CN118255456A - 一种有机垃圾水解mbr制碳源系统及制碳源方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种有机垃圾水解MBR制碳源系统及制碳源方法，涉及有机废弃物及污水处理领域，包括：水解MBR系统和浓缩系统，水解MBR系统包括：水解罐，MBR膜组，MBR泵，水解罐出料口与MBR泵入口连通，MBR泵出口与MBR膜组进料口连通，滤液出口与浓缩系统连通。在水解MBR系统中，利用MBR膜拦截未水解的颗粒及大分子有机物，使其回到水解罐中继续水解，直至其水解完毕并能够通过MBR膜，延长了较难水解有机物的水解时间，提高了有机物的水解率进而提高碳源的产出率。利用空气吹脱的方式去除滤液中的氨，提高碳源碳氮比，保证碳源质量。

Description

一种有机垃圾水解MBR制碳源系统及制碳源方法
技术领域
本发明涉及有机废弃物及污水处理领域，特别是涉及一种有机垃圾水解MBR制碳源系统及制碳源方法。
背景技术
有机废弃物包含厨余垃圾、餐饮垃圾、城市污泥等生活源，也包含秸秆、畜禽粪污等农业源，还包含菌渣、酒糟等工业源废弃物，有机废弃物具有一定污染性，同时又具有可观的可利用资源，如不妥善处理和利用，将会造成严重的环境污染和资源浪费。目前主流的处理工艺是厌氧发酵制沼气工艺，利用有机废弃物制得的沼气作为燃料发电、供热或者提纯后作为天然气使用，但是受限于各地区实际情况，沼气应用存在较大的难度，尤其是对于中小型沼气项目，沼气利用率较低，只能白白烧掉，造成项目收益低，能源严重浪费，因此现有的有机废弃物处理工艺不能广泛应用于各个地区，存在严重限制性。
为缓解和控制水体的富营养化，污水排放标准越来越严格，然而，当前大部分污水处理厂普遍存在低碳相对高氮磷的水质特点，由于有机物含量偏低，采用常规脱氮工艺无法满足缺氧反硝化阶段对碳源的需求，导致反硝化过程受阻，并抑制了厌氧好氧菌增殖，使得氨氮(NH3—N)DE同化作用下降，大大影响了污水处理厂脱氮效果，尤其进入低温季节情况更为严重。实践证明，通过向缺氧区投加外碳源，以补充碳源的方式提高反硝化速率，是解决这类问题的有效手段。一般污水厂补充的碳源主要为乙酸钠、乙醇或者其他形式复合碳源。
有机废弃物中含有丰富的碳源物质，若能将有机废弃物中的碳源物质提取出来并应用到污水脱氮过程中，可同时实现有机废弃物处理和提高脱氮效果。
此外，目前市场上已有的碳源制备工艺是将有机浆液进行水解，然后直接进入超滤膜进行膜过滤，过滤后的滤液即为粗制碳源，拦截物质则作为废液进入污水处理系统；粗制碳源再利用纳滤膜进一步浓缩得到精制碳源。其存在以下几个问题：
1.废液中含有大量的未水解的有机物，导致碳源产出率低。
2.碳源制备过程中未除去碳源中的氨。由于有机浆液中含有大量的氨，如果不去除的话，会导致碳源中的氨氮浓度较高，C:N最低可达到10:1以下，会严重影响碳源品质。
有鉴于此，如何提供一种能够全部或部分解决上述技术问题的碳源制备工艺或制备设备，是本领域人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种有机垃圾水解MBR制碳源系统及制碳源方法，以解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种有机垃圾水解MBR制碳源系统，包括：水解MBR系统和浓缩系统，所述水解MBR系统包括：
水解罐，所述水解罐顶部具有水解罐进料口，底部具有水解罐出料口，其内部设置有第一加热组件和搅拌器；
MBR膜组，所述MBR膜组内部设置有MBR膜，所述MBR膜组具有MBR膜组进料口和滤液出口；
MBR泵，所述水解罐出料口与MBR泵入口连通，MBR泵出口与所述MBR膜组进料口连通，所述滤液出口与所述浓缩系统连通。
