CN105060461A - 一种高浓度有机废水生物蒸发处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种以餐厨垃圾为补充碳源的高浓度有机废水生物蒸发处理技术，该技术由生物干化污泥的制备、一般高浓度有机废水与餐厨垃圾混合和生物蒸发系统组成，其中生物干化污泥由污水厂脱水污泥生物干化而得，一般高浓度有机废水与餐厨垃圾按一定的比例混合，调节COD大于120g/L，再经生物蒸发技术进行处理。本发明的优点在于，将难处理且处理费用较高的餐厨垃圾和一般高浓度有机废水混合用生物蒸发处理，可以同时实现对二者的零排放处理，单一的餐厨垃圾和一般高浓度有机废水都无较好的处理方法实现有效且经济的处理，本发明将二者混合后用新兴的生物蒸发技术处理，利用废物叠加提高综合处理效率，是一项经济、环保、节能的发明。
Description
技术领域
本发明属于污水处理中的高浓度有机废水处理技术领域，主要涉及一种以餐厨垃圾为补充碳源的高浓度有机废水生物蒸发处理技术。
背景技术
随着社会经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，高浓度有机废水排放量和污染物种类也大量增加。高浓度有机废水主要集中在有机化工、制药、农药、染料、印染、造纸、焦化等行业，该类废水具有污染物含量高、危害严重、处理工艺复杂、投资运行成本高等技术特点，其治理一直是环境领域的难题。常见的高浓度有机废水如垃圾焚烧厂渗沥液，COD为40-80g/L；酒精废醪液，COD为50-80g/L；造纸法烟叶薄片黑液，COD为40g/L；垃圾填埋场渗滤液经两级DTRO处理后的浓缩液，COD为20-175g/L；餐厨垃圾COD为180-220g/L。
目前水处理技术主要有：活性污泥法、厌氧生物处理、膜处理技术等。申请号为200310100513.1和CN200910131316.3的中国专利采用“微好氧细菌处理法+化学氧化法+活性污泥法”组合处理工艺处理高浓度有机废水，虽然该工艺具有去除效率高、污泥产量低等优点，但活性污泥法仅适用于有机物浓度相对较低的废水，运行负荷低；相比好氧生物处理法，高浓度有机废水更适合用厌氧生物法进行处理，申请号为CN201010607039.1和CN200710144427.9的中国专利分别采用了高效厌氧-耗氧组合处理装置和两级两相厌氧工艺处理高浓度有机废水，该工艺具有有机物去除效率高，运行成本相对较低等优点，但厌氧生物处理方法启动和处理时间较长，产甲烷菌对周围环境变化非常敏感，此外，经厌氧处理后的排水，残存的BOD、SS和还原性物质还很高，达不到排放标准，需要采取后续处理措施；随着废水处理技术的发展，膜技术也越来越多的运用到环境污水处理中，申请号为CN201320405405.4和CN201420388797.2的中国专利采用了膜生物反应器的中水回用系统处理高浓度有机废水，虽然该工艺具有产水水质优良，占地面积小等优点，但由于膜污染和膜通量的衰减引起的高耗能和高成本，限制了膜处理技术的发展和应用。鉴于此，如果能用最少的能量将废水中的污染物和水同步去除，将是高浓度有机废水最理想的处理方法。
近年来，一种处理高浓度有机废水的新技术被提出，申请号为PCT/KR2014/003527的国际专利提出了生物蒸发技术，该技术基于污泥生物干化发展而来，是一种生物法零排放新概念，利用高浓度有机废水中大量的有机物好氧降解所产生的热量为驱动力，使高浓度有机废水中的水分汽化同时配合通风策略，使蒸汽进入气相主体由通风对流带出堆体，从而达到利用高浓度有机废水自身蕴含的生物能量实现有机物和水分的同步去除。生物蒸发处理技术与现有的处理技术相比，所需热量来自于废水中有机物的降解，不需要外源加热，所以是一种经济、节能、环保的处理技术。由于高浓度有机废水为粘稠状，空隙度小，容易自身压实，自身含有较少的用于生物蒸发的微生物，因此在生物蒸发过程中需要向高浓度有机废水中添加膨胀剂和微生物载体。目前，生物蒸发使用的膨胀剂和微生物载体为生物干化污泥，生物干化污泥是将生活污水处理厂的脱水污泥生物干化制得，生物干化则是在易降解有机物进行好氧降解、配以大量的通风、并保留产品热值（有机质）的条件下，尽可能的实现水分的去除。经过生物干化过程对污泥内部自由水或毛细水、结合水等的去除，生物干化污泥具有了丰富微孔结构、大量自由空域以及繁殖的高温微生物和极强的吸水性，当添加高浓度有机废水并曝气时，生物干化污泥里的微生物便好氧降解废水里的有机物，产生代谢热，此代谢热将液态的废水汽化为水蒸气进入气相，并随着气流被带出反应器堆体。生物蒸发要求废水要有足够高的有机物浓度，以保证废水里有机物降解产生足够的代谢热把废水本身全部蒸发，生物干化污泥自身含有未被生物降解的有机质，在生物蒸发过程中这部分有机质被微生物降解产生的代谢热也对水分蒸发产生贡献，当用生物干化污泥作为生物载体时，使高浓度有机废水中水分完全蒸发的高浓度有机废水COD最低为120g/L，而一般的高浓度有机废水难以达到此要求，高浓度有机废水中有机物降解产生的代谢热不足以把自身水分完全蒸发。对高浓度有机废水COD的高要求制约着生物蒸发技术的推广使用，所以高浓度有机废水中碳源不足是生物蒸发技术急需解决的主要问题。
