能源輸出型污水處理工藝制造技術

本發明專利技術提供了一種能源輸出型污水處理工藝，屬于污水處理技術領域。能源輸出型污水處理工藝包括復合生態浮床、后續污水處理裝置、沉淀池、干式厭氧發酵裝置、好氧生物熱耦干化裝置、烘焙裝置、成型裝置和燃燒氣化裝置。首先通過復合生態浮床吸附大量的氮磷營養化元素以及有機物，再進入后續污水處理工藝進行二次處理，沉淀池后排放的清水水質良好，符合國家污水綜合一級A排放標準。本發明專利技術具有污水處理效果好，實現二氧化碳零排放和污染物轉化為能源的特點。

Energy output type sewage treatment process

The invention provides an energy output type sewage treatment process, belonging to the technical field of sewage treatment. Including sewage processing device, compound ecological floating bed, sedimentation tank, dry anaerobic fermentation device, aerobic biological coupling heat drying unit, baking device, molding device and combustion gasification device of energy output type sewage treatment process. The composite ecological floating bed adsorption of nitrogen and phosphorus nutrition elements and organic matter, and then into the sewage treatment process for the two time, water quality good sedimentation tank after discharge, in line with the national integrated wastewater discharge standard A level. The invention has the advantages of good sewage treatment effect, zero carbon dioxide emission and pollutant conversion into energy sources.

