专利名称：一种城市污水碳源回收处理方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水碳源回收处理方法及装置，尤其涉及一种城市污水碳源回收处理方法及装置，属于污水处理领域。
背景技术：
水资源短缺和能源危机是影响全球可持续发展的限制因素，同时水资源污染形势日益严峻。随着城市化进程的加快，城市污水排放量增加，使城市污水成为水污染的一个重要来源，城市水污染问题日益受到重视。如何以低成本方式实现非清洁水源的资源化成为重要的研究课题。膜分离技术由于适用范围广、分离效率高、工艺简单、对环境影响小等特点被广泛应用于水处理领域。其中压力驱动膜分离技术，如微滤(MF)，超滤(UF)，纳滤(NF)以及反渗透(RO)在水处理中得到了广泛应用。但是这类压力驱动膜分离技术需要外加压力，既提高了运行成本，同时运行中常常伴随着严重的膜污染，降低了其运行效率。近年来,依靠溶液自身的渗透压作为驱动力的正渗透(forward osmosis,F0)技术逐渐引起国内外研究者的广泛关注。以渗透压为驱动力的正渗透技术与传统的膜分离过程相比具有回收率高、浓水排放·少、无需外压、膜污染低的显著优势，因而成为一种低能耗、低污染的可持续发展膜分离工艺，在水处理方面具有巨大的潜在应用价值。正渗透是指水从较高水化学势(或较低渗透压)一侧通过选择透过性膜流向较低水化学势(或较高渗透压)一侧的过程，是一种不需外加压力作驱动力，而仅依靠渗透压驱动的膜分离过程。在具有选择透过性膜的两侧分别放置两种具有不同渗透压的溶液，一种为具有较低渗透压的原料液(Feed solution, FS)，另一种为具有较高渗透压的汲取液(Draw solution, DS),利用膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，使水自发地从原料液一侧透过选择透过性膜到达汲取液一侧。城市污水污染倾向高，渗透压低，可以作为正渗透过程中的原料液，利用正渗透技术分离特性得到浓缩。正渗透过程中可使用的汲取溶质主要有:糖类如葡萄糖、果糖等，盐类如NaCl、MgCl2、Al2 (SO4) 3、NH4HCO3等及磁性纳米粒子等。但是糖类汲取剂目前仅用于军事、远征探险、灾害救援及娱乐等领域，应用范围较窄，且可应用规模较小，不适合大规模的水处理工程。NH4HCO3可以通过加热分解实现产品水分离和溶质的循环利用，但存在的问题是NH4HCO3溶解并不完全且已发生分解，能否持续稳定地提供足够高的理想渗透压是一个疑问，并且其回收利用并非单纯的物理变化，涉及到生成三种不同性质铵盐的化学反应，增加了维持汲取液稳定性的难度。磁性汲取剂可在提供较高渗透压的同时，通过磁性分离装置与淡水简单分离，实现循环利用。但随着回收再使用次数的增多，汲取液中的磁性粒子出现团聚，影响汲取液的渗透压，降低了产水通量，并且其实验室制作成本很高，且潜在的使用次数有限，故还需进一步研究。海水本身具有较高的渗透压(27atm)，且在沿海地区经济易得，可循环使用，无结垢现象，并且其溶液很容易通过膜分离过程再浓缩