发明内容
针对生物蒸发处理技术中高浓度有机废水碳源不足的问题，本发明提供了一种以餐厨垃圾为补充碳源的高浓度有机废水生物蒸发处理方法。
生物蒸发要求所处理的废水COD最低为120g/L（生物干化污泥为膨胀剂和微生物载体），然而一般高浓度有机废水COD达不到该要求，因此本发明将餐厨垃圾和一般的高浓度有机废水按一定比例混合提升其COD以达到生物蒸发的处理要求。餐厨垃圾COD达到180-220g/L，是一种较难处理且处理费用较高的高浓有机废水，本发明将餐厨垃圾难处理的问题和生物蒸发的缺点有效结合在一起，当餐厨垃圾和一般高浓度有机废水按一定比例混合达到生物蒸发处理要求时，将其与生物干化污泥混合并曝气进行生物蒸发，该过程中微生物利用有机质好氧发酵产生代谢热，代谢热在反应器内积累形成高温，高温使水分汽化蒸发。该发明实现了一般高浓度有机废水与餐厨垃圾的综合处理，是一项经济、环保、节能的发明。
以上一种以餐厨垃圾为补充碳源的高浓度有机废水生物蒸发处理技术，该技术包括如下步骤：
（1）生物蒸发膨胀剂和微生物载体的制备：将从污水厂取来的含水率80-85%的脱水污泥经5-7天的生物干化，得到含水率为45-60%的生物干化污泥；
（2）餐厨垃圾的预处理：将取回的餐厨垃圾用搅拌机搅碎至直径小于2.5mm，测其含水率和COD（一般含水率为70-85%，COD为180-220g/L）；
（3）将待处理的高浓度有机废水与餐厨垃圾按体积比3:5～5:2的比例混合使混合物的COD大于等于120g/L；
（4）在步骤（3）混合物中添加生物干化污泥进行生物蒸发处理，堆体含水率为50-70%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.03-0.12m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.04-0.12kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水；其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体生物降解的量，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550-555℃处理5-7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在103-107℃下处理20-24小时后固体质量。
（5）生物蒸发过程中底部均匀曝气，一般曝气量为0.03-0.12m3/kgTS·h，反应器设置气体分析仪实时监控反应器内氧气浓度，氧气浓度反映微生物的活性以及通风策略，根据氧气浓度可以控制曝气装置的曝气量；
（6）生物蒸发过程中设置实时连续记温仪，实时监控反应器内的温度，反应器内的温度反映堆体微生物活性以及生物蒸发进程，实时添加混合物，保证生物干化污泥有机负荷为0.04-0.12kgVS/kgTS，使生物蒸发处于最佳状态下连续蒸发。好氧微生物降解高浓度有机废水中的有机物产生代谢热并蒸发自身水分，当生物干化污泥有机负荷为0.04-0.12kgVS/kgTS时，生物蒸发过程中微生物活性最高，堆体能保持较高的温度，可以使生物蒸发处于高效率下运行。
所述餐厨垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活废物，主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等，COD浓度高达180-220g/L。
本发明具有的有益效果是：
本发明提出了一种以餐厨垃圾为补充碳源的新型的处理高浓度有机废水的生物蒸发处理技术。
