CN103043845B

CN103043845B - 一种餐厨垃圾污水的处理方法和装置

Info

Publication number: CN103043845B
Application number: CN201110306786.6A
Authority: CN
Inventors: 席北斗; 王雷
Original assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Current assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2031-10-11
Also published as: CN103043845A

Abstract

一种餐厨垃圾污水的处理方法，其步骤包括：A)将餐厨垃圾污水进行初步固液分离，去除污水中的固体；B)分离污水的油分；C)分离污水中的上清液和黏稠物；D)对分离的上清液进行有机物酸化分解；E)去除污水中有机物，并进行反渗透，去除污水中的盐分。本发明还提供了一种用于实现上述处理方法的装置。本发明适用于餐厨垃圾渗滤液或餐厨垃圾处理过程中产生的污水，出水水质好，处理效率高，不受季节温差影响。

Description

一种餐厨垃圾污水的处理方法和装置

技术领域

本发明涉及一种处理餐厨垃圾渗滤液或餐厨垃圾处理过程中产生的高油、高盐污水的方法。

本发明还涉及一种用于实现上述方法的装置。

背景技术

餐厨垃圾是城市生活垃圾的重要组成部分。国家环境公报显示，我国2005年的城市生活垃圾清运量已达15576.8万吨，按照餐厨垃圾占城市生活垃圾30％～40％计算，餐厨垃圾清运量为4673.0万～6230.7万吨，而且随着餐饮业的高速发展，产生量还在迅速增加，所以对于餐厨垃圾的处理刻不容缓。

通常餐厨垃圾的处理方法是饲料化，即通过消毒、烘干等工序将餐厨垃圾制成饲料原料，但由于餐厨垃圾可能含有口蹄疫、猪瘟病菌等多种病原体和有害微生物，存在食物链风险，容易造成人畜之间的交叉传染，因此厨余再生饲料技术的安全问题存在很大的隐患。

目前对于餐厨垃圾的资源化技术主要集中在肥料化技术，即将餐厨垃圾转变成富含有机质和氮、磷、钾等营养元素的有机质肥料，这种使垃圾实现从自然界来又回归自然界的良性循环，是经济有效处理和消纳餐厨垃圾的重要途径。然而餐厨垃圾的高含盐率使得堆肥产品品质不高，不仅抑制微生物的活性，降低堆肥效率，而且容易造成土壤酸化和损害作物根部，长期使用还会导致土壤的盐碱化。于是常常通过水洗预处理的方式降低餐厨垃圾的含盐量，但是对餐厨垃圾水洗预处理会产生大量的高盐高油污水，所以找到一种合理、可靠地餐厨垃圾污水处理方法尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种餐厨垃圾污水的处理方法。

本发明的又一目的在于提供一种用于实现上述处理方法的装置。

为实现上述目的，本发明提供的餐厨垃圾污水的处理方法，其步骤包括：

A)将餐厨垃圾污水进行初步固液分离，去除污水中的固体；

B)分离污水的油分；

C)分离污水中的上清液和黏稠物；

D)对分离的上清液进行有机物酸化分解；

E)去除污水中有机物，并进行反渗透，去除污水中的盐分。

所述的处理方法，其中，步骤B中分离污水的油分是分为两步，第一步分离污水表面的油分；第二步是使污水产生气泡进行气浮除油。

本发明提供的用于实现上所述处理方法的装置，其主要包括：

一格栅机，对餐厨垃圾污水实现固液分离，阻隔污水中的固体，减少餐厨垃圾污水的含固量；经过格栅机处理后的污水连接至除油设备；

除油设备上端设有刮油器，下端设有曝气盘；刮油器将污水表面的油分分离出来，曝气盘在污水中产生气泡，在气泡上浮翻搅的过程中，水中悬浮的微小油滴附着在气泡表面随之浮到污水表面，通过刮油器去除；经过除油设备处理的污水连接至离心设备；

离心设备将上清液和黏稠物进行分离，分离出的上清液输送至耐盐厌氧生物膜反应器；

耐盐厌氧生物膜反应器将污水中大分子的有机物酸化分解，减小对耐盐好氧生物膜反应器的负荷强度；经过耐盐厌氧生物膜反应器处理后的污水连接至耐盐好氧生物膜反应器；

耐盐好氧生物膜反应器下端设有曝气盘去除污水中有机物，减小有机物对反渗透膜的影响；经过耐盐好氧生物膜反应器处理后的污水经过离心处理后连接至反渗透设备去除污水中的盐分。

所述的装置，其中，除油设备设有油分探测仪，该油分探测仪连接并控制刮油器的开启或关闭。

所述的装置，其中，除油设备的曝气盘连接一曝气机。

所述的装置，其中，耐盐厌氧生物膜反应器和耐盐好氧生物膜反应器均设有温度控制仪，该温度控制仪连接并控制安置在耐盐厌氧生物膜反应器和耐盐好氧生物膜反应器内部的感温控头和加热带。