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种城市污水碳源回收处理方法及装置，克服现有技术中的正渗透过程中采用糖类作为汲取剂应用范围窄及不能用于大规模的水处理、采用NH4HCO3作为汲取剂的维持其稳定性难度较大、采用磁性汲取剂容易出现磁性粒子团聚，影响其渗透压，降低产水通量的缺陷。本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种城市污水碳源回收处理方法，包括以下步骤:(I)将城市污水作为原料液经过滤后通入正渗透膜组件一侧，在正渗透膜组件另一侧的汲取液的作用下进入正渗透膜组件另一侧的汲取液筒，其中所述汲取液为海水；(2)将汲取液筒中被稀释的海水通入膜分离组件，在所述膜分离组件的产水出口收集产水，再将膜分离的浓的海水流回到所述汲取液筒；本发明的有益效果是:使用城市污水作为原料液，海水作为汲取液进入正渗透系统，原料液中的水透过正渗透膜，污染物被截留，从而使城市污水被浓缩，海水被稀释，同时实现污水浓缩和海水脱盐，降低城市污水处理成本，实现有机碳源回收，并且稀释的海水易于脱盐，降低海水淡化的成本。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，包括步骤(3)将步骤(I)经正渗透膜组件后浓缩的城市污水通入上流式厌氧污泥床反应器中反应后进入沉淀池中沉淀澄清。采用上述进一步方案的有益效果是:浓缩的城市污水通过厌氧工艺处理，实现有机碳源回收。进一步，步骤(2)所述膜分离组件为反渗透膜组件、膜蒸馏膜组件、反渗透-膜蒸馏膜组件、纳滤-反渗透-膜 蒸馏膜组件中任意一种。采用上述进一步方案的有益效果是:稀释的海水采用反渗透、膜蒸馏、反渗透-膜蒸馏或纳滤-反渗透-膜蒸馏等任一工艺进一步脱盐，实现汲取剂循环利用并获得高纯度产水。本发明还提供一种城市污水碳源回收处理装置，包括过滤装置、正渗透原料液筒、正渗透组件、汲取液筒、汲取剂回收装置及第一产水收集装置，所述过滤装置的进水口通过管道连通城市污水；所述过滤装置的第一出水口通过管道连通所述正渗透原料液筒的第一进水口 ；所述正渗透原料液筒的第一出水口通过原料液泵连通所述正渗透组件的原料液一侧的进水口，所述正渗透组件的原料液一侧的出水口连通所述正渗透原料液筒的第二进水口 ；所述正渗透组件的汲取液一侧的出水口与所述汲取液筒的第一进水口连通；所述汲取液筒的第一出水口通过汲取液泵连通所述正渗透组件的汲取液一侧的进水口 ；所述汲取液筒的第二出水口连通所述汲取剂回收装置；所述汲取剂回收装置的汲取液出口连通所述汲取液筒；所述汲取剂回收装置的产水出口连通所述第一产水收集装置。本发明的有益效果是:采用正渗透组件处理城市污水，不需要外加压力或者在很低的外加压力下运行，能耗低；膜污染情况相对较轻；能够持续长时间的运行而易于清洗，降低膜清洗费用及化学清洗剂对环境的污染；回收率高、无浓水排放、环境友好。进一步，还包括上流式厌氧污泥床反应器、沉淀池、气体收集装置及第二产水收集装置，所述过滤装置的第二出水口及所述正渗透原料液筒的浓缩出口均与所述上流式厌氧污泥床反应器的进水口连通；所述上流式厌氧污泥床反应器的气体出口与所述气体收集装置连通；所述沉淀池的进水口与所述上流式厌氧污泥床反应器的出水口连通；所述沉淀池底端的污泥出口连通所述上流式厌氧污泥床反应器的污泥口 ；所述第二产水收集装置连通所述沉淀池。采用上述进一步方案的有益效果是:由于城市污水处理装置中还加设有上流式厌氧污泥床反应器、沉淀池、气体收集装置及第二产水收集装置，可以将通过正渗透组件处理的浓缩城市污水能够通过厌氧工艺处理达标并实现有机碳源的资源化回收，也可以将过滤后的城市污水直接通过厌氧工艺处理后沉淀得到产水。