目前，市场上常用的水处理技术如活性污泥法、厌氧生物处理、膜处理技术等，仅适用于有机物浓度较低的废水，且运行费用高，占地面积大。近年来提出的生物蒸发处理技术是一项经济、环保、节能的高浓度有机废水处理技术，其缺陷在于该技术要求所处理的高浓度有机废水COD最低为120g/L（生物干化污泥为膨胀剂和微生物载体），一般的高浓度有机废水难以达到要求，因此传统的生物蒸发技术难以被推广应用。针对传统生物蒸发技术的不足，本发明添加餐厨垃圾为补充碳源，使餐厨垃圾与高浓度有机废水按一定的比例混合达到生物蒸发的要求。添加餐厨垃圾作为补充碳源还具有以下优点：原料易得，餐厨垃圾在居民区、饭店、各种企业单位食堂都可获得；餐厨垃圾因含米饭、面条、蔬菜、肉类等，富含高的有机物，粘稠餐厨垃圾COD可达180-220g/L。此外，目前处理餐厨垃圾的新方法有饲料化处理、生产生物柴油、堆肥和厌氧处理等，但因其盐分高和处理成本大等制约了其在实际生产中的运用。本发明利用废物叠加来提高综合处理效率，不仅克服了传统生物蒸发技术的不足，还将餐厨垃圾难处理的问题和生物蒸发的缺点有效结合在一起，实现一般高浓度有机废水和餐厨垃圾的同时零排放处理，是一项科技惠民的新发明。
具体实施方式
实施例1：本实施例将垃圾焚烧厂渗沥液与餐厨垃圾混合用生物蒸发处理，具体实施步骤如下：
（1）生物蒸发膨胀剂和微生物载体的制备：将从污水厂取来的含水率80%左右的脱水污泥经5天的生物干化，得到含水率为45%的生物干化污泥；
（2）餐厨垃圾的预处理：将取回的餐厨垃圾用搅拌机搅碎至直径为1mm，测其含水率和COD（含水率为70%，COD为200g/L）；
（3）将待处理的COD为50g/L的垃圾焚烧厂渗沥液与COD为200g/L的餐厨垃圾以8:7的体积比混合，调节混合物COD大于120g/L；
（4）将步骤（1）生物干化污泥添加到步骤（3）混合物中进行生物蒸发处理，堆体含水率为65-70%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.12m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.12kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550℃处理7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在105℃下处理24小时后固体质量。
蒸发过程中设置气体分析仪实时监控反应器内氧气浓度，氧气浓度反映微生物的活性以及通风策略，根据氧气浓度可以控制曝气装置的曝气量；生物蒸发过程中设置实时连续记温仪，实时监控反应器内的温度，实时添加新的混合物，控制生物干化污泥有机负荷为0.12kgVS/kgTS左右，使生物蒸发处于最佳状态的连续蒸发。
垃圾焚烧厂渗沥液和餐厨垃圾混合经生物蒸发处理后，垃圾焚烧厂渗沥液和餐厨垃圾里的水分100%被去除，大部分有机物被微生物降解，生物蒸发后生物干化污泥里含有40%的有机物，可再次作为后续生物蒸发过程中的膨胀剂和微生物载体。
实施例2：本实施例将垃圾焚烧厂渗沥液与餐厨垃圾混合用生物蒸发处理，具体实施步骤如下：
（1）生物蒸发膨胀剂和微生物载体的制备：将从污水厂取来的含水率80%左右的脱水污泥经6天的生物干化，得到含水率为53%的生物干化污泥；
（2）餐厨垃圾的预处理：将取回的餐厨垃圾用搅拌机搅碎至直径为1.5mm，测其含水率和COD（含水率为71%，COD为190g/L）；
（3）将待处理的COD为60g/L的垃圾焚烧厂渗沥液与COD为190g/L的餐厨垃圾以7:6的体积比混合，调节混合物COD大于120g/L；
（4）将步骤（1）生物干化污泥添加到步骤（3）混合物中进行生物蒸发处理，堆体含水率为58-63%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.08m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.07kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550℃处理7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在105℃下处理24小时后固体质量。
蒸发过程中设置气体分析仪实时监控反应器内氧气浓度，氧气浓度反映微生物的活性以及通风策略，根据氧气浓度可以控制曝气装置的曝气量；生物蒸发过程中设置实时连续记温仪，实时监控反应器内的温度，实时添加新的混合物，控制生物干化污泥有机负荷为0.07kgVS/kgTS左右，使生物蒸发处于最佳状态的连续蒸发。
垃圾焚烧厂渗沥液和餐厨垃圾混合经生物蒸发处理后，垃圾焚烧厂渗沥液和餐厨垃圾里的水分100%被去除，大部分有机物被微生物降解，生物蒸发后生物干化污泥里含有45%的有机物，可再次作为后续生物蒸发过程中的膨胀剂和微生物载体。