进一步的，所述水解MBR系统还包括：
旋流除砂器，所述MBR膜组还具有MBR膜组出料口，所述MBR膜组出料口与旋流除砂器入口连通；
浮渣排口，所述浮渣排口开设于所述水解罐上并靠近所述水解罐的顶部，所述浮渣排口与排渣管道连通，旋流除砂器排放口与所述排渣管道连通；
回流管道，所述水解罐的顶部开设有回流口，所述回流管道的两端分别与旋流除砂器出口以及所述回流口连通。
进一步的，还包括脱氨系统，所述脱氨系统包括：
调理池，所述调理池具有调理池进料口、调理池出料口和PH调节管道，所述调理池进料口与所述滤液出口连通，所述PH调节管道与氢氧化钠源连通；
预热器，所述预热器具有预热器进料口和预热器出料口，其内部设置有第二加热组件；
脱氨泵，脱氨泵入口与所述调理池出料口连通，脱氨泵出口与所述预热器进料口连通；
脱氨塔，所述脱氨塔靠近顶部设置有脱氨塔进料口，靠近底部设置有脱氨塔出料口，所述脱氨塔的底部设置有空气入口，顶部设置有气体出口；所述脱氨塔进料口与所述预热器出料口连通，所述脱氨塔出料口与所述浓缩系统连通。
进一步的，所述脱氨系统还包括：
吸收塔，所述吸收塔内填充有吸收液，其具有吸收塔进料口和吸收塔出料口，其底部设置有二氧化碳入口，所述二氧化碳入口与二氧化碳源连通，所述吸收塔进料口与所述气体出口连通；
结晶罐，所述结晶罐具有结晶罐进料口和结晶罐出料口，所述结晶罐进料口与所述吸收塔出料口连通；
离心脱水机，所述离心脱水机具有离心脱水机进料口、液体出口和离心脱水机出料口，所述吸收塔顶部设置有塔顶入口，所述液体出口通过液体管道与所述塔顶入口连通；
固液分离进料泵，固液分离进料泵入口与所述结晶罐出料口连通，固液分离进料泵出口与所述离心脱水机进料口连通。
进一步的，所述浓缩系统包括：
缓存池，所述缓存池具有缓存池进料口和缓存池出料口，所述缓存池进料口与所述脱氨塔出料口连通；
纳滤膜组，所述纳滤膜组内部设置有纳滤膜，所述纳滤膜组具有纳滤膜组进料口、纳滤膜组出料口和污水排放口；
纳滤泵，纳滤泵入口与所述缓存池出料口连通，纳滤泵出口与所述纳滤膜组进料口连通，所述纳滤膜组出料口与精制碳源储存罐连通。
本发明还提供一种有机垃圾水解MBR制碳源方法，应用有机垃圾水解MBR制碳源系统，包括以下步骤：
S1：将有机废弃物预处理制成有机质浆液；
S2：将步骤S1制得的有机质浆液通过水解罐进料口加入到水解罐内，在55-65℃的条件下水解3-6天；
S3：将步骤S2水解后的物料通过MBR泵泵入MBR膜组中，水分及小分子有机物透过MBR膜并从滤液出口排出，未水解颗粒及大分子有机物通过MBR泵出料口进入旋流除砂器，通过旋流除砂器形成硬质颗粒和剩余浆液，硬质颗粒从旋流除砂器排放口排入排渣管道，剩余浆液从回流管道排入水解罐；水解罐内部漂浮的浮渣通过浮渣排口排入排渣管道；
S4：将步骤S3从滤液出口排出的物料送入调理池中，加入氢氧化钠调节PH至9-10；
S5：将步骤S4调节PH后的物料通过脱氨泵泵送至预热器中加热至70-90℃；
S6：将步骤S5预热后的物料送入脱氨塔内，脱氨塔底部通入空气，将物料中的NH3吹脱，与空气混合后通过气体出口排入吸收塔；脱氨后的物料从脱氨塔出料口排入缓冲池形成粗碳源；
S7：吸收塔内的吸收液将步骤S6排入吸收塔内的NH3吸收，吸收塔底部通入二氧化碳并与吸收液内的NH3反应形成碳酸氢铵，碳酸氢铵以离子状态存在于吸收液中，饱和后的吸收液通过吸收塔排料口排入结晶罐内；
S8：向步骤S7中的结晶罐内加入晶核使得碳酸氢铵在结晶罐内结晶，析出碳酸氢铵晶体；
S9：将步骤S8中的碳酸氢铵晶体通过固液分离进料泵泵入离心脱水机内，离心脱水机对其进行固液分离，分离出的固体碳酸氢铵通过离心脱水机出料口排出，分离出的液体通过液体管道返流至吸收塔内；
