一种防管道结垢协同资源回收的预处理方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种防管道结垢协同资源回收的预处理方法与系统，该方法首先采用CO2浓度低于0.1%的气体对污水进行第一次曝气吹脱，提升污水pH，回收氨的同时使钙镁离子生成沉淀物，其次采用填料捕集的方式回收钙镁，最后采用CO2浓度高于8%的气体对污水进行第二次曝气吹脱，降低污水pH，破坏污水中残余钙镁离子在管道中形成结垢的条件；该方法通过含有第一吹脱区、沉淀区、第二吹脱区、氨吸收池以及吹脱区中的微孔曝气装置的系统实现。本发明专利技术能够有效降低废水中的钙镁离子浓度及其析出风险，防止后续管道结垢，并能同时对氨和钙镁进行资源回收，降低污水处理成本。降低污水处理成本。降低污水处理成本。

【技术实现步骤摘要】
一种防管道结垢协同资源回收的预处理方法与系统


[0001]本专利技术属于污水处理
，涉及一种防管道结垢协同资源回收的预处理方法与系统。

技术介绍

[0002]在工程实践中存在厌氧消化处理后经气浮固液分离后的厌氧出水容易在输水管道中结垢的问题，使输水管道有效内径不断减小，造成管道堵塞、管道破裂等问题，严重影响污水处理系统的正常运行。目前，应对管道结垢问题的方法主要有四种：一是定期更换已结垢的输水管道；二是对输水管道中的结垢物进行清理；三是设计特殊结构的厌氧出水管路，通过水力条件控制减缓结垢；四是在厌氧出水进入输水管道前对其理化性质进行调节，破坏厌氧出水在输水管道中结垢的条件，从前端入手防止输水管道结垢。第一种方法需要在停产的条件下进行，影响污水处理系统的正常运行，且更换管道的频率较高，极大增加污水处理成本；第二种方法同样需要在停产的条件下使用物理或者化学方法清理输水管道中的结垢物，不仅会造成停产损失，同时清理结垢物需消耗大量的人力物力和财力，增加了处理成本；第三种方法对于管道设计要求高，设备投资成本高，大多数处理厂难以担负；从前端解决管道结垢问题的第四种方法，无需对输水管道进行更换或者进行除垢操作，能够保证污水处理的连续正常运行。
[0003]对于第四种方法，现有的技术包括中国专利CN107902844A在2014年4月23日公开的一种预防厌氧出水鸟粪石结垢的技术方案，该技术方案通过向污水中添加化学试剂和微生物来控制污水理化的条件，进而防止厌氧出水在在输水管道中结垢。具体地，该方法首先向厌氧出水通氧气控制溶解氧为1.0
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1.5 mg/L，接着加入乙酸调节厌氧出水pH为6.0
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6.8，再向厌氧出水中添加含钙可溶盐控制钙离子浓度为75
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78 mg/L，此后调节水温为28
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30℃，最后添加2
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4 g/L聚磷菌和活性炭吸附剂。该技术方案步骤繁多，过程复杂，且需向厌氧出水中投加氧气、乙酸、含钙可溶盐、聚磷菌、活性炭等大量药剂，设备投资、运行成本高，经济性差。此外，中国专利CN110642383A在2020年1月3日公开了一种防止厌氧反应器出水管结垢的污水处理系统及方法，该文件公开的系统包括厌氧反应系统、厌氧出水系统、通气系统、闭式进水系统、缓冲区和好氧反应区。该文件公开的方法通过设置闭式进水井、向厌氧出水中补充二氧化碳、在厌氧出水管道外包覆保温层和电伴热带，调节控制闭式进水井内部水温，保证厌氧反应器出水管道环境条件与厌氧反应器内部相同、确保厌氧反应器出水管道污水pH稳定，使管道内部不具备鸟粪石结垢条件。然而，通过该系统实现的方法，没有去除厌氧出水中的致垢物质，无法保证在后续的好氧处理过程中相应的其它处理设备不结垢；此外，该方法无法对废水中的资源如氨和钙镁等进行回收，不利于资源的循环利用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种防管道结垢协同资源回收的预处理方法与系统，以解决前述提及的现有技术存在的问题。
[0005]根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供一种防管道结垢协同资源回收的预处理方法，包括以下步骤：步骤100：污水进入第一吹脱区，使CO2浓度低于0.1%的气体从第一吹脱区底部进入对污水进行吹脱，生成钙镁沉淀物；产生的吹脱气进入含硫酸的氨吸收池，回收硫酸铵液态铵肥；步骤200：使所述吹脱后的污水进入沉淀区，所述沉淀区中设有填料，通过填料捕捉污水中的钙镁沉淀物回收钙和镁；步骤300：使经步骤200处理后的污水进入第二吹脱区，CO2浓度高于8%的气体从第二吹脱区底部进入对污水进行吹脱，吹脱后的污水通过管道进入后续处理单元。
[0006]利用CO2浓度低于0.1%的气体对污水进行曝气，可有效脱除污水中的CO2和氨，提升污水pH和碳酸根离子浓度，使钙镁离子生成沉淀、氨得以回收利用。