实施例3：本实施例将垃圾焚烧厂渗沥液与餐厨垃圾混合用生物蒸发处理，具体实施步骤如下：
（1）生物蒸发膨胀剂和微生物载体的制备：将从污水厂取来的含水率80%左右的脱水污泥经7天的生物干化，得到含水率为60%的生物干化污泥；
（2）餐厨垃圾的预处理：将取回的餐厨垃圾用搅拌机搅碎至直径为2mm，测其含水率和COD（含水率为72%，COD为180g/L）；
（3）将待处理的COD为80g/L的垃圾焚烧厂渗沥液与COD为180g/L的餐厨垃圾以3:2的体积比混合，调节混合物COD大于120g/L；
（4）将步骤（1）生物干化污泥添加到步骤（3）混合物中进行生物蒸发处理，堆体含水率为65-70%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.03m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.04kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550℃处理7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在105℃下处理24小时后固体质量。
蒸发过程中设置气体分析仪实时监控反应器内氧气浓度，氧气浓度反映微生物的活性以及通风策略，根据氧气浓度可以控制曝气装置的曝气量；生物蒸发过程中设置实时连续记温仪，实时监控反应器内的温度，实时添加新的混合物，控制生物干化污泥有机负荷为0.04kgVS/kgTS左右，使生物蒸发处于最佳状态的连续蒸发。
垃圾焚烧厂渗沥液和餐厨垃圾混合经生物蒸发处理后，垃圾焚烧厂渗沥液和餐厨垃圾里的水分100%被去除，大部分有机物被微生物降解，生物蒸发后生物干化污泥里含有50%的有机物，可再次作为后续生物蒸发过程中的膨胀剂和微生物载体。
实施例4：本实施例将酒精废醪液与餐厨垃圾混合用生物蒸发处理，具体实施步骤如下：
（1）生物蒸发膨胀剂和微生物载体的制备：将从污水厂取来的含水率80%左右的脱水污泥经7天的生物干化，得到含水率为49%的生物干化污泥；
（2）餐厨垃圾的预处理：将取回的餐厨垃圾用搅拌机搅碎至直径为1mm，测其含水率和COD（含水率为73%，COD为220g/L）；
（3）将待处理的COD为50g/L的酒精废醪液与COD为220g/L的餐厨垃圾以10:7的体积比混合，调节混合物COD大于120g/L；
（4）将步骤（1）生物干化污泥添加到步骤（3）混合物中进行生物蒸发处理，堆体含水率为65-70%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.04m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.09kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550℃处理7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在105℃下处理24小时后固体质量。
蒸发过程中设置气体分析仪实时监控反应器内氧气浓度，氧气浓度反映微生物的活性以及通风策略，根据氧气浓度可以控制曝气装置的曝气量；生物蒸发过程中设置实时连续记温仪，实时监控反应器内的温度，实时添加新的混合物，控制生物干化污泥有机负荷为0.09kgVS/kgTS左右，使生物蒸发处于最佳状态的连续蒸发。
酒精废醪液和餐厨垃圾混合经生物蒸发处理后，酒精废醪液和餐厨垃圾里的水分100%被去除，大部分有机物被微生物降解，生物蒸发后生物干化污泥里含有40%的有机物，可再次作为后续生物蒸发过程中的膨胀剂和微生物载体。
实施例5：本实施例将酒精废醪液与餐厨垃圾混合用生物蒸发处理，具体实施步骤如下：
（1）生物蒸发膨胀剂和微生物载体的制备：将从污水厂取来的含水率80%左右的脱水污泥经7天的生物干化，得到含水率为50%的生物干化污泥；
（2）餐厨垃圾的预处理：将取回的餐厨垃圾用搅拌机搅碎至直径为1mm，测其含水率和COD（含水率为74%，COD为210g/L）；
（3）将待处理的COD为70g/L的酒精废醪液与COD为210g/L的餐厨垃圾以9:5的体积比混合，调节混合物COD大于120g/L；