S10：将步骤S6中缓冲池内的粗碳源通过纳滤泵泵入纳滤膜组内，水和盐粒子通过纳滤膜形成污水并从污水排放口排出，粗碳源浓缩后形成精制碳源并送入精制碳源储存罐保存。
在上述技术方案中，小分子有机物和大分子有机物可通过测量分子粒径大小来区分，小分子物质粒径：小于0.1μm(常见水溶性有机酸如乙酸、丙酸、乙醇，氨基酸，CO2等)；大分子物质粒径：大于0.1nm(甘油三脂，蛋白质颗粒，淀粉颗粒，常见胶体等)，所谓粒径，就是颗粒的直径、大小或尺寸。
进一步的，在步骤S1中：当有机废弃物为厨余和/或餐饮垃圾时，预处理包括分选、破碎制浆和提油，制成的有机质浆液含水率为5％-12％；当有机废弃物为为污泥时，制成的有机质浆液中有机质的含量不低于30％。
本发明公开了以下技术效果：
1.在水解MBR系统中，利用MBR膜拦截未水解的颗粒及大分子有机物，使其回到水解罐中继续水解，直至其水解完毕并能够通过MBR膜，延长了较难水解有机物的水解时间，提高了有机物的水解率进而提高碳源的产出率。
2.在水解MBR系统中添加了旋流除砂器，可去除硬质颗粒，避免硬质颗粒在水解罐内长时间累积；同时，水解罐设置浮渣排口，可排出水解罐内漂浮的浮渣，与旋流除砂器去除的硬质颗粒共同通过排渣管道排出，保证水解罐稳定性、安全性，减少水解罐维护频率。
3.利用空气吹脱的方式去除滤液中的氨，提高碳源碳氮比，保证碳源质量。
4.吹脱的氨采用与二氧化碳结合形成碳酸氢铵晶体的方式回收，可作为肥料或化工原料使用，提高资源回收率，避免氨气直接排入大气中造成环境污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构布置图；
图2为水解MBR系统示意图；
图3为脱氨系统示意图；
图4为浓缩系统示意图；
其中，1、水解罐；101、水解罐进料口；102、水解罐出料口；103、回流口；104、浮渣排口；105、第一盘管入口；106、第一盘管出口；2、MBR泵；201、MBR泵入口；202、MBR泵出口；3、MBR膜组；301、MBR膜组进料口；302、MBR膜组出料口；303、滤液出口；4、调理池；401、调理池进料口；402、调理池出料口；403、PH调节管道；5、脱氨泵；501、脱氨泵入口；502、脱氨泵出口；6、预热器；601、预热器进料口；602、预热器出料口；603、第二盘管入口；604、第二盘管出口；7、脱氨塔；701、脱氨塔进料口；702、脱氨塔出料口；703、空气入口；704、气体出口；8、缓存池；801、缓存池进料口；802、缓存池出料口；9、纳滤泵；901、纳滤泵入口；902、纳滤泵出口；10、纳滤膜组；1001、纳滤膜组进料口；1002、纳滤膜组出料口；1003、污水排放口；11、精制碳源储存罐；1101、精制碳源储存罐进料口；12、吸收塔；1201、吸收塔进料口；1202、吸收塔出料口；1203、二氧化碳入口；1204、塔顶入口；13、结晶罐；1301、结晶罐进料口；1302、结晶罐出料口；14、固液分离进料泵；1401、固液分离进料泵入口；1402、固液分离进料泵出口；15、离心脱水机；1501、离心脱水机进料口；1502、液体出口；1503、离心脱水机出料口；16、旋流除砂器；1601、旋流除砂器入口；1602、旋流除砂器出口；1603、旋流除砂器排放口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
