[发明专利]一种利用生物炭动态膜的分散式农村给水处理系统及方法

权利要求书

1.一种利用生物炭动态膜的分散式农村给水处理系统，其特征在于：包括秸秆炭化系统、生物炭投加系统、动态膜装置和储水消毒系统，所述生物炭投加系统的进料端连接所述秸秆炭化系统，所述生物炭投加系统的出料端通过进料管连接所述动态膜装置，所述进料管上设置有第一阀门，所述动态膜装置上设置有进水管，所述进水管上设置有进水泵，所述动态膜装置通过输水管连接所述储水消毒系统，所述储水消毒系统上连接有出水管，所述出水管上设置有出水泵；所述秸秆炭化系统从上往下依次设置有加料筒、炭化室、加热室和第一储料室，所述加料筒固定连接在所述炭化室的顶端，所述加料筒上设置有第二活动门，所述炭化室的侧面上设置有进气管，所述炭化室的底部设置有第一活动门，所述加热室的侧面上设置有出气管，所述加热室与所述第一储料室之间设置有炉排，所述加热室和所述第一储料室上分别设置有观察口和出灰口，所述出灰口位于所述观察口的正下方；所述生物炭投加系统包括水平输送螺杆、竖直输送螺杆和第二储料室，所述水平输送螺杆的端部设置有第一电机，所述水平输送螺杆上设置有进料斗，所述竖直输送螺杆与所述水平输送螺杆垂直连接，所述第二储料室套接在所述竖直输送螺杆上，所述第二储料室的顶面上设置有定位板，所述竖直输送螺杆的顶端连接有转轴，所述转轴上设置有从动轮，所述定位板的侧面上设置有第二电机，所述第二电机上设置有主动轮，所述主动轮通过皮带连接所述从动轮，所述第二储料室的底部侧面上设置有出料管，所述出料管上设置有第一电磁阀；所述动态膜装置内从下往上依次设置有吸附反应室、膜基过滤室和控制室，所述吸附反应室的两侧分别连接所述进料管和所述进水管，所述吸附反应室的底部设置有第三电机，所述第三电机上连接有搅拌桨，所述搅拌桨位于所述吸附反应室内，所述吸附反应室与所述膜基过滤室之间设置有隔板，所述隔板上均匀设置有透水孔，所述透水孔上均设置有第二电磁阀，所述膜基过滤室内上下水平设置有两个相互平行的陶瓷膜基组件，所述膜基过滤室的侧面上设置有密封门，所述膜基过滤室的外侧设置有反洗管道系统，所述膜基过滤室的侧面上连接有所述输水管。

2.根据权利要求1所述的一种利用生物炭动态膜的分散式农村给水处理系统，其特征在于：所述陶瓷膜基组件包括基板，所述基板内设置有动态膜基膜和分离层，两个所述分离层位于所述动态膜基膜的上下两侧，位于上方的所述分离层的圆周侧面上倾斜均匀设置有第一反洗喷头，所述第一反洗喷头之间通过第一环形管连接，位于下方的所述分离层的圆周侧面上倾斜均匀设置有第二反洗喷头，所述第二反洗喷头之间通过第二环形管连接，所述第一环形管和所述第二环形管分别通过第一导流管和第二导流管连接衔接管。

3.根据权利要求2所述的一种利用生物炭动态膜的分散式农村给水处理系统，其特征在于：所述反洗管道系统包括反洗管、分流管和所述衔接管，所述反洗管通过所述分流管连接所述衔接管，所述反洗管连接外部供水设备，所述衔接管上均设置有反洗水泵。

4.根据权利要求1所述的一种利用生物炭动态膜的分散式农村给水处理系统，其特征在于：所述控制室内设置有PLC控制器、温度控制器、时间控制器、第一压力控制器、第二压力控制器和水箱报警器，所述PLC控制器分别连接所述温度控制器、所述时间控制器、所述第一压力控制器、所述第二压力控制器和所述水箱报警器。

5.根据权利要求2所述的一种利用生物炭动态膜的分散式农村给水处理系统，其特征在于：所述动态膜基膜的材料为膜材料，所述膜材料为微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜中的一种。

6.使用如权利要求1所述的一种利用生物炭动态膜的分散式农村给水处理系统处理污水的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）秸秆生物炭制备

以玉米秆、玉米芯、稻秆为原料，经过干燥碾磨处理后筛分成300～800目，并将原料投入秸秆碳化系统中的炭化室内，然后将通过加热室将炭化室的温度进行加热，控制温度在300～800℃，接着通过进气管连续通入氮气或二氧化碳，使原料进行裂解，制备秸秆生物炭，产生的废气直接通过加热室侧面的出气管排出，秸秆生物炭沉积在第一储料室内，并通过出灰口进入生物炭投加系统；

2）秸秆生物炭输送

秸秆生物炭经进料斗进入水平输送螺杆后，在第一电机的作用下由水平输送螺杆的一端输送至另一端与竖直输送螺杆的连接处，第二电机通过主动轮和从动轮带动竖直输送螺杆旋转，使秸秆生物炭向上移动，进入第二储料室内，第二储料室侧壁上的第一电磁阀打开，使秸秆生物炭经进料管进入动态膜装置；

3）动态膜装置处理

a、吸附反应：给水源的水在进水泵的作用下经进水管进入吸附反应室内，秸秆生物炭同时从进料管进入吸附反应室，吸附反应室底部的第三电机开始工作，使搅拌桨旋转，实现对给水源和秸秆生物炭的混合搅拌，混合后的液体经透水孔进入膜基过滤室；

b、动态膜净化处理：液体进入膜基过滤室后不断向上流动，依次经过两个平行设置的陶瓷膜基组件过滤后，通过输水管进入储水消毒系统，而过滤的固体颗粒悬浮物或胶体在介质表面形成具有分离性能的新膜；

c、动态膜反洗：待动态膜净化处理结束后，通过反洗管道系统对陶瓷膜基组件进行设备脱模和脱落生物炭；

4）储水消毒处理

经动态膜装置处理后的水在输水泵的作用下通过输水管进入储水消毒系统，经消毒后在出水泵的作用下通过出水管输出，实现水资源的再利用；

5）生物炭动态膜后处理

吸附完成后，通过反洗管道系统反洗脱落的生物炭动态膜作为缓释肥和土壤改良剂回用。