进一步，所述汲取剂回收装置为反渗透膜组件，所述汲取液筒的第二出水口通过反渗透进料泵与所述反渗透膜组件的高压侧连通；所述反渗透膜组件的高压侧的浓水出口与所述汲取液筒连通；所述反渗透膜组件的产水出口与所述第一产水收集装置连通。采用上述进一步方案的有益效果是:通过反渗透膜组件可以高效回收海水并产出纯水，回收的海水重新作为汲取液进入正渗透系统的汲取液筒循环利用，无浓水排放，环境污染小。进一步，所述汲取剂回收装置包括膜蒸馏组件及膜蒸馏透过液筒，所述汲取液筒的第二出水口通过膜蒸馏进料泵与所述膜蒸馏组件的高温侧连通；所述膜蒸馏组件的高温侧的浓水出口与所述汲取液筒连通；所述膜蒸馏组件的产水出口与所述膜蒸馏透过液筒的进水口连通；所述膜蒸馏 透过液筒的第一出口通过透过液水泵与所述膜蒸馏组件低温透过侧连通；所述膜蒸馏透过液筒的第二出口与所述第一产水收集装置连通。采用上述进一步方案的有益效果是:通过膜蒸馏组件及膜蒸馏透过液筒可以高效回收海水并产出纯水，经过膜蒸馏组件回收的海水重新作为汲取液进入正渗透系统的汲取液筒循环利用，无浓水排放，环境污染小。进一步，所述汲取剂回收装置包括反渗透膜组件、膜蒸馏料液筒、膜蒸馏组件、膜蒸馏透过液筒，所述汲取液筒的第二出水口通过反渗透进料泵与所述反渗透组件的高压侧连通；所述反渗透膜组件的高压侧的浓水出口与所述汲取液筒连通；所述反渗透膜组件的产水出口与所述膜蒸馏料液筒连通，所述膜蒸馏料液筒的浓水出口与所述汲取液筒连通；所述膜蒸馏料液筒的出水口通过膜蒸馏进料泵与所述膜蒸馏组件的高温侧连通；所述膜蒸馏组件的高温侧的浓水出口与所述膜蒸馏料液筒连通；所述膜蒸馏组件的产水出口与所述膜蒸馏透过液筒的进水口连通；所述膜蒸馏透过液筒的第一出口通过透过液水泵与所述膜蒸馏组件低温透过侧连通；所述膜蒸馏透过液筒的第二出口与所述第一产水收集装置连通。采用上述进一步方案的有益效果是:通过反渗透膜组件、膜蒸馏料液筒、膜蒸馏组件、膜蒸馏透过液筒可以高效回收海水并产出纯水，经过反渗透膜组件及膜蒸馏组件回收的海水均重新作为汲取液进入正渗透系统的汲取液筒循环利用，无浓水排放，环境污染小。进一步，所述汲取剂回收装置包括纳滤膜组件、反渗透料液筒、反渗透膜组件、膜蒸馏料液筒、膜蒸馏组件、膜蒸馏透过液筒，所述汲取液筒的第二出水口通过纳滤进料泵与所述纳滤膜组件的高压侧连通，所述纳滤膜组件的高压侧的浓水出口与所述汲取液筒连通；所述纳滤膜组件的产水口与所述反渗透料液筒的进水口连通；所述反渗透料液筒的出水口通过反渗透进料泵与所述反渗透组件的高压侧连通；所述反渗透膜组件的高压侧的浓水出口与所述反渗透料液筒连通；所述反渗透膜组件的产水出口与所述膜蒸馏料液筒连通，所述膜蒸馏料液筒及反渗透料液筒与所述汲取液筒连通；所述膜蒸馏料液筒的出口通过膜蒸馏进料泵与所述膜蒸馏组件的高温侧连通；所述膜蒸馏组件的高温侧的浓水出口与所述膜蒸馏料液筒连通；所述膜蒸馏组件的产水出口与所述膜蒸馏透过液筒的进水口连通；所述膜蒸馏透过液筒的第一出口通过透过液水泵与所述膜蒸馏组件低温透过侧连通；所述膜蒸馏透过液筒的第二出口与所述第一产水收集装置连通。采用上述进一步方案的有益效果是:通过纳滤膜组件、反渗透膜组件、膜蒸馏料液筒、膜蒸馏组件、膜蒸馏透过液筒可以高效回收海水并产出纯水，经过纳滤膜组件、反渗透膜组件及膜蒸馏组件回收的海水均重新作为汲取液进入正渗透系统循环利用，无浓水排放，环境污染小。