参照图1，本发明提供一种有机垃圾水解MBR制碳源系统，包括：水解MBR系统和浓缩系统，水解MBR系统包括：水解罐1，水解罐1为带搅拌器的全混式反应器，顶部具有水解罐进料口101，底部具有水解罐出料口102，其内部设置有第一加热组件，第一加热组件为第一加热盘管，第一加热盘管由第一盘管入口105进入水解罐1，由第一盘管出口106退出水解罐1，蒸汽或热水由第一盘管入口105处进入水解罐1并能够对水解罐1内的物料进行加热；MBR膜组3，MBR膜组3内部设置有MBR膜，MBR膜组3具有MBR膜组进料口301和滤液出口303；MBR泵2，水解罐出料口102与MBR泵入口201连通，MBR泵出口202与MBR膜组进料口301连通，滤液出口303与浓缩系统连通。
在本实施例中，水解MBR系统还包括：旋流除砂器16，MBR膜组3还具有MBR膜组出料口302，MBR膜组出料口302与旋流除砂器入口1601连通；浮渣排口104，浮渣排口104开设于水解罐1上并靠近水解罐1的顶部，浮渣排口104与排渣管道连通，旋流除砂器排放口1603与排渣管道连通；回流管道，水解罐1的顶部开设有回流口103，回流管道的两端分别与旋流除砂器出口1602以及回流口103连通。
在本实施例中，还包括脱氨系统，脱氨系统包括：调理池4，调理池4具有调理池进料口401、调理池出料口402和PH调节管道403，调理池进料口401与滤液出口303连通，PH调节管道403与氢氧化钠源连通；预热器6，预热器6具有预热器进料口601和预热器出料口602，其内部设置有第二加热组件，第二加热组件为第二加热盘管，第二加热盘管由第二盘管入口603进入预热器6，由第二盘管出口604退出预热器6，蒸汽或热水由第二盘管入口603处进入预热器6并能够对预热器6内的物料进行加热；脱氨泵5，脱氨泵入口501与调理池出料口402连通，脱氨泵出口502与预热器进料口601连通；脱氨塔7，脱氨塔7靠近顶部设置有脱氨塔进料口701，靠近底部设置有脱氨塔出料口702，脱氨塔7的底部设置有空气入口703，顶部设置有气体出口704；脱氨塔进料口701与预热器出料口602连通，脱氨塔出料口702与浓缩系统连通。
在本实施例中，脱氨系统还包括：吸收塔12，吸收塔12内填充有吸收液，其具有吸收塔进料口1201和吸收塔出料口1202，其底部设置有二氧化碳入口1203，二氧化碳入口1203与二氧化碳源连通，吸收塔进料口1201与气体出口704连通；结晶罐13，结晶罐13具有结晶罐进料口1301和结晶罐出料口1302，结晶罐进料口1301与吸收塔出料口1202连通；离心脱水机15，离心脱水机15具有离心脱水机进料口1501、液体出口1502和离心脱水机出料口1503，吸收塔12顶部设置有塔顶入口1204，液体出口1502通过液体管道与塔顶入口1204连通；固液分离进料泵14，固液分离进料泵入口1401与结晶罐出料口1302连通，固液分离进料泵出口1402与离心脱水机进料口1501连通。
在本实施例中，浓缩系统包括：缓存池8，缓存池8具有缓存池进料口801和缓存池出料口802，缓存池进料口801与脱氨塔出料口702连通；纳滤膜组10，纳滤膜组10内部设置有纳滤膜，纳滤膜组10具有纳滤膜组进料口1001、纳滤膜组出料口1002和污水排放口1003；纳滤泵9，纳滤泵入口901与缓存池出料口802连通，纳滤泵出口902与纳滤膜组进料口1001连通，精制碳源储存罐11具有精制碳源储存罐进料口1101，纳滤膜组出料口1002与精制碳源储存罐进料口1101连通。
本实施例有机废弃物为餐饮垃圾，具体制碳源方法包括以下步骤：
S1：将有机废弃物预处理制成有机质浆液；预处理包括分选、破碎制浆和三相离心机提油，制成相对杂质较少的有机质浆液，含水率为5％左右；
S2：将步骤S1制得的有机质浆液通过水解罐进料口101加入到水解罐1内，在65℃的条件下水解6天；保持水解罐1内pH为3～5之间，使罐内的酸化菌处于活跃状态，抑制产甲烷菌的生长。此时有机物在酸化菌的作用下发生水解和酸化，将不溶性的大分子有机物水解成可溶性的有机物，再转化为乙酸、丙酸等有机酸和醇类。同时有机氮转化为氨气溶解在料液中，有利于后续的脱氨。