【技術實現步驟摘要】
能源輸出型污水處理工藝
本專利技術屬于污水處理
，具體為一種能源輸出型污水處理工藝。
技術介紹
隨著經濟社會的快速發展，水資源的消耗大幅增加，同時產生大量的工業和生活污水，對其進行合理的處理已經成為關系環境質量和人們健康的關鍵。污水的危害主要源于其中高含量的有機污染物(常用化學需氧量衡量)、氮磷等營養元素或者重金屬等污染物。污水處理工藝主要的目的是有效去除上述污染物?；钚晕勰喾ㄊ且环N最為典型的污水處理工藝，由英國的克拉克(Clark)和蓋奇(Gage)于1912年專利技術，主要利用好氧微生物的生物催化作用，將有機物氧化降解掉。傳統活性污泥法由曝氣池、二沉池和污泥回流管線組成，其原理是液流有回流的推流式。初次沉淀后的廢水與二沉池回流的活性污泥混合后進入曝氣池，大約曝氣6小時，進水與回流污泥通過擴散曝氣或機械曝氣作用進行混合。一般地，從曝氣池流出的混合液在二沉池沉淀后，沉淀池內的活性污泥以進水量的25～50％返回曝氣池(即污泥回流比為25～50％)。這種方法常用于低濃度生活污水處理，對沖擊負荷很敏感。生化需氧量(BOD5)的去除率達85～95％。為了滿足日益提高的污水中有機物和營養元素的排放要求，在傳統活性污泥工藝的基礎上，開發了A/O(厭氧/好氧)、A2/O工藝(缺氧/厭氧/好氧)、SBR(序批式活性污泥法)等工藝，該類方法在傳統的好氧工藝基礎上，在一定程度上增加缺氧和厭氧階段，可以提高氮磷等營養元素的去除，改善了污水處理的水質。城市污水處理屬于高能耗行業，污水廠的直接成本中，所占比例最大的是動力費。雖然不同的污水處理廠采用的工藝不盡相同，但典型工藝流程包括：污水提升泵站→格柵→沉砂池→初次沉淀池→曝氣池→二次沉淀池→受納水體或深度處理?？傮w來看，污水處理廠的能耗主要分布在以下幾個環節：a)污水提升系統；b)污水預處理系統；c)污水處理系統；d)污泥回流系統：e)污泥處理系統：f)污水處理廠照明及附屬設施能耗。目前典型污水處理系統都設有好氧單元-曝氣池，其是污水處理的核心。曝氣池是好氧處理工藝的能耗大戶，常規的曝氣池供氧方式有鼓風曝氣和機械曝氣兩種，需要用鼓風機或表曝機向污水中鼓入空氣，使空氣與污水充分混合，提高污水溶解氧，滿足好氧細菌的生長條件，提高其凈化污水的能力。此過程需要用到鼓風機、機械攪拌器等，因鼓風機或攪拌機的功率大，且要晝夜運行，其能耗約占污水處理廠總能耗的50％～70％。另外，污泥處理階段的濃縮、消化、脫水及傳輸等，耗能也比較大，其能耗約占污水處理廠總能耗的10％～25％。由此可見，傳統的污水處理普遍存在能耗和運行成本高的弊端，另外，氮磷等營養元素去除效果難以滿足日益嚴格的排放要求。另一方面，當前污水處理廠的主要問題是污泥排放問題。由于生物處理方法主要是微生物將有機物氧化成二氧化碳和水，另外30-50％的有機物被合成生物體，以污泥的形式存在，經脫水后含水率為80％左右，其產生量大。目前，污水處理廠產生的脫水污泥直接外運，尚未進行廠區內有效處理。在其后續的轉運、處理處置等環節存在著成本高和技術瓶頸等問題。近年來生態化污水處理得到了廣泛關注，人工濕地等方法的應用更為普遍，該類方法可有效降低曝氣的成本，但該類方法存在的主要問題是處理效率低，濕地處理后植物的二次污染問題。由此可見，急需開發一種新型高效的、能量消耗低(甚至能量供給)大污水處理工藝，同時可有效避免污水處理過程中的副產物(如污泥、生物質)的二次污染，甚至對其進行資源化和能源化利用。本專利引用了專利號為201610629633.8中國專利申請一種生活垃圾熱風耦合生物干化的處理方法。一種生活垃圾熱風耦合生物干化的處理方法，步驟如下：(1)階段式升溫馴化將生活垃圾破碎至粒徑為5-10cm作為馴化的物料，利用生活垃圾中的原生微生物或好氧脫水污泥中的微生物進行馴化；生活垃圾初始含水率調節至60-65％，通入低速熱風，保證物料好氧環境；通過熱風耦合作用設定馴化溫度，初始馴化溫度設為35℃，停留36-48h后，馴化溫度再設定至40℃，停留18-24h后，馴化溫度進一步設定至45℃，停留10-12h后，最終將馴化溫度設定為50℃，馴化10-12h，馴化后的物料微生物活性較高，氧氣消耗速率為30mg/(gVS·h)以上，可用于生物干化接種，實現嗜高溫菌種的馴化富集；階段式升溫馴化過程中，物料每天翻堆2次，避免物料局部厭氧酸化，促進微生物均勻分布；物料停留3-4天，馴化結束，將馴化后的物料輸入干化反應器中用于接種，干化反應器及時排空并加入新鮮物料，重復上述馴化過程，保證整個馴化接種過程的連續運行；(2)熱風耦合接種干化將生活垃圾破碎至粒徑為5-10cm后，與馴化后的物料按照質量比3:1混合，混合物料裝填完成，進行間歇通風，通過熱風耦合的輔助作用使混合物料溫度維持在50℃以上，同時在微生物發酵產熱和調節變頻風機通風散熱的作用下，控制混合物料溫度在50-60℃內連續運行，每天翻堆2次，促進混合物料中生活垃圾的快速干化；4天內處理生活垃圾含水率低于25％時，干化反應器內干化后的生活垃圾及時排空，馴化物料加入后繼續混入破碎后原生生活垃圾，實現過程連續運行。