图1为本发明一种城市污水碳源回收处理装置结构原理示意图；图2为本发明一种城市污水碳源回收处理装置中汲取剂回收装置第一种实施方式结构原理示意图；图3为本发明一种城市污水碳源回收处理装置中汲取剂回收装置第二种实施方式结构原理示意图；图4为本发明一种城市污水碳源回收处理装置中汲取剂回收装置第三种实施方式结构原理示意图；图5为本发明一种城市污水碳源回收处理装置中汲取剂回收装置第四种实施方式结构原理示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下:1、城市污水，2、过滤装置，3、正渗透原料液筒，4、原料液泵，5、正渗透组件，6、汲取液泵，7、汲取液筒，8、汲取剂回收装置，9、第一产水收集装置，10、上流式厌氧污泥床反应器，11、沉淀池，12、气体收集装置，13、第二产水收集装置，14、反渗透进料泵，15、反渗透膜组件，16、膜蒸馏料液筒，17、膜蒸馏进料泵，18、膜蒸馏组件，19、膜蒸馏透过液水泵，20、透过液筒，21、纳滤进料泵，22、纳滤膜组件。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例1一种城市污水碳源回收处理方法，包括以下步骤:将城市污水(C0D:300-500，1L)作为原料液经过滤后通入正渗透膜组件(膜取向:活性层朝向原料液，支撑层朝向汲取液，有效膜面积:61.6m2) —侧，在正渗透膜组件另一侧的汲取液的作用下进入正渗透膜组件另一侧的汲取液筒(膜两侧流体流速:24cm/s，流动方式:错流)，其中所述汲取液为海水(盐度:3.5%，电导率:40000 ii s，1L);将汲取液筒中被稀释的海水(电导率:28000 ii s)通入膜分离组件，在所述膜分离组件的产水出口收集产水(C0D〈3，电导率〈100)，再将膜分离的浓的海水流回到所述汲取液筒；将步骤(I )经过正渗透膜组件后高倍浓缩的城市污水(C0D>1000)通入上流式厌氧污泥床反应器中反应后进入沉淀池中沉淀澄清(C0D〈100)，可以实现有机碳源资源化回收。也可以将城市污水经过滤后直接通过上流式厌氧污泥床反应器中反应后进入沉淀池中沉淀澄清。其中汲取及回收可以与正渗透浓缩过程同时进行，也可以在正渗透浓缩过程结束后进行。本方法通过正渗透膜组件及采用海水作为汲取剂浓缩城市污水。在利用海水的高渗透压对城市污水进行浓缩的同时，海水被稀释，稀释的海水可以较容易实现脱盐，因此该方法可以同时实现城市污水高倍浓度浓缩和容易实现海水脱盐纯化。实施例2一种城市污水碳源回收处理方法，包括以下步骤:将城市污水(C0D: 300-500，1L)作为原料液经过滤后通入正渗透膜组件(膜取向:活性层朝向原料液，支撑层朝向汲取液，有效膜面积:61.6m2) —侧，在正渗透膜组件另一侧的汲取液的作用下进入正渗透膜组件另一侧的汲取液筒(膜两侧流体流速:24cm/s，流动方式:错流)，其中所述汲取液为海水(盐度:3.5%，电导率:40000 ii s，1L);将汲取液筒中被稀释的海水(电导率:28000 ii s)通入反渗透膜组件(错流式恒压运行，操作压力3.0Mpa)，在所述反渗透膜组件的产水出口收集产水(电导率〈100，回收率>50%)，再将膜分离的浓的海水回到所述汲取液筒；将步骤(I)经正渗透膜组件后高倍浓缩的城市污水通入上流式厌氧污泥床反应器中反应后进入沉淀池中沉淀澄清。