S3：将步骤S2水解后的物料通过MBR泵2泵入MBR膜组3中，MBR膜表面有0.03微米到0.5微米之间的空隙，在0.01～0.05MPa的水压力作用下，水分及小分子有机物透过MBR膜并从滤液出口303排出，未水解颗粒及大分子有机物通过MBR泵2出料口进入旋流除砂器16，通过旋流除砂器16形成硬质颗粒和剩余浆液，硬质颗粒从旋流除砂器排放口1603排入排渣管道，剩余浆液从回流管道排入水解罐1；水解罐1内部漂浮的浮渣通过浮渣排口104排入排渣管道；
S4：将步骤S3从滤液出口303排出的物料送入调理池4中，加入氢氧化钠调节PH至9；
S5：将步骤S4调节PH后的物料通过脱氨泵5泵送至预热器6中加热至70℃；
S6：将步骤S5预热后的物料送入脱氨塔7内，脱氨塔7底部通入空气，将物料中的NH3吹脱，与空气混合后通过气体出口704排入吸收塔12；脱氨后的物料从脱氨塔出料口702排入缓冲池形成粗碳源；
S7：吸收塔12内的吸收液将步骤S6排入吸收塔12内的NH3吸收，吸收塔12底部通入二氧化碳并与吸收液内的NH3反应形成碳酸氢铵，碳酸氢铵以离子状态存在于吸收液中，饱和后的吸收液通过吸收塔12排料口排入结晶罐13内；
S8：向步骤S7中的结晶罐13内加入晶核使得碳酸氢铵在结晶罐13内结晶，析出碳酸氢铵晶体；
S9：将步骤S8中的碳酸氢铵晶体通过固液分离进料泵14泵入离心脱水机15内，离心脱水机15对其进行固液分离，分离出的固体碳酸氢铵通过离心脱水机出料口1503排出，分离出的液体通过液体管道返流至吸收塔12内；
S10：将步骤S6中缓冲池内的粗碳源通过纳滤泵9泵入纳滤膜组10内，水和盐粒子通过纳滤膜形成污水并从污水排放口1003排出，粗碳源浓缩后形成精制碳源并送入精制碳源储存罐11保存。
经过以上步骤，餐厨垃圾浆液中的有机质转化为碳源的产出率达到95％，碳氮比能提高至20:1。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
S1：有机废弃物为厨余垃圾，经过分选制浆后得到的有机质浆液含水率为12％。
S2：将步骤S1制得的有机质浆液通过水解罐进料口101加入到水解罐1内，在55℃的条件下水解3天；
S4：将步骤S3从滤液出口303排出的物料送入调理池4中，加入氢氧化钠调节PH至10；
S5：将步骤S4调节PH后的物料通过脱氨泵5泵送至预热器6中加热至90℃。
经过以上步骤，厨余垃圾浆液中的有机质转化为碳源的产出率达到90％，碳氮比能提高至30:1。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
S1：有机废弃物为污泥，制成的有机质浆液中含固率为10％，有机质的含量为30％；
S2：将步骤S1制得的有机质浆液通过水解罐进料口101加入到水解罐1内，在60℃的条件下水解5天；
S4：将步骤S3从滤液出口303排出的物料送入调理池4中，加入氢氧化钠调节PH至9.5；
S5：将步骤S4调节PH后的物料通过脱氨泵5泵送至预热器6中加热至80℃。
经过以上步骤，厨余垃圾浆液中的有机质转化为碳源的产出率达到80％，碳氮比能提高至20:1。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：有机废弃物为污泥、餐饮垃圾、厨余垃圾的混合物，制成的有机质浆液中含固率为10％。
经过以上步骤，混合物浆液中的有机质转化为碳源的产出率达到80～90％，碳氮比能提高至20:1～30:1(具体视不同物料混合比例及原料组分而定)。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种有机垃圾水解MBR制碳源系统，其特征在于，包括：水解MBR系统和浓缩系统，所述水解MBR系统包括：
