(biāo)，而且不用外加碳源，大大的降低了污水處理的成本。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種污水處理優(yōu)質(zhì)碳源的濃縮方法，該方法包括以下步驟：
步驟一：將含水率為80％的市政污泥經(jīng)過低溫碳化或者熱水解使污泥中的生物質(zhì)裂解，將其中的水分釋放出來，通過機(jī)械脫水將污泥中75％的水分脫除，將釋放出來的水分稱其為裂解液；所述的低溫碳化是在溫度為210℃—260℃，壓力4—6mpa條件下將所述污泥中的生物質(zhì)裂解，強(qiáng)制脫除污泥中水分；所述的熱水解為對(duì)所述污泥經(jīng)150℃—170℃溫度加熱，使污泥中的微生物絮體解體，微生物細(xì)胞破裂，同時(shí)污泥中的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物水解，將污泥中的水分釋放出來；
步驟二：將步驟一的裂解液收集，然后進(jìn)入氨氮吹脫塔進(jìn)行氨氮吹脫，使氨氮的去除率達(dá)到75％-85％；
步驟三：將經(jīng)過步驟二氨氮吹脫的裂解液通過間隙為30μm的粗濾過濾器，將裂解液中較大的顆粒截留；所述30μm粗濾過濾器的濾芯為熔噴濾芯，熔噴濾芯結(jié)構(gòu)采用熱熔自粘，無化學(xué)粘合劑，呈現(xiàn)多層結(jié)構(gòu)，且外層疏松，內(nèi)層緊密的漸變徑漸緊結(jié)構(gòu)；
步驟四：經(jīng)過步驟三的裂解液再通過間隙為5μm的精細(xì)過濾器，進(jìn)一步過濾較細(xì)小的顆粒；所述5μm精密過濾器的濾芯仍為同步驟三的熔噴濾芯結(jié)構(gòu)；
步驟五：經(jīng)過步驟三和步驟四兩次過濾后的裂解液進(jìn)入孔徑為0.08μm的超濾膜，經(jīng)過超濾膜過濾后的清液外排或進(jìn)行再處理，未透過超濾膜的為濃縮液，將濃縮液進(jìn)行收集即第一濃縮液；
步驟六：經(jīng)過步驟五收集的第一濃縮液進(jìn)入軟化膜進(jìn)行濃縮液軟化，所述的軟化膜采用的是孔徑為50nm的管式軟化膜；
步驟七：經(jīng)過步驟六軟化的濃縮液進(jìn)入反滲透濃縮系統(tǒng)濃縮，經(jīng)過反滲透濃縮后的清液外排或回用，將經(jīng)過反滲透濃縮后的濃縮液收集即第二濃縮液，收集的該濃縮液中c/n即bod/cod大于0.3，作為污水處理的碳源，即第二濃縮液為該濃縮方法收集的污水處理優(yōu)質(zhì)碳源。
本發(fā)明的效果是將污泥脫水釋放出來的裂解液進(jìn)行兩次濃縮，其中污泥脫水裂解液中bod濃度范圍為7500～20000mg/l，經(jīng)過兩次濃縮后使得bod濃度提高了12-18倍，大大提高了c/n即bod/cod的比值，成為優(yōu)質(zhì)碳源，有利于總氮的去除，從而不僅使出水總氮達(dá)標(biāo)，而且大大的降低了污水處理的成本。
具體實(shí)施方式
結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的污水處理優(yōu)質(zhì)碳源的濃縮方法加以說明。
本發(fā)明的污水處理優(yōu)質(zhì)碳源的濃縮方法包括以下步驟：