实施例3一种城市污水碳源回收处理方法，包括以下步骤:将城市污水(C0D:300-500，1L)作为原料液经过滤后通入正渗透膜组件(膜取向:活性层朝向原料液，支撑层朝向汲取液，有效膜面积:61.6m2) —侧，在正渗透膜组件另一侧的汲取液的作用下进入正渗透膜组件另一侧的汲取液筒(膜两侧流体流速:24cm/s，流动方式:错流)，其中所述汲取液为海水(盐度:3.5%，电导率:40000 ii s，1L);将汲取液筒中被稀释的海水(电导率:28000 ii s)通入膜蒸馏膜组件(错流式运行，膜两侧温差30°C)，在所述膜蒸馏膜组件的产水出口收集产水(电导率〈10，浓缩倍数:2)，再将膜分离的浓的海水流回到所述汲取液筒；将步骤(I)经正渗透膜组件后高倍浓缩的城市污水通入上流式厌氧污泥床反应器中反应后进入沉淀池中沉淀澄清。实施例4一种城市污水碳源回收处理方法，包括以下步骤:将城市污水(C0D:300-500，1L)作为原料液经过滤后通入正渗透膜组件(膜取向:活性层朝向原料液，支撑层朝向汲取液，有效膜面积:61.6m2) —侧，在正渗透膜组件另一侧的汲取液的作用下进入正渗透膜组件另一侧的汲取液筒(膜两侧流体流速:24cm/s，流动方式:错流)，其中所述汲取液为海水(盐度:3.5%，电导率:40000 ii s，1L);将汲取液筒中被稀释的海水(电导率:28000 ii s)通入反渗透-膜蒸馏膜组件(R0:错流式恒压运行，操作压力3.0MpaiMD:错流式运行，膜两侧温差30°C)，在所述反渗透-膜蒸馏膜组件的产水出口收集产水(电导率〈5，回收率>75%)，再将膜分离的浓的海水流回到所述汲取液筒；将步骤(I)经正渗透膜组件后高倍浓缩的城市污水通入上流式厌氧污泥床反应器中反应后进入沉淀池中沉淀澄清。实施例5一种城市污水碳源回 收处理方法，包括以下步骤:将城市污水(C0D: 300-500，1L)作为原料液经过滤后通入正渗透膜组件(膜取向:活性层朝向原料液，支撑层朝向汲取液，有效膜面积:61.6m2) —侧，在正渗透膜组件另一侧的汲取液的作用下进入正渗透膜组件另一侧的汲取液筒(膜两侧流体流速:24cm/s，流动方式:错流)，其中所述汲取液为海水(盐度:3.5%，电导率:40000 u s,lL);将汲取液筒中被稀释的海水(电导率:28000 u s)通入纳滤-反渗透-膜蒸馏膜组件(NF:错流式恒压运行，操作压力0.6Mpa ；RO:错流式恒压运行，操作压力3.0MpaiMD:错流式运行，膜两侧温差30°C )，在所述纳滤-反渗透-膜蒸馏膜组件的产水出口收集产水(电导率〈3，回收率>75%)，再将膜分离的浓的海水流回到所述汲取液筒；将步骤(I)经正渗透膜组件后高倍浓缩的城市污水通入上流式厌氧污泥床反应器中反应后进入沉淀池中沉淀澄清。如图1所示，本发明还提供一种沿海城市污水碳源回收处理装置，包括过滤装置
