[发明专利]一种污水中污染物浓缩的高通量动态膜分离装置

说明书

本发明涉及一种适用于污水中污染物浓缩的高通量动态膜分离方法，属于污（废）水处理技术领域。该方法涉及的装置由配水槽、浓缩反应器及旋转动态膜组件组成，动态膜组件置于浓缩反应器内。低浓度城市污水在配水槽中经高分子混凝剂快速混凝后，通过单向止回阀进入浓缩反应器，依靠动态膜组件拦截过滤污水中的颗粒态、胶体态污染物，实现污染物浓缩，达到提高污染物资源化、能源化处理效率的目的。该方法中的圆形动态膜在减速电机的带动下旋转，形成的膜面剪切力能够有效限制膜污染的产生，实现反应器高通量情况下长期稳定运行。

技术领域

本发明属于环境保护、污水处理领域，具体涉及一种污水中污染物浓缩的高通量动态膜分离装置。

背景技术

环境污染和资源短缺是21世纪亟需解决的全球性问题，近年来，随着经济社会的发展和人民生活水平的提高，城市污水排放量逐年增加，日益严重的水污染问题制约了经济社会的发展。因此，水污染的控制和治理刻不容缓。同时，将污水污染物进行资源能源转化成为人们广泛关注的焦点。目前城市污水处理大多采用活性污泥法，其主要的处理核心是实现污染物的去除。随着污水处理可持续发展观念的不断深化，污水处理逐渐由“污染物去除”向“污水资源化、能源化处理”转变。

厌氧生物处理技术可将碳源转化为甲烷，能够实现污水的资源化、能源化。然而城市污水中污染物浓度低，直接影响污染物的资源化、能源化转化与回收效率。典型的城市生活污水COD含量在150~400 mg/L之间，TN约为15~40 mg/L，氨氮约为10~30 mg/L，TP约为1.5~5 mg/L。因此进行城市污水的污染物富集浓缩是实现污水的能源化与资源化的关键，寻求经济高效的城市污水浓缩技术是该领域的迫切需求。

目前报道的有机污染物富集浓缩主要有两种途径：一种是采用短泥龄的活性污泥吸附工艺对低浓度城市污水进行富集浓缩，再进行碳源的资源化、能源化回收利用；另一种是通过短泥龄的膜-生物反应器（MBR）工艺对污水中的有机碳源进行富集与浓缩。第一种富集浓缩方法伴随着污染物在浓缩过程中的损耗（微生物的降解）；第二种浓缩方法同样伴随污染物的损耗，且获得的污泥浓度低，后续需要浓缩等处理，同时短泥龄MBR的膜污染严重，影响系统稳定运行。

近年来，膜分离技术在污水处理领域得到了快速发展，动态膜分离技术由于具有相对投资成本低、膜污染控制难度小、能耗低等优点而在污水处理领域受到了关注。动态膜（dynamic membrane）又可以称为次生膜（secondary membrane），是指通过预涂剂或过滤介质中的颗粒物在大孔基材表面形成的具有固液分离功能的膜。动态膜的形成可以显著提高大孔基材的拦截效率，其中大孔基材主要包括尼龙网、涤纶网、不锈钢网和无纺布等材料。动态膜形成后其固液分离效果可以达到微滤和超滤的分离效率。过度形成的动态膜可以用水力清洗等手段去除以恢复其过滤性能，清洗简单方便。

目前，关于动态膜应用于城市污水中污染物的富集浓缩还鲜有报道。此外，在应用动态膜进行城市污水污染物富集浓缩时，要尽可能地避免浓缩过程中的碳源损失，需要采用较短的水力停留时间和较高的运行通量；然而较高的运行通量往往会导致动态膜的过度形成（即动态膜的污染），影响系统的运行稳定性。本发明即是针对上述背景，提出了一种适宜于城市污水中有机污染物浓缩的动态膜分离方法，可以实现动态膜的高通量稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于提出一种污水中污染物浓缩的高通量动态膜分离装置，通过物化分离手段，在较短的水力停留时间内实现城市污水污染物富集浓缩，提高污水资源化、能源化处理效率。

本发明提出的一种污水中污染物浓缩的高通量动态膜分离装置，由配水槽1、浓缩反应器6及动态膜组件7组成，其中：