水解罐(1)，所述水解罐(1)顶部具有水解罐进料口(101)，底部具有水解罐出料口(102)，其内部设置有第一加热组件和搅拌器；
MBR膜组(3)，所述MBR膜组(3)内部设置有MBR膜，所述MBR膜组(3)具有MBR膜组进料口(301)和滤液出口(303)；
MBR泵(2)，所述水解罐出料口(102)与MBR泵入口(201)连通，MBR泵出口(202)与所述MBR膜组进料口(301)连通，所述滤液出口(303)与所述浓缩系统连通。
2.根据权利要求1所述的一种有机垃圾水解MBR制碳源系统，其特征在于，所述水解MBR系统还包括：
旋流除砂器(16)，所述MBR膜组(3)还具有MBR膜组出料口(302)，所述MBR膜组出料口(302)与旋流除砂器入口(1601)连通；
浮渣排口(104)，所述浮渣排口(104)开设于所述水解罐(1)上并靠近所述水解罐(1)的顶部，所述浮渣排口(104)与排渣管道连通，旋流除砂器排放口(1603)与所述排渣管道连通；
回流管道，所述水解罐(1)的顶部开设有回流口(103)，所述回流管道的两端分别与旋流除砂器出口(1602)以及所述回流口(103)连通。
3.根据权利要求2所述的一种有机垃圾水解MBR制碳源系统，其特征在于，还包括脱氨系统，所述脱氨系统包括：
调理池(4)，所述调理池(4)具有调理池进料口(401)、调理池出料口(402)和PH调节管道(403)，所述调理池进料口(401)与所述滤液出口(303)连通，所述PH调节管道(403)与氢氧化钠源连通；
预热器(6)，所述预热器(6)具有预热器进料口(601)和预热器出料口(602)，其内部设置有第二加热组件；
脱氨泵(5)，脱氨泵入口(501)与所述调理池出料口(402)连通，脱氨泵出口(502)与所述预热器进料口(601)连通；
脱氨塔(7)，所述脱氨塔(7)靠近顶部设置有脱氨塔进料口(701)，靠近底部设置有脱氨塔出料口(702)，所述脱氨塔(7)的底部设置有空气入口(703)，顶部设置有气体出口(704)；所述脱氨塔进料口(701)与所述预热器出料口(602)连通，所述脱氨塔出料口(702)与所述浓缩系统连通。
4.根据权利要求3所述的一种有机垃圾水解MBR制碳源系统，其特征在于，所述脱氨系统还包括：
吸收塔(12)，所述吸收塔(12)内填充有吸收液，其具有吸收塔进料口(1201)和吸收塔出料口(1202)，其底部设置有二氧化碳入口(1203)，所述二氧化碳入口(1203)与二氧化碳源连通，所述吸收塔进料口(1201)与所述气体出口(704)连通；
结晶罐(13)，所述结晶罐(13)具有结晶罐进料口(1301)和结晶罐出料口(1302)，所述结晶罐进料口(1301)与所述吸收塔出料口(1202)连通；
离心脱水机(15)，所述离心脱水机(15)具有离心脱水机进料口(1501)、液体出口(1502)和离心脱水机出料口(1503)，所述吸收塔(12)顶部设置有塔顶入口(1204)，所述液体出口(1502)通过液体管道与所述塔顶入口(1204)连通；
固液分离进料泵(14)，固液分离进料泵入口(1401)与所述结晶罐出料口(1302)连通，固液分离进料泵出口(1402)与所述离心脱水机进料口(1501)连通。
5.根据权利要求4所述的一种有机垃圾水解MBR制碳源系统，其特征在于，所述浓缩系统包括：
缓存池(8)，所述缓存池(8)具有缓存池进料口(801)和缓存池出料口(802)，所述缓存池进料口(801)与所述脱氨塔出料口(702)连通；
纳滤膜组(10)，所述纳滤膜组(10)内部设置有纳滤膜，所述纳滤膜组(10)具有纳滤膜组进料口(1001)、纳滤膜组出料口(1002)和污水排放口(1003)；