2、正渗透原料液筒3、正渗透组件5、汲取液筒7、汲取剂回收装置8及第一产水收集装置9，所述过滤装置2的进水口通过管道连通城市污水I ;所述过滤装置2的第一出水口通过管道连通所述正渗透原料液筒3的第一进水口 ；所述正渗透原料液筒3的第一出水口通过原料液泵4连通所述正渗透组件5的原料液一侧的·进水口，所述正渗透组件5的原料液一侧的出水口连通所述正渗透原料液筒3的第二进水口 ；所述正渗透组件5的汲取液一侧的出水口与所述汲取液筒7的第一进水口连通；所述汲取液筒7的第一出水口通过汲取液泵6连通所述正渗透组件5的汲取液一侧的进水口 ；所述汲取液筒7的第二出水口连通所述汲取剂回收装置8 ;所述汲取剂回收装置8的汲取液出口连通所述汲取液筒7 ;所述汲取剂回收装置8的产水出口连通所述第一产水收集装置9。其中所述汲取液筒为正渗透汲取液筒，即FO汲取液筒。如图1所示，还包括上流式厌氧污泥床反应器19、沉淀池11、气体收集装置12及第二产水收集装置13，所述过滤装置2的第二出水口及所述正渗透原料液筒3的浓缩出口均与所述上流式厌氧污泥床反应器10的进水口连通；所述上流式厌氧污泥床反应器10的气体出口与所述气体收集装置12连通；所述沉淀池11的进水口与所述流式厌氧污泥床反应器10的出水口连通；所述沉淀池11底端的污泥出口连通所述上流式厌氧污泥床反应器10的污泥口 ；所述第二产水收集装置13连通所述沉淀池11。如图2所示,所述汲取剂回收装置8为反渗透膜组件15,所述汲取液筒7的第二出水口通过反渗透进料泵14与所述反渗透膜组件15的高压侧连通；所述反渗透膜组件15的高压侧的浓水出口与所述汲取液筒7连通；所述反渗透膜组件15的产水出口与所述第一产水收集装置9连通。如图3所示，所述汲取剂回收装置8包括膜蒸馏组件18及膜蒸馏透过液筒20，所述汲取液筒的第二出水口通过膜蒸馏进料泵17与所述膜蒸馏组件18的高温侧连通；所述膜蒸馏组件18的高温侧的浓水出口与所述汲取液筒7连通；所述膜蒸馏组件18的产水出口与所述膜蒸馏透过液筒20的进水口连通；所述膜蒸馏透过液筒20的第一出口通过透过液水泵19与所述膜蒸馏组件18低温透过侧连通；所述膜蒸馏透过液筒20的第二出口与所述第一产水收集装置9连通。如图4所示，所述汲取剂回收装置8包括反渗透膜组件15、膜蒸馏料液筒16、膜蒸馏组件18、膜蒸馏透过液筒20，所述汲取液筒7的第二出水口通过反渗透进料泵14与所述反渗透组件15的高压侧连通；所述反渗透膜组件15的高压侧的浓水出口与所述汲取液筒7连通；所述反渗透膜组件15的产水出口与所述膜蒸馏料液筒16连通，所述膜蒸馏料液筒16的浓水出口与所述汲取液筒7连通；所述膜蒸馏料液筒16的出水口通过膜蒸馏进料泵17与所述膜蒸馏组件18的高温侧连通；所述膜蒸馏组件18的高温侧的浓水出口与所述膜蒸馏料液筒16连通；所述膜蒸馏组件18的产水出口与所述膜蒸馏透过液筒20的进水口连通；所述膜蒸馏透过液筒20的第一出口通过透过液水泵19与所述膜蒸馏组件18低温透过侧连通；所述膜蒸馏透过液筒20的第二出口与所述第一产水收集装置9连通。如5所示，所述汲取剂回收装置8包括纳滤膜组件22、反渗透膜组件15、反渗透料液筒23、膜蒸馏料液筒16、膜蒸馏组件18、膜蒸馏透过液筒20，所述汲取液筒7的第二出水口通过纳滤进料泵21与所述纳滤膜组件22的高压侧连通，所述纳滤膜组件22的高压侧的浓水出口与所述汲取液筒7连通；所述纳滤膜组件22的产水口与所述反渗透料液筒23的进水口连通；所述反渗透料液筒23的出水口通过反渗透进料泵14与所述反渗透组件15的高压侧连通；所述反渗透膜组件15的高压侧的浓水出口与所述反渗透料液筒23连通；所述反渗透膜组件15的产水出口与所述膜蒸馏料液筒16连通，所述膜蒸馏料液筒16及反渗透料液筒23与所述汲取液筒7连通；所述膜蒸馏料液筒16的出口通过膜蒸馏进料泵17与所述膜蒸馏组件18的高温侧连通；所述膜蒸馏组件18的高温侧的浓水出口与所述膜蒸馏料液筒16连通；所述膜蒸馏组件18的产水出口与所述膜蒸馏透过液筒20的进水口连通；所述膜蒸馏透过液筒20的第一出口通过透过液水泵19与所述膜蒸馏组件18低温透过侧连通；所述膜蒸馏透过液筒20的第二出口与所述第一产水收集装置9连通。