（4）将步骤（1）生物干化污泥添加到步骤（3）混合物中进行生物蒸发处理，堆体含水率为65-70%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.1m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.12kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550℃处理7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在105℃下处理24小时后固体质量。
蒸发过程中设置气体分析仪实时监控反应器内氧气浓度，氧气浓度反映微生物的活性以及通风策略，根据氧气浓度可以控制曝气装置的曝气量；生物蒸发过程中设置实时连续记温仪，实时监控反应器内的温度，实时添加新的混合物，控制生物干化污泥有机负荷为0.12kgVS/kgTS左右，使生物蒸发处于最佳状态的连续蒸发。
酒精废醪液和餐厨垃圾混合经生物蒸发处理后，酒精废醪液和餐厨垃圾里的水分100%被去除，大部分有机物被微生物降解，生物蒸发后生物干化污泥里含有43%的有机物，可再次作为后续生物蒸发过程中的膨胀剂和微生物载体。
实施例6：本实施例将酒精废醪液与餐厨垃圾混合用生物蒸发处理，具体实施步骤如下：
（1）生物蒸发膨胀剂和微生物载体的制备：将从污水厂取来的含水率85%的脱水污泥经5天的生物干化，得到含水率为52%的生物干化污泥；
（2）餐厨垃圾的预处理：将取回的餐厨垃圾用搅拌机搅碎至直径为2mm，测其含水率和COD（含水率为75%，COD为200g/L）；
（3）将待处理的COD为80g/L的酒精废醪液与COD为200g/L的餐厨垃圾以2:1的体积比混合，调节混合物COD大于120g/L；
（4）将步骤（1）生物干化污泥添加到步骤（3）混合物中进行生物蒸发处理，堆体含水率为65-70%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.12m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.08kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550℃处理7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在105℃下处理24小时后固体质量。
蒸发过程中设置气体分析仪实时监控反应器内氧气浓度，氧气浓度反映微生物的活性以及通风策略，根据氧气浓度可以控制曝气装置的曝气量；生物蒸发过程中设置实时连续记温仪，实时监控反应器内的温度，实时添加新的混合物，控制生物干化污泥有机负荷为0.08kgVS/kgTS左右，使生物蒸发处于最佳状态的连续蒸发。
酒精废醪液和餐厨垃圾混合经生物蒸发处理后，酒精废醪液和餐厨垃圾里的水分100%被去除，大部分有机物被微生物降解，生物蒸发后生物干化污泥里含有47%的有机物，可再次作为后续生物蒸发过程中的膨胀剂和微生物载体。
实施例7：本实施例将造纸法烟叶薄片黑液与餐厨垃圾混合用生物蒸发处理，具体实施步骤如下：
（1）生物蒸发膨胀剂和微生物载体的制备：将从污水厂取来的含水率85%的脱水污泥经5天的生物干化，得到含水率为54%的生物干化污泥；
（2）餐厨垃圾的预处理：将取回的餐厨垃圾用搅拌机搅碎至直径为2mm，测其含水率和COD（含水率为76%，COD为200g/L）；
（3）将待处理的COD为40g/L的造纸法烟叶薄片黑液与COD为200g/L的餐厨垃圾以1:1的体积比混合，调节混合物COD大于120g/L；
（4）将步骤（1）生物干化污泥添加到步骤（3）混合物中进行生物蒸发处理，堆体含水率为60-65%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.07m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.07kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550℃处理7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在105℃下处理24小时后固体质量。
蒸发过程中设置气体分析仪实时监控反应器内氧气浓度，氧气浓度反映微生物的活性以及通风策略，根据氧气浓度可以控制曝气装置的曝气量；生物蒸发过程中设置实时连续记温仪，实时监控反应器内的温度，实时添加新的混合物，控制生物干化污泥有机负荷为0.07kgVS/kgTS左右，使生物蒸发处于最佳状态的连续蒸发。
造纸法烟叶薄片黑液和餐厨垃圾混合经生物蒸发处理后，造纸法烟叶薄片黑液和餐厨垃圾里的水分100%被去除，大部分有机物被微生物降解，生物蒸发后生物干化污泥里含有50%的有机物，可再次作为后续生物蒸发过程中的膨胀剂和微生物载体。