纳滤泵(9)，纳滤泵入口(901)与所述缓存池出料口(802)连通，纳滤泵出口(902)与所述纳滤膜组进料口(1001)连通，所述纳滤膜组出料口(1002)与精制碳源储存罐(11)连通。
6.一种有机垃圾水解MBR制碳源方法，其特征在于，应用权利要求5所述的有机垃圾水解MBR制碳源系统，包括以下步骤：
S1：将有机废弃物预处理制成有机质浆液；
S2：将步骤S1制得的有机质浆液通过水解罐进料口(101)加入到水解罐(1)内，在55-65℃的条件下水解3-6天；
S3：将步骤S2水解后的物料通过MBR泵(2)泵入MBR膜组(3)中，水分及小分子有机物透过MBR膜并从滤液出口(303)排出，未水解颗粒及大分子有机物通过MBR泵(2)出料口进入旋流除砂器(16)，通过旋流除砂器(16)形成硬质颗粒和剩余浆液，硬质颗粒从旋流除砂器排放口(1603)排入排渣管道，剩余浆液从回流管道排入水解罐(1)；水解罐(1)内部漂浮的浮渣通过浮渣排口(104)排入排渣管道；
S4：将步骤S3从滤液出口(303)排出的物料送入调理池(4)中，加入氢氧化钠调节PH至9-10；
S5：将步骤S4调节PH后的物料通过脱氨泵(5)泵送至预热器(6)中加热至70-90℃；
S6：将步骤S5预热后的物料送入脱氨塔(7)内，脱氨塔(7)底部通入空气，将物料中的NH3吹脱，与空气混合后通过气体出口(704)排入吸收塔(12)；脱氨后的物料从脱氨塔出料口(702)排入缓冲池形成粗碳源；
S7：吸收塔(12)内的吸收液将步骤S6排入吸收塔(12)内的NH3吸收，吸收塔(12)底部通入二氧化碳并与吸收液内的NH3反应形成碳酸氢铵，碳酸氢铵以离子状态存在于吸收液中，饱和后的吸收液通过吸收塔(12)排料口排入结晶罐(13)内；
S8：向步骤S7中的结晶罐(13)内加入晶核使得碳酸氢铵在结晶罐(13)内结晶，析出碳酸氢铵晶体；
S9：将步骤S8中的碳酸氢铵晶体通过固液分离进料泵(14)泵入离心脱水机(15)内，离心脱水机(15)对其进行固液分离，分离出的固体碳酸氢铵通过离心脱水机出料口(1503)排出，分离出的液体通过液体管道返流至吸收塔(12)内；
S10：将步骤S6中缓冲池内的粗碳源通过纳滤泵(9)泵入纳滤膜组(10)内，水和盐粒子通过纳滤膜形成污水并从污水排放口(1003)排出，粗碳源浓缩后形成精制碳源并送入精制碳源储存罐(11)保存。
7.根据权利要求6所述的一种有机垃圾水解MBR制碳源方法，其特征在于，在步骤S1中：当有机废弃物为厨余和/或餐饮垃圾时，预处理包括分选、破碎制浆和提油，制成的有机质浆液含水率为5％-12％；当有机废弃物为为污泥时，制成的有机质浆液中有机质的含量不低于30％。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100849671B1 (ko) * 2007-11-30 2008-08-01 주식회사 에코비젼 열팽창을 이용한 슬러지 감량화 시스템 및 방법
EP3786119A1 (en) * 2019-08-31 2021-03-03 IMA Polska Method of obtaining biogas in anaerobic biological wastewater treatment plant, and a reactor for obtaining biogas and wastewater treatment
US20210323888A1 (en) * 2020-04-20 2021-10-21 Tongji University Method for sludge dewatering using kitchen waste to synergistically enhance anaerobic biological acidification and low-temperature thermal hydrolysis of excess sludge