所述的装置，其中，耐盐厌氧生物膜反应器下端设有搅拌器。

所述的装置，其中，耐盐好氧生物膜反应器的曝气盘连接一曝气机。

所述的装置，其中，反渗透设备为板框式反渗透器，内部布设有PA-300聚醚酰胺反渗透膜。

本发明是将机械方法与生物法的高度耦合，用于处理餐厨垃圾渗滤液或餐厨垃圾处理过程中产生的高油、高盐污水。应用该设备处理餐厨垃圾污水能高效截留SS，避免悬浮物堵塞厌氧反应器及管道，其COD去除率为80％以上，BOD去除率为90％以上，SS去除率为95％，盐分脱除率达到99.4％。本发明的装置适用于厨垃圾渗滤液或餐厨垃圾处理过程中产生的污水，出水水质好，处理效率高，不受季节温差影响。

附图说明

图1是本发明的装置结构示意图。

附图中主要组件符号说明：

1格栅机；2除油设备；3离心设备；4厌氧生物膜反应器；5好氧生物膜反应器；6反渗透设备；7温度控制仪；8温感头；9加热带；10搅拌器；11曝气机；12曝气盘；13油分探测仪；14刮油器；15加压泵；16排泥口；

具体实施方式

本发明是将机械方法与生物法的高度耦合，深度处理高油、高盐的餐厨垃圾渗滤液，并最大化的回收利用有价值的资源，符合现今大力提倡的循环经济思想。

请结合图1，本发明提供的餐厨垃圾污水的处理方法是利用图1所示的装置而进行的。本发明的餐厨垃圾污水处理装置主要包括：格栅机、除油设备、离心设备、耐盐厌氧生物膜反应器、耐盐好氧生物膜反应器和反渗透设备。

格栅机1：餐厨垃圾渗滤液或餐厨垃圾处理过程中产生的高油、高盐污水流经格栅机进行预处理，初步实现固液分离，阻隔废水中的大型固体，减少餐厨垃圾渗滤液的含固量，防止其对废水的后续处理造成影响。经过格栅机处理后的污水连接至除油设备2；

除油设备2内部的上端设有刮油器14，下端设有曝气盘12，曝气盘12连接一曝气机11(如：空气压缩机)。除油设备2运行时分为两个步骤：第一步是重力除油，在重力的作用下，利用不同密度液体的分层现象，使用刮油器将污水上层的油分分离出来；第二步是气浮除油，在污水中曝气盘12产生气泡，在气泡上浮翻搅的过程中，污水中悬浮的微小油滴附着在气泡表面随之浮到水面，在刮油器14的作用下收集起来。分离出的油分可合成制皂原料或新能源燃料等，同时避免油分对后续处理工艺产生的影响，符合循环经济、资源再利用思想。经过除油系统处理后的污水连接至离心设备；

离心设备3(如：离心机)是将污水中上清液和黏稠物分离，上清液直接输送至耐盐厌氧生物膜反应器4进行初步预处理，粘稠物可与格栅机1分离出来的有机固体混合用于产沼发电，既减小了处理工艺的负荷强度，又提高了资源利用的效率，一般地，离心速度为4000r/min，离心时间为6-30min。经过离心处理后的污水连接至耐盐厌氧生物膜反应器4；

耐盐厌氧生物膜反应器4内的下端安装有搅拌器10，对离心过的上清液进行预处理，将污水中大分子的有机物酸化分解，减小对耐盐好氧生物膜反应器5的负荷强度。经过耐盐厌氧生物膜反应器4处理后的污水连接至耐盐好氧生物膜反应器5；

耐盐好氧生物膜反应器5是对污水进一步处理，去除水中有机物，减小有机物对反渗透膜的影响。耐盐好氧生物膜反应器5的下端安装有曝气盘12，该曝气盘12连接一曝气机11(如：空气压缩机)。经过耐盐好氧生物膜反应器5处理后的污水经过离心处理后，通过加压泵15连接至反渗透设备6；

耐盐厌氧生物膜反应器4和耐盐好氧生物膜反应器5中均安装有填料4A和5A。其中耐盐厌氧生物膜反应器4中填料4A快速挂膜的方法实现过程是：

首先将接种的高盐废水排水口底泥与污水，用微生物培养液按照浓度梯度驯化，浓度梯度按重量比为底泥∶微生物培养液＝3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3，不断加大混合液中微生物培养液的比例，直至最后进水全为微生物培养液，开启搅拌机搅拌混匀。混合液一周换一次，此操作持续大约40d，待污泥形状渐渐变好，颜色逐渐由黑色变成黑褐色，具有清新泥土味，沉降性能良好，表明污泥培养阶段结束。在污泥驯化完成后即可进行填料挂膜。将填料放进反应器，填料高度与水深比为0.7。

