公布日：2022.04.19
申请日：2022.01.11
分类号：C02F3/32(2006.01)I;C12N1/12(2006.01)I;C12N1/20(2006.01)I;C12R1/89(2006.01)N;C12R1/01(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101
/30(2006.01)N;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种氮磷废水的处理方法，包括以下步骤：(1)氮磷废水进入藻类生产装置，富集废水中的氮磷，将无机碳转化为有机碳；(2)将步骤(1)中藻类生产装置中收获的藻液排入浓缩装置浓缩；(3)经步骤(2)浓缩处理后得到的藻类排入藻类预处理装置预处理，预处理后的藻类进入厌氧膜生物反应器进行厌氧生物处理；(4)步骤(3)厌氧发酵产生的沼气经预处理，进入沼气储柜进行压力调节、暂存，然后进入沼气热电联产装置产生电能和蒸汽；(5)步骤(3)厌氧膜生物反应器出水回流至藻类生产装置，与沼气热电联产装置排放的烟气共同加热氮磷废水。本发明提供的处理方法，可实现减污降碳，能源再生利用。
权利要求书
1.一种氮磷废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)氮磷废水进入藻类生产装置，通过光照和吸收二氧化碳生产藻类，富集废水中的氮磷，将无机碳转化为有机碳；(2)将步骤(1)中藻类生产装置中收获的藻液排入浓缩装置浓缩，不含氮磷的上清液直接排入市政管网、或排入超滤装置去除悬浮物后进入回用系统；(3)经步骤(2)浓缩处理后得到的藻类排入藻类预处理装置预处理，预处理后的藻类进入厌氧膜生物反应器进行厌氧生物处理；(4)步骤(3)厌氧发酵产生的沼气经预处理后，进入沼气储柜进行压力调节、暂存，然后进入沼气热电联产装置产生电能和蒸汽，含二氧化碳的烟气进入藻类生产装置提供无机碳供藻类生长，同时加热氮磷废水；(5)步骤(3)厌氧膜生物反应器出水回流至藻类生产装置，与沼气热电联产装置排放的烟气共同加热氮磷废水，厌氧膜生物反应器内藻渣以液体有机肥或固体有机肥的方式利用。
2.根据权利要求1所述的氮磷废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中藻类生产装置为采用透光材质制成的垂直柱状模块式反应器，设置人工模拟太阳光照系统。
.根据权利要求2所述的氮磷废水的处理方法，其特征在于：所述垂直柱状模块式反应器中单柱反应器的高度为20m-30m、直径500mm-1000mm，通过循环泵对柱内废水进行循环，流速为0.05m/s-0.1m/s，废水在反应器内停留时间为24h-48h。
4.根据权利要求1所述的氮磷废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中浓缩装置采用气浮浓缩、离心浓缩或重力浓缩。
5.根据权利要求1所述的氮磷废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中超滤装置采用浸没式或者管式超滤，膜通量为10-20L/(m2.h)。
6.根据权利要求1所述的氮磷废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中藻类预处理装置采用超声波、热水解或酸碱浸出的方式。
7.根据权利要求1所述的氮磷废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中厌氧膜生物反应器运行温度为35-39℃，停留时间为50-100天。
8.根据权利要求1所述的氮磷废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中沼气采用喷淋水洗去除沼气中的颗粒杂质和硫化氢，采用冷冻机或分子筛去除沼气中的水份。
9.根据权利要求1所述的氮磷废水的处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中沼气储柜采用湿式钟罩式气柜或者干式双膜气柜，调整出气压力为3000-5000Pa。
发明内容
本发明目的是提供一种氮磷废水的处理方法，可减少污染物的排放，提高能源的利用率。
基于上述问题，本发明提供的技术方案是：
一种氮磷废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)氮磷废水进入藻类生产装置，通过光照和吸收二氧化碳生产藻类，富集废水中的氮磷，将无机碳转化为有机碳；
(2)将步骤(1)中藻类生产装置中收获的藻液排入浓缩装置浓缩，不含氮磷的上清液直接排入市政管网、或排入超滤装置去除悬浮物后进入回用系统；
(3)经步骤(2)浓缩处理后得到的藻类排入藻类预处理装置预处理，预处理后的藻类进入厌氧膜生物反应器进行厌氧生物处理；
(4)步骤(3)厌氧发酵产生的沼气经预处理去除颗粒杂质和硫化物，进入沼气储柜进行压力调节、暂存，然后进入沼气热电联产装置产生电能和蒸汽，含二氧化碳的烟气进入藻类生产装置提供无机碳供藻类生长，同时加热氮磷废水；
(5)步骤(3)厌氧膜生物反应器出水回流至藻类生产装置，与沼气热电联产装置排放的烟气共同加热氮磷废水，厌氧膜生物反应器内藻渣以液体有机肥或固体有机肥的方式利用。
在其中的一些实施方式中，所述步骤(1)中藻类生产装置为采用透光材质制成的垂直柱状模块式反应器，设置人工模拟太阳光照系统。
在其中的一些实施方式中，所述垂直柱状模块式反应器中单柱反应器的高度为20m-30m、直径500mm-1000mm，通过循环泵对柱内废水进行循环，流速为0.05m/s-0.1m/s，废水在反应器内停留时间24h-48h。
在其中的一些实施方式中，所述步骤(2)中浓缩装置采用气浮浓缩、离心浓缩或重力浓缩。
在其中的一些实施方式中，所述步骤(2)中超滤装置采用浸没式或者管式超滤，膜通量为10-20L/(m2.h)。
在其中的一些实施方式中，所述步骤(3)中藻类预处理装置采用超声波、热水解或酸碱浸出的方式。
在其中的一些实施方式中，所述步骤(3)中厌氧膜生物反应器运行温度35-39℃，停留时间50-100天。
在其中的一些实施方式中，所述步骤(4)中沼气采用喷淋水洗去除沼气中的颗粒杂质和硫化氢，采用冷冻机或分子筛去除沼气中的水份。
在其中的一些实施方式中，所述步骤(4)中沼气储柜采用湿式钟罩式气柜或者干式双膜气柜，调整出气压力在3000-5000Pa。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、通过藻类吸收氮磷和二氧化碳，产生碳水和化合物，减少曝气能耗、碳源及化学药品的投加，并固定二氧化碳，产生可再生能源，整个过程在去除污染物的同时也降低二氧化碳的排放，是减污降碳实现碳中和的正确方式；
2、藻类浓缩、上清液处理不投加化学药剂，产生的尾水可中和回用，沼液或沼渣可作为有机肥加以利用，不产生二次污染；
3、藻类生产装置采用透光材质制成的模块式柱状反应器，比表面积大，光能利用率高，藻类生产速率高，采用封闭式、循环泵流速可控，光照强度可控，生长速率稳定；
4、藻类生产装置采用垂直结构，是水平池体占地的1/10左右；
5、藻类生产装置设置人工模拟太阳光照系统，光照时间是自然光照的2-3倍，藻类产量是自然光照的2-3倍；
6、热电联产尾气进入藻类生产装置，以废气治理废水，且高温烟气与厌氧膜生物反应器出水共同加热藻类生产装置内废水，使废水温度提高5℃左右，藻类生长速率提高约1倍；
7、厌氧膜生物反应器产水水质好，可直接回用或排入市政管网，出水不携带污泥，反应器运行稳定，自动化程度高。
（发明人：杨海亮;周新宇;胡洋;徐敏;马三剑）