实施例8:本实施例将造纸法烟叶薄片黑液与餐厨垃圾混合用生物蒸发处理，具体实施步骤如下：
（1）生物蒸发膨胀剂和微生物载体的制备：将从污水厂取来的含水率85%的脱水污泥经5天的生物干化，得到含水率为56%的生物干化污泥；
（2）餐厨垃圾的预处理：将取回的餐厨垃圾用搅拌机搅碎至直径为1.5mm，测其含水率和COD（含水率为77%，COD为210g/L）；
（3）将待处理的COD为40g/L的造纸法烟叶薄片黑液与COD为210g/L的餐厨垃圾以9:8的体积比混合，调节混合物COD大于120g/L；
（4）将步骤（1）生物干化污泥添加到步骤（3）混合物中进行生物蒸发处理，堆体含水率为60-65%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.05m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.06kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550℃处理7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在105℃下处理24小时后固体质量。
蒸发过程中设置气体分析仪实时监控反应器内氧气浓度，氧气浓度反映微生物的活性以及通风策略，根据氧气浓度可以控制曝气装置的曝气量；生物蒸发过程中设置实时连续记温仪，实时监控反应器内的温度，实时添加新的混合物，控制生物干化污泥有机负荷为0.06kgVS/kgTS左右，使生物蒸发处于最佳状态的连续蒸发。
造纸法烟叶薄片黑液和餐厨垃圾混合经生物蒸发处理后，造纸法烟叶薄片黑液和餐厨垃圾里的水分100%被去除，大部分有机物被微生物降解，生物蒸发后生物干化污泥里含有45%的有机物，可再次作为后续生物蒸发过程中的膨胀剂和微生物载体。
实施例9:本实施例将造纸法烟叶薄片黑液与餐厨垃圾混合用生物蒸发处理，具体实施步骤如下：
（1）生物蒸发膨胀剂和微生物载体的制备：将从污水厂取来的含水率85%的脱水污泥经5天的生物干化，得到含水率为58%的生物干化污泥；
（2）餐厨垃圾的预处理：将取回的餐厨垃圾用搅拌机搅碎至直径为2mm，测其含水率和COD（含水率为78%，COD为220g/L）；
（3）将待处理的COD为40g/L的造纸法烟叶薄片黑液与COD为220g/L的餐厨垃圾以5:4的体积比混合，调节混合物COD大于120g/L；
（4）将步骤（1）生物干化污泥添加到步骤（3）混合物中进行生物蒸发处理，堆体含水率为65-70%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.08m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.06kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550℃处理7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在105℃下处理24小时后固体质量。
蒸发过程中设置气体分析仪实时监控反应器内氧气浓度，氧气浓度反映微生物的活性以及通风策略，根据氧气浓度可以控制曝气装置的曝气量；生物蒸发过程中设置实时连续记温仪，实时监控反应器内的温度，实时添加新的混合物，控制生物干化污泥有机负荷为0.06kgVS/kgTS左右，使生物蒸发处于最佳状态的连续蒸发。
造纸法烟叶薄片黑液和餐厨垃圾混合经生物蒸发处理后，造纸法烟叶薄片黑液和餐厨垃圾里的水分100%被去除，大部分有机物被微生物降解，生物蒸发后生物干化污泥里含有49%的有机物，可再次作为后续生物蒸发过程中的膨胀剂和微生物载体。
实施例10:本实施例将垃圾填埋场渗滤液经两级DTRO处理后的浓缩液与餐厨垃圾混合用生物蒸发处理，具体实施步骤如下：
（1）生物蒸发膨胀剂和微生物载体的制备：将从污水厂取来的含水率85%的脱水污泥经5天的生物干化，得到含水率为53%的生物干化污泥；
（2）餐厨垃圾的预处理：将取回的餐厨垃圾用搅拌机搅碎至直径为1mm，测其含水率和COD（含水率为79%，COD为200g/L）；
（3）将待处理的COD为80g/L的垃圾填埋场渗滤液经两级DTRO处理后的浓缩液与COD为200g/L的餐厨垃圾以2:1的体积比混合，调节混合物COD大于120g/L；
