[发明专利]一种高效碳源捕获的装置和方法

说明书

本发明涉及一种高效碳源捕获的装置和方法，适用于污水资源化领域，包括捕获反应池，所述捕获反应池的上部外壁设置有进水系统，所述进水系统的旁侧连通有混凝区，所述混凝区与设置于捕获反应池下部的澄清区相通，所述捕获反应池内腔上部设置有大孔基材捕获区，所述大孔基材捕获区与出水系统相连接。通过该装置和方法避免了活性污泥对于COD的吸收同化，也降低了污泥处理方面的能耗。

技术领域

本发明涉及一种高效碳源捕获的装置和方法，适用于污水资源化领域。

背景技术

随着我国经济社会高速发展和城市化进程的快速推进，污水产生量不断增加，污水处理设施规模快速扩大。传统活性污泥法能耗高、碳排放量大、能源资源回收利用效果差的缺陷逐渐成为制约污水处理行业实现碳减排的主要瓶颈。从实际运行的角度上，传统工艺的曝气过程、剩余污泥的处理处置过程等能耗较高，增加了运行成本，同时污水中富含的碳源、氮、磷等资源则随着处理而废弃。环境领域的研究者们逐渐将注意力转移到符合人类可持续发展理念的新型污水处理工艺开发中，污水新型资源化能源化处理技术成为当前和未来一个阶段的重大技术需求和研究前沿。

传统活性污泥污水处理工艺的碳源捕获大多采用高负荷活性污泥法，水力停留时间30 min以下，泥龄在1d以下，溶解氧在1mg/L以下，对颗粒性、胶体及部分溶解性有机物（以生化需氧量COD计）实现快速吸附浓缩。通过这种方式可以对水中的COD实现一定程度的捕获回收，但是也存在很多的问题：COD经过或活性污泥的吸附之后，一方面相当部分的COD已经被吸收同化，限制了碳源的回收效率；另一方面活性污泥的处理，如破碎、热解等技术也会消耗大量的能量，对技术的要求也比较高。

以德国斯泰因霍夫污水处理厂为例，该厂将剩余污泥作为其碳源回收和利用的对象，通过厌氧消化产甲烷的方式回收污水中蕴含的能量，达到资源化的目的。剩余污泥所携带的COD约为进水的15%-25%，在资源化过程中还有5%以上的COD被浪费，实际上进水中被能源化的COD只有不到20%。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效碳源捕获的装置和方法，通过该装置和方法避免了活性污泥对于COD的吸收同化，也降低了污泥处理方面的能耗。

本发明的技术方案在于：一种高效碳源捕获的装置，包括捕获反应池，所述捕获反应池的上部外壁设置有进水系统，所述进水系统的旁侧连通有混凝区，所述混凝区与设置于捕获反应池下部的澄清区相通，所述捕获反应池内腔上部设置有大孔基材捕获区，所述大孔基材捕获区与出水系统相连接。

进一步地，所述进水系统包括进水槽，所述进水槽上部设置有进水管并安装有进水泵，进水槽经单向阀与混凝区相连通。

进一步地，所述混凝区包括混凝池，所述混凝池的上部设置有加药管并安装有加药泵，混凝池内设置有搅拌器，混凝池的下部侧壁设置有与捕获反应池相通的开口。

进一步地，所述捕获反应池内竖向设置有将澄清区分隔为下部相连通的一宽一窄两个部分的挡板，窄部形成沉淀区，宽部形成颗粒浮动床。

进一步地，所述捕获反应池并位于颗粒浮动床一侧的侧壁上沿垂直方向间隔设置有排水口。

进一步地，所述大孔基材捕获区设置于颗粒浮动床的上侧，大孔基材捕获区设置有由大孔基材制成的分离装置，所述分离装置与出水系统相连接。

进一步地，所述出水系统包括与分离装置上端相连接的出水管，所述出水管上设置有出水泵并安装有压力计。

一种高效碳源捕获方法，包括高效碳源捕获的装置，步骤如下：

（1）开启进水系统，使污水进入混凝区；

（2）打开搅拌器和加药泵，在混凝区内将污水和混凝剂进行充分混合，之后进入沉淀区；

（3）打开出水泵，经过颗粒浮动床之后的污水经大孔基材分离装置分离之后由出水泵抽吸出水；