步驟一：將含水率為80％的市政污泥經(jīng)過低溫碳化或者熱水解使污泥中的生物質(zhì)裂解，將其中的水分釋放出來，通過機(jī)械脫水將污泥中75％的水分脫除，將釋放出來的水分稱其為裂解液；所述的低溫碳化是在溫度為210℃—260℃，壓力4—6mpa條件下將所述污泥中的生物質(zhì)裂解，強(qiáng)制脫除污泥中水分；所述的熱水解為對(duì)所述污泥經(jīng)150℃—170℃溫度加熱，使污泥中的微生物絮體解體，微生物細(xì)胞破裂，同時(shí)污泥中的蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物水解，將污泥中的水分釋放出來。
步驟二：將步驟一的裂解液收集，然后進(jìn)入氨氮吹脫塔進(jìn)行氨氮吹脫，將裂解液首先泵入吹脫塔的液體分布器，從塔的上部淋灑到填料上而形成水滴，順著填料的間隙次第落下，同時(shí)空氣在風(fēng)機(jī)的作用下進(jìn)入氨氮吹脫塔塔體下方進(jìn)氣口，并且充滿進(jìn)氣段空間，然后勻壓上升到填料段，在填料的表面上，與由上流下的裂解液逆流接觸，完成傳質(zhì)過程，使氨由液相轉(zhuǎn)換成氣相，空氣將游離狀態(tài)的氨吹出，完成吹脫過程，氨氮的去除率約為80％，將吹脫后的氨氣隨后經(jīng)排氣口排至氨氣吸收凈化塔，在氨氣吸收凈化塔內(nèi)噴淋冷水，吸收氨氣，可使得氣體達(dá)標(biāo)排放，無二次污染；將吹脫氨氮后的裂解液由氨氮吹脫塔的出水管排出。
步驟三：將經(jīng)過步驟二氨氮吹脫排出的裂解液通過間隙為30μm的粗濾過濾器，將裂解液中較大的顆粒截留；所述采用的30μm粗濾過濾器的濾芯為熔噴濾芯，結(jié)構(gòu)采用熱熔自粘，無化學(xué)粘合劑，呈現(xiàn)多層結(jié)構(gòu)，且外層疏松，內(nèi)層緊密的漸變徑漸緊結(jié)構(gòu)。
步驟四：經(jīng)過步驟三的裂解液再通過間隙為5μm的精細(xì)過濾器，進(jìn)一步過濾較細(xì)小的顆粒；所述采用的5μm精密過濾器的濾芯為熔噴濾芯，結(jié)構(gòu)采用熱熔自粘，無化學(xué)粘合劑，呈現(xiàn)多層結(jié)構(gòu)，且外層疏松，內(nèi)層緊密的漸變徑漸緊結(jié)構(gòu)。
步驟五：經(jīng)過步驟三和步驟四兩次過濾后的裂解液進(jìn)入孔徑為0.08μm的管式超濾膜，管式超濾膜在動(dòng)力的驅(qū)使下，利用膜的篩分作用，超濾膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)透過而成為透過液，原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè)，成為濃縮液，使得裂解液得到凈化、濃縮，超濾膜過濾后的清液量為裂解液的50％-60％，將清液外排或進(jìn)行再處理，未透過超濾膜的濃縮液量約為裂解液的40％-50％，將濃縮液進(jìn)行收集即第一濃縮液。
步驟六：經(jīng)過步驟五收集的第一濃縮液進(jìn)入軟化膜進(jìn)行濃縮液軟化；所述的軟化膜采用的是管式軟化膜，主要去除重金屬離子，如ca2+、mg2+等，防止結(jié)垢。其孔徑為50nm，采用內(nèi)錯(cuò)流的過濾方式，反沖洗頻率為每運(yùn)行15分鐘反沖洗5秒。
步驟七：經(jīng)過步驟六軟化的濃縮液進(jìn)入反滲透濃縮系統(tǒng)濃縮，經(jīng)過反滲透濃縮后的清液量約為第一濃縮液的85％-90％，將清液外排或回用，將經(jīng)過反滲透濃縮后的濃縮液量約為第一濃縮液的10％-15％收集即第二濃縮液，收集的該濃縮液中含有較高的bod濃度，c/n(即bod/cod)大于0.3，能很好的作為污水處理的碳源，所以第二濃縮液為該濃縮方法收集的污水處理優(yōu)質(zhì)碳源。