（4）将步骤（1）生物干化污泥添加到步骤（3）混合物中进行生物蒸发处理，堆体含水率为65-70%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.09m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.1kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550℃处理7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在105℃下处理24小时后固体质量。
蒸发过程中设置气体分析仪实时监控反应器内氧气浓度，氧气浓度反映微生物的活性以及通风策略，根据氧气浓度可以控制曝气装置的曝气量；生物蒸发过程中设置实时连续记温仪，实时监控反应器内的温度，实时添加新的混合物，控制生物干化污泥有机负荷为0.1kgVS/kgTS左右，使生物蒸发处于最佳状态的连续蒸发。
垃圾填埋场渗滤液经两级DTRO处理后的浓缩液和餐厨垃圾混合经生物蒸发处理后，垃圾填埋场渗滤液经两级DTRO处理后的浓缩液和餐厨垃圾里的水分100%被去除，大部分有机物被微生物降解，生物蒸发后生物干化污泥里含有42%的有机物，可再次作为后续生物蒸发过程中的膨胀剂和微生物载体。
实施例11:本实施例将垃圾填埋场渗滤液经两级DTRO处理后的浓缩液与餐厨垃圾混合用生物蒸发处理，具体实施步骤如下：
（1）生物蒸发膨胀剂和微生物载体的制备：将从污水厂取来的含水率85%的脱水污泥经5天的生物干化，得到含水率为55%的生物干化污泥；
（2）餐厨垃圾的预处理：将取回的餐厨垃圾用搅拌机搅碎至直径为1mm，测其含水率和COD（含水率为80%，COD为190g/L）；
（3）将待处理的COD为90g/L的垃圾填埋场渗滤液经两级DTRO处理后的浓缩液与COD为190g/L的餐厨垃圾以7:3的体积比混合，调节混合物COD大于120g/L；
（4）将步骤（1）生物干化污泥添加到步骤（3）混合物中进行生物蒸发处理，堆体含水率为65-70%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.1m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.12kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550℃处理7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在105℃下处理24小时后固体质量。
蒸发过程中设置气体分析仪实时监控反应器内氧气浓度，氧气浓度反映微生物的活性以及通风策略，根据氧气浓度可以控制曝气装置的曝气量；生物蒸发过程中设置实时连续记温仪，实时监控反应器内的温度，实时添加新的混合物，控制生物干化污泥有机负荷为0.12kgVS/kgTS左右，使生物蒸发处于最佳状态的连续蒸发。
垃圾填埋场渗滤液经两级DTRO处理后的浓缩液和餐厨垃圾混合经生物蒸发处理后，垃圾填埋场渗滤液经两级DTRO处理后的浓缩液和餐厨垃圾里的水分100%被去除，大部分有机物被微生物降解，生物蒸发后生物干化污泥里含有45%的有机物，可再次作为后续生物蒸发过程中的膨胀剂和微生物载体。
实施例12:本实施例将垃圾填埋场渗滤液经两级DTRO处理后的浓缩液与餐厨垃圾混合用生物蒸发处理，具体实施步骤如下：
（1）生物蒸发膨胀剂和微生物载体的制备：将从污水厂取来的含水率85%的脱水污泥经5天的生物干化，得到含水率为60%的生物干化污泥；
（2）餐厨垃圾的预处理：将取回的餐厨垃圾用搅拌机搅碎至直径为1mm，测其含水率和COD（含水率为70%，COD为180g/L）；
（3）将待处理的COD为100g/L的垃圾填埋场渗滤液经两级DTRO处理后的浓缩液与COD为180g/L的餐厨垃圾以3:1的体积比混合，调节混合物COD大于120g/L；
（4）将步骤（1）生物干化污泥添加到步骤（3）混合物中进行生物蒸发处理，堆体含水率为60-65%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.03m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.04kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550℃处理7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在105℃下处理24小时后固体质量。