其中接种的污泥采用污水处理厂二次沉淀池的剩余污泥；微生物培养液配方为：盐度根据具体处理污水含盐率以NaCl调配，葡萄糖1.4g/L，K₂HPO₄19.15mg/L，KH₂PO₄22.85mg/L，NH₄Cl1.15g/L，MgSO₄0.15g/L和微量元素。其水质指标为：pH：7.86；ρ(COD_Cr)：1000mg/L；ρ(NH₄ ⁺-N)：300mg/L；ρ(PO₄ ^3--P)：25mg/L。

耐盐好氧生物膜反应器5中填料5A快速挂膜的方法实现过程：

首先采集接种的高盐废水排水口底泥与污水，加入反应器中曝气，用微生物培养液按照浓度梯度驯化，浓度梯度按重量比为底泥∶微生物培养液＝3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3，不断加大混合液中微生物培养液的比例，直至最后进水全为微生物培养液，每次改变比例后，反应器水力停留时间不少于一周。连续运行10-15d后，待污泥形状渐渐变好，具有清新泥土味，沉降性能良好，COD和氨氮去除率分别稳定至85％以上，反应器出水稳定，表明污泥培养阶段结束即可进行下一操作。

在污泥驯化完成后即可进行填料挂膜。将填料放进反应器，填料高度与水深比为0.7，闷曝24h，静置一段时间，然后排出部分悬浮态微生物及上清液，再加入微生物培养液，继续曝气、静置，反复几次，挂膜成功时，肉眼可以看到反应器内壁上附着一定量的丝状絮体，填料的表面都裹上了一层生物膜，并且颜色逐渐加深。曝气过程中采用微曝气，若是过度曝气搅拌，会使生物难以附着在填料表面。填料挂膜过程大约持续一星期。

其中接种的底泥采用高盐废水排水口的底泥；微生物培养液的配方为：盐度根据具体处理污水含盐率以NaCl调配，葡萄糖0.42g/L，K₂HPO₄3.83mg/L，KH₂PO₄4.57mg/L，NH₄Cl95.35mg/L，MgSO₄0.15g/L和微量元素。其水质指标为：pH：7.86；ρ(COD_Cr)：300mg/L；ρ(NH₄ ⁺-N)：25mg/L；ρ(PO₄ ^3--P)：5mg/L。

反渗透设备6为板框式反渗透器，内部布设PA-300聚醚酰胺反渗透膜，高效去除污水中的盐分，其盐分脱除率达到99.4％。

本发明的装置中，在除油设备中还安装有油份探测仪13，通过油份探测仪控制刮油器14的工作或停止，保证浮油的及时输出。

本发明的装置中，耐盐厌氧生物膜反应器4和耐盐好氧生物膜反应器5都安装有温度控制仪7，该温度控制仪7连接并控制安置在上述两个反应器内部的感温控头8和加热带9，控制温度在25℃，水力停留时间分别为20-24h和8-12h。

总结以上所述，本发明利用上述装置处理污水内的油分、盐分和有机物等污染物质的过程是：

污水通过格栅机1去除固体物，输送至除油设备2内；经过10-30min的静置后，启动刮油器14，收集浮油，进行第一步重力除油，启动曝气机11，曝气10-30min后，启动刮油器14，收集浮油，进行第二步气浮除油，除油后的污水输送至离心设备3内，调节离心速度为4000r/min，污水离心6min，离心后的污水输送至耐盐厌氧生物膜反应器4内；污水于耐盐厌氧生物膜反应器内停留20-24h后，输送至耐盐好氧生物膜反应器5内；污水于耐盐好氧生物膜反应器内停留8-12h后，输送至反渗透设备6内；污水经过反渗透设备6脱盐处理后进行出水。两个生物膜反应器内温度均由温度控制仪7来调节，当温感探头8检测到温度高于所需温度时，温度控制仪7停止加热带9的加热过程。剩余污泥由排泥口16排出。

Claims

1.一种用于餐厨垃圾污水处理的装置，其主要包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中，除油设备设有油分探测仪，该油分探测仪连接并控制刮油器的开启或关闭。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，除油设备的曝气盘连接一曝气机。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，耐盐厌氧生物膜反应器和耐盐好氧生物膜反应器均设有温度控制仪，该温度控制仪连接并控制安置在耐盐厌氧生物膜反应器和耐盐好氧生物膜反应器内部的感温控头和加热带。

5.根据权利要求1或4所述的装置，其中，耐盐厌氧生物膜反应器下端设有搅拌器。

6.根据权利要求1或4所述的装置，其中，耐盐好氧生物膜反应器的曝气盘连接一曝气机。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，反渗透设备为板框式反渗透器，内部布设有PA-300聚醚酰胺反渗透膜。