技術實現思路
本專利技術提供了一種能源輸出型污水廠，本專利技術具有處理效果好，實現二氧化碳零排放和有機生物質轉化為能源二次利用的特點。本專利技術的技術方案：一種能源輸出型污水處理工藝，包括復合生態浮床、后續污水處理裝置、沉淀池、干式厭氧發酵裝置、好氧生物熱耦干化裝置、烘焙裝置、成型裝置和燃燒氣化裝置；污水通入復合生態浮床內，在太陽能和二氧化碳的共同為復合生態浮床內的有機植物提供所需養料，污水被一級處理；將復合生態浮床中收割的有機植物破碎后送入干式厭氧發酵裝置中；復合生態浮床的污水出口與后續污水處理裝置的污水入口連接，復合生態浮床中的污水進入后續污水處理裝置處理后，再進入沉淀池進行泥水分離，清水直接外排，污泥經機械脫水后送入干式厭氧發酵裝置，與有機植物進行厭氧發酵；干式厭氧發酵裝置中有機植物與污泥厭氧發酵產生的沼氣經分離后甲烷外供或自用，二氧化碳氣體送入復合生態浮床中，為復合生態浮床內植物生長提供二氧化碳；干式厭氧發酵裝置中產生的沼渣通過沼渣出口送入好氧生物熱耦干化裝置中進行干化處理；好氧生物熱耦干化裝置的冷凝水出口與復合生態浮床連接，干化過程產生的冷凝水送入復合生態浮床，為植物生長提供養分；好氧生物熱耦干化裝置的生物質干料出口與烘焙裝置的生物質干料入口連接，干化處理后的生物質干料進入烘焙裝置中進行烘焙處理，烘焙裝置、成型裝置與燃燒氣化裝置依次連接，燃燒氣化裝置的煙氣出口與復合生態浮床連接，煙氣中的二氧化碳通過氣體出口進入復合生態浮床中，為復合生態浮床內的植物生長提供碳源；烘焙過程產生的可燃揮發分在烘焙裝置中經高溫燃燒為烘焙過程提供能量，烘焙生產的生物炭經過熱態成型裝置制成生物炭燃料棒(如生物炭重金屬含量較低，達到農用標準，也可直接用作土壤改良劑)，生物炭燃料棒既可以直接清潔燃燒生產電力和供熱，也可以對外銷售。本專利技術的有益效果：(一)本專利技術中，首先通過復合生態浮床吸附大量的氮磷營養化元素以及有機物，再進入后續污水處理工藝進行二次處理，沉淀池后排放的清水水質良好，符合國家污水綜合一級A排放標準。(二)本專利技術中，將復合本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種能源輸出型污水處理工藝，其特征在于，所述的能源輸出型污水處理工藝中包括復合生態浮床、后續污水處理裝置、沉淀池、干式厭氧發酵裝置、好氧生物熱耦干化裝置、烘焙裝置、成型裝置和燃燒氣化裝置；污水通入復合生態浮床內，太陽能和二氧化碳共同為復合生態浮床內的有機植物提供所需養料，污水被一級處理；將復合生態浮床中收割的有機植物破碎后送入干式厭氧發酵裝置中；復合生態浮床的污水出口與后續污水處理裝置的污水入口連接，復合生態浮床中的污水進入后續污水處理裝置處理后，再進入沉淀池進行泥水分離，清水直接外排，污泥經機械脫水后送入干式厭氧發酵裝置，與有機植物進行聯合厭氧發酵；干式厭氧發酵裝置中有機植物與污泥厭氧發酵產生的沼氣經分離后甲烷外供或自用，二氧化碳送入復合生態浮床中，為復合生態浮床內的植物生長提供二氧化碳；干式厭氧發酵裝置中產生的沼渣通過沼渣出口送入好氧生物熱耦干化裝置中進行干化處理；好氧生物熱耦干化裝置的冷凝水出口與復合生態浮床連接，干化過程產生的冷凝水送入復合生態浮床，為植物生長提供養分；好氧生物熱耦干化裝置的生物質干料出口與烘焙裝置的生物質干料入口連接，干化處理后的生物質干料進入烘焙裝置中進行烘焙處理，烘焙過程產生的可燃揮發分在烘焙裝置中經高溫燃燒為烘焙過程提供能量，烘焙過程生產的生物炭經過成型裝置制成生物炭燃料棒，用于對外銷售或直接進行氣化燃燒生產電力和供熱；燃燒氣化裝置的煙氣出口與復合生態浮床連接，煙氣中的二氧化碳通過氣體出口進入復合生態浮床中，為復合生態浮床內的植物生長提供碳源。...

【技術特征摘要】
1.一種能源輸出型污水處理工藝，其特征在于，所述的能源輸出型污水處理工藝中包括復合生態浮床、后續污水處理裝置、沉淀池、干式厭氧發酵裝置、好氧生物熱耦干化裝置、烘焙裝置、成型裝置和燃燒氣化裝置；污水通入復合生態浮床內，太陽能和二氧化碳共同為復合生態浮床內的有機植物提供所需養料，污水被一級處理；將復合生態浮床中收割的有機植物破碎后送入干式厭氧發酵裝置中；復合生態浮床的污水出口與后續污水處理裝置的污水入口連接，復合生態浮床中的污水進入后續污水處理裝置處理后，再進入沉淀池進行泥水分離，清水直接外排，污泥經機械脫水后送入干式厭氧發酵裝置，與有機植物進行聯合厭氧發酵；干式厭氧發酵裝置中有機植物與污泥厭氧發酵產生的沼氣經分離后甲烷外供或自用，二氧化碳送入復...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李愛民，張雷，
申請(專利權)人：大連理工大學，
類型：發明
國別省市：遼寧,21