CN216639234U (zh) * 2021-10-28 2022-05-31 上海同济普兰德生物质能股份有限公司 一种具有除砂功能的污泥热水解系统
CN114871245A (zh) * 2022-04-24 2022-08-09 南京万德斯环保科技股份有限公司 一种回收餐厨垃圾中氨氮并制备污水处理碳源的方法
CN217947781U (zh) * 2022-08-02 2022-12-02 苏州无为环境科技有限公司 适用于高浓有机废水的膜生物反应装置
WO2023115862A1 (zh) * 2021-12-24 2023-06-29 北京城市排水集团有限责任公司 一种耦合嵌入式热水解的污泥与餐厨协同消化工艺
CN117285120A (zh) * 2023-09-28 2023-12-26 青岛中恒能环境科学工程研究院有限公司 一种高浓度有机废液制备生物碳源的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100849671B1 (ko) * 2007-11-30 2008-08-01 주식회사 에코비젼 열팽창을 이용한 슬러지 감량화 시스템 및 방법
EP3786119A1 (en) * 2019-08-31 2021-03-03 IMA Polska Method of obtaining biogas in anaerobic biological wastewater treatment plant, and a reactor for obtaining biogas and wastewater treatment
US20210323888A1 (en) * 2020-04-20 2021-10-21 Tongji University Method for sludge dewatering using kitchen waste to synergistically enhance anaerobic biological acidification and low-temperature thermal hydrolysis of excess sludge
CN216639234U (zh) * 2021-10-28 2022-05-31 上海同济普兰德生物质能股份有限公司 一种具有除砂功能的污泥热水解系统
WO2023115862A1 (zh) * 2021-12-24 2023-06-29 北京城市排水集团有限责任公司 一种耦合嵌入式热水解的污泥与餐厨协同消化工艺
CN114871245A (zh) * 2022-04-24 2022-08-09 南京万德斯环保科技股份有限公司 一种回收餐厨垃圾中氨氮并制备污水处理碳源的方法
CN217947781U (zh) * 2022-08-02 2022-12-02 苏州无为环境科技有限公司 适用于高浓有机废水的膜生物反应装置
CN117285120A (zh) * 2023-09-28 2023-12-26 青岛中恒能环境科学工程研究院有限公司 一种高浓度有机废液制备生物碳源的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
上海化工研究院: "《化肥工业知识》", vol. 1, 31 July 1975, 石油化学工业出版社, pages: 85 - 86 *

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