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改 、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种城市污水碳源回收处理方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将城市污水作为原料液经过滤后通入正渗透膜组件一侧，在正渗透膜组件另一侧的汲取液的作用下进入正渗透膜组件另一侧的汲取液筒，其中所述汲取液为海水； (2)将汲取液筒中被稀释的海水通入膜分离组件，在所述膜分离组件的产水出口收集产水，再将膜分离浓缩的海水流回到所述汲取液筒。
2.根据权利要求1所述一种城市污水碳源回收处理方法，其特征在于，包括步骤(3)将步骤(I)正渗透膜组件后浓缩的城市污水通入上流式厌氧污泥床反应器中反应后进入沉淀池中沉淀澄清。
3.根据权利要求1所述一种城市污水碳源回收处理方法，其特征在于，步骤(2)所述膜分离组件为反渗透膜组件、膜蒸馏膜组件、反渗透-膜蒸馏膜组件、纳滤-反渗透-膜蒸馏膜组件中任意一种。
4.一种城市污水碳源回收处理装置，其特征在于，包括过滤装置、正渗透原料液筒、正渗透组件、汲取液筒、汲取剂回收装置及第一产水收集装置，所述过滤装置的进水口通过管道连通城市污水；所述过滤装置的第一出水口通过管道连通所述正渗透原料液筒的第一进水口 ；所述正渗透原料液筒的第一出水口通过原料液泵连通所述正渗透组件的原料液一侧的进水口，所述正渗透组件的原料液一侧的出水口连通所述正渗透原料液筒的第二进水口 ；所述正渗透组件的汲取液一侧的出水口与所述汲取液筒的第一进水口连通；所述汲取液筒的第一出水口通过汲取液泵连通所述正渗透组件的汲取液一侧的进水口 ；所述汲取液筒的第二出水口连通所述汲取剂回收装置；所述汲取剂回收装置的汲取液出口连通所述汲取液筒；所述汲取剂回收装置的产水出口连通所述第一产水收集装置。
5.根据权利要求4所述一种城市污水碳源回收处理装置，其特征在于，还包括上流式厌氧污泥床反应器、沉淀池、气体收集装置及第二产水收集装置，所述过滤装置的第二出水口及所述正渗透原料液筒的浓缩出口均与所述上流式厌氧污泥床反应器的进水口连通；所述上流式厌氧污泥床反应器的气体出口与所述气体收集装置连通；所述沉淀池的进水口与所述上流式厌氧污泥床反应器的出水口连通；所述沉淀池底端的污泥出口连通所述上流式厌氧污泥床反应器的污泥口 ；所述第二产水收集装置连通所述沉淀池。
6.根据权利要求4或5所述一种城市污水碳源回收处理装置，其特征在于，所述汲取剂回收装置为反渗透膜组件，所述汲取液筒的第二出水口通过泵与所述反渗透膜组件的高压侧连通；所述反渗透膜组件的高压侧的浓水出口与所述汲取液筒连通；所述反渗透膜组件的产水出口与所述第一产水收集装置连通。