[0007]利用CO2浓度高于8%的气体，如沼气、燃煤发电厂烟气等对沉淀后的污水进行再次曝气吹脱，可使CO2溶于污水中降低污水pH、提升污水中碳酸氢根离子的浓度，使污水在不投加酸的条件下回调pH以进一步防止后续输送管道中结垢的形成。
[0008]在一个实施方式中，所述的第一吹脱区中液体流动呈先进先出的推流形式，水流方向与气流方向不一致。通过控制第一吹脱区中水流的流态及与气流的方向，可以在提高气体脱除效果的同时节约能源。
[0009]在一个实施方式中，步骤100和步骤300中的气体吹脱方式为微气泡曝气。采用微孔曝气可以产生大量微气泡，有利于增加气—液接触面积，加速CO2和氨的气液传质过程，进而提高氨吹脱效率。
[0010]在一个实施方式中，步骤200所述的填料可重复利用；所述填料捕捉的钙镁沉淀物可以通过晾干
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碾压或机械震动、拍打的方式回收。
[0011]在一个实施方式中，所述通过步骤100处理后的污水pH值范围为9.0
‑
10.5，通过步骤300处理后的污水pH值范围为6
‑
8。
[0012]根据本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供了一种防管道结垢协同资源回收的预处理系统，其包括：第一吹脱区，沉淀区，第二吹脱区，NH3吸收池；所述第一吹脱区包含污水进口、第一吹脱气出气口以及曝气头；所述第一吹脱区与所述沉淀区通过溢流堰相连；所述的第一吹脱气出气口设在污水进口上部一侧，通过气体输送管道与氨吸收池相连；所述的曝气头与外部的气体风机相连；所述沉淀区包含填料、排泥口；所述沉淀区通过溢流堰与第一吹脱区、第二吹脱区相连；所述第二吹脱区包含吹脱液出口、第二吹脱气出气口和曝气头；所述的曝气头与外部的气体风机相连；所述氨吸收池包含吹脱气进气口、吸收气出气口、硫酸进液口、硫酸铵出口；所述吹脱气进气口通过气体输送管道与第一吹脱气出气口相连。
[0013]在一个实施方式中，所述的填料为可取出的组合纤维填料，可重复利用；使用可取出的组合纤维填料对沉淀池中的钙镁沉淀物进行捕捉、促沉淀，缩短了沉淀时间，节省了沉淀池的占地面积，捕捉的钙镁沉淀可提取后回收利用，所使用的填料可重复利用，节约了运
行成本。
[0014]在一个实施方式中，所述第一吹脱区、第三吹脱区底部安装的曝气头为微孔曝气头，所述微孔曝气头的供气管路上安装有气体风机。
[0015]在一个实施方式中，所述第一吹脱区和第三吹脱区的液面高度至微孔曝气头顶端的高度为5
‑
50 cm。
[0016]在一个实施方式中，所述的第一吹脱区中设有挡流板。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：（1）流程简单，无需向污水中投加化学试剂和生物试剂，设备投资少、运行成本低，经济性好。
[0018]（2）通过回收污水中的氨和致垢物质即钙和镁，不仅可以降低污水中钙镁离子和铵的浓度、实现钙镁和氨资源的回收利用，同时也可以保证在后续的管道输送以及好氧处理过程中不再结垢。
附图说明
[0019]在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防管道结垢协同资源回收的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤100：污水进入第一吹脱区（1），使CO2浓度低于0.1%的气体从第一吹脱区（1）底部进入对污水进行吹脱，生成钙镁沉淀物；产生的吹脱气进入含硫酸的氨吸收池（4），回收硫酸铵液态铵肥；步骤200：使所述吹脱后的污水进入沉淀区（2），所述沉淀区（2）中设有填料（201），通过填料捕捉污水中的钙镁沉淀物回收钙和镁；步骤300：使经步骤200处理后的污水进入第二吹脱区（3），并使CO2浓度高于8%的气体从第二吹脱区（3）底部进入对污水进行曝气，曝气后的污水通过管道进入后续处理单元。2.根据权利要求1所述的防管道结垢协同资源回收的预处理方法，其特征在于，所述的第一吹脱区（1）中液体流动呈先进先出的推流形式，水流方向与气流方向不一致。3.根据权利要求1所述的防管道结垢协同资源回收的预处理方法，其特征在于，步骤100和步骤300中的气体吹脱方式为微气泡曝气。4.根据权利要求1所述的防管道结垢协同资源回收的预处理方法，其特征在于，步骤200所述的填料可重复利用；所述填料捕捉的钙镁沉淀物可以通过晾干
‑
碾压或机械震动、拍打的方式回收。5.根据权利要求1所述的防管道结垢协同资源回收的预处理方法，其特征在于，所述通过步骤100处理后的污水pH值范围为9.0
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10.5，通过步骤300处理后的污水pH值范围为6
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8。6.一种防管道结垢协同资源回收的预处理系统，其特征在于，包括：第一吹脱区（1），沉淀区（2），第二吹脱区（3），氨吸收池（4）；所述第一吹脱区（1）包含污水进口（101）、第一吹脱气出气口（102）以及曝气头（7
‑
1）；所述第一吹...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞汉青，周婷婷，赵全保，吴小琼，郑煜铭，
申请(专利权)人：中国科学院城市环境研究所，
类型：发明
国别省市：