7.根据权利要求4或5所述一种城市污水碳源回收处理装置，其特征在于，所述汲取剂回收装置包括膜蒸馏组件及膜蒸馏透过液筒，所述汲取液筒的第二出水口通过膜蒸馏进料泵与所述膜蒸馏组件的高温侧连通；所述膜蒸馏组件的高温侧的浓水出口与所述汲取液筒连通；所述膜蒸馏组件的产水出口与所述膜蒸馏透过液筒的进水口连通；所述膜蒸馏透过液筒的第一出口通过透过液水泵与所述膜蒸馏组件低温透过侧连通；所述膜蒸馏透过液筒的第二出口与所述第一产水收集装置连通。
8.根据权利要求4或5所述一种城市污水碳源回收处理装置，其特征在于，所述汲取剂回收装置包括反渗透膜组件、膜蒸馏料液筒、膜蒸馏组件、膜蒸馏透过液筒，所述汲取液筒的第二出水口通过反渗透进料泵与所述反渗透组件的高压侧连通；所述反渗透膜组件的高压侧的浓水出口与所述汲取液筒连通；所述反渗透膜组件的产水出口与所述膜蒸馏料液筒连通，所述膜蒸馏料液筒的浓水出口与所述汲取液筒连通；所述膜蒸馏料液筒的出水口通过膜蒸馏进料泵与所述膜蒸馏组件的高温侧连通；所述膜蒸馏组件的高温侧的浓水出口与所述膜蒸馏料液筒连通；所述膜蒸馏组件的产水出口与所述膜蒸馏透过液筒的进水口连通；所述膜蒸馏透过液筒的第一出口通过透过液水泵与所述膜蒸馏组件低温透过侧连通；所述膜蒸馏透过液筒的第二出口与所述第一产水收集装置连通。
9.根据权利要求4或5所述一种城市污水碳源回收处理装置，其特征在于，所述汲取剂回收装置包括纳滤膜组件、反渗透料液筒、反渗透膜组件、膜蒸馏料液筒、膜蒸馏组件、膜蒸馏透过液筒，所述汲取液筒的第二出水口通过纳滤进料泵与所述纳滤膜组件的高压侧连通，所述纳滤膜组件的高压侧的浓水出口与所述汲取液筒连通；所述纳滤膜组件的产水口与所述反渗透料液筒的进水口连通；所述反渗透料液筒的出水口通过反渗透进料泵与所述反渗透组件的高压侧连通；所述反渗透膜组件的高压侧的浓水出口与所述反渗透料液筒连通；所述反渗透膜组件的产水出口与所述膜蒸馏料液筒连通，所述膜蒸馏料液筒及反渗透料液筒与所述汲取液筒连通；所述膜蒸馏料液筒的出口通过膜蒸馏进料泵与所述膜蒸馏组件的高温侧连通；所述膜蒸馏组 件的高温侧的浓水出口与所述膜蒸馏料液筒连通；所述膜蒸馏组件的产水出口与所述膜蒸馏透过液筒的进水口连通；所述膜蒸馏透过液筒的第一出口通过透过液水泵与所述膜蒸馏组件低温透过侧连通；所述膜蒸馏透过液筒的第二出口与所述第一产水收集装置连通。
全文摘要
本发明涉及一种城市污水碳源回收处理方法及装置，包括以下步骤将城市污水作为原料液经过滤后通入正渗透膜组件一侧，在正渗透膜组件另一侧的汲取液的作用下进入正渗透膜组件另一侧的汲取液筒，其中所述汲取液为海水；将汲取液筒中被稀释的海水通入膜分离组件，在所述膜分离组件的产水出口收集产水，再将膜分离的浓水流回到所述汲取液筒；使用城市污水作为原料液，海水作为汲取液进入正渗透系统，原料液中的水透过正渗透膜，污染物被截留，从而使城市污水被浓缩，海水被稀释，同时实现污水浓缩和海水脱盐，降低城市污水处理成本，实现有机碳源回收，并且稀释的海水易于脱盐，降低海水淡化的成本。
文档编号C02F1/44GK103145219SQ20131006964
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月5日 优先权日2013年3月5日
发明者王军, 李洁, 曾凡付, 侯得印, 栾兆坤 申请人:中国科学院生态环境研究中心, 新疆德蓝股份有限公司