蒸发过程中设置气体分析仪实时监控反应器内氧气浓度，氧气浓度反映微生物的活性以及通风策略，根据氧气浓度可以控制曝气装置的曝气量；生物蒸发过程中设置实时连续记温仪，实时监控反应器内的温度，实时添加新的混合物，控制生物干化污泥有机负荷为0.04kgVS/kgTS左右，使生物蒸发处于最佳状态的连续蒸发。
垃圾填埋场渗滤液经两级DTRO处理后的浓缩液和餐厨垃圾混合经生物蒸发处理后，垃圾填埋场渗滤液经两级DTRO处理后的浓缩液和餐厨垃圾里的水分100%被去除，大部分有机物被微生物降解，生物蒸发后生物干化污泥里含有45%的有机物，可再次作为后续生物蒸发过程中的膨胀剂和微生物载体。
Claims (4)
1.一种高浓度有机废水生物蒸发处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将待处理的高浓度有机废水与餐厨垃圾按体积比3:5～5:2的比例混合使混合物的COD大于等于120g/L；
（2）在步骤（1）混合物中添加生物干化污泥进行生物蒸发处理，堆体含水率为50-70%，并在堆体底部进行均匀曝气，曝气量为0.03-0.12m3/kgTS·h，生物干化污泥有机负荷为0.04-0.12kgVS/kgTS，处理后蒸气为处理后废水，其中生物干化污泥有机负荷是指每公斤生物干化污泥的总固体对混合物挥发性固体的生物降解量，其中VS为混合物中的挥发性固体，挥发性固体含量是混合物的总固体经马弗炉550-555℃处理5-7小时后质量的差；TS为生物干化污泥的总固体，其含量为生物干化污泥经恒温烘箱在103-107℃下处理20-24小时后固体质量。
2.根据权利要求1所述的高浓度有机废水生物蒸发处理方法，其特征在于：生物干化污泥是将从污水厂取来的含水率80-85%的脱水污泥经5-7天的生物干化而制得含水率为45-60%的污泥。
3.根据权利要求1或2所述的高浓度有机废水生物蒸发处理方法，其特征在于：步骤（1）中待处理高浓度有机废水COD为20-175g/L。
4.根据权利要求3所述的高浓度有机废水生物蒸发处理方法，其特征在于：餐厨垃圾的COD为180-220g/L，含水率为70-85%，粒径小于2.5mm。
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| CN201510434630.4A CN105060461A (zh) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | 一种高浓度有机废水生物蒸发处理方法 |
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| Fagbohungbe et al. | High solid anaerobic digestion: Operational challenges and possibilities | |
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| Huang et al. | Independent and combined effects of biochar and microbial agents on physicochemical parameters and microbial community succession during food waste composting | |
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| Cheng et al. | Volatile organic acid adsorption and cation dissociation by porphyritic andesite for enhancing hydrolysis and acidogenesis of solid food wastes | |
| Chang et al. | Bacillus licheniformis inoculation promoted humification process for kitchen waste composting: Organic components transformation and bacterial metabolic mechanism | |
| Xu et al. | Biodrying of biogas residue: Maturity and microbial diversity assessment | |
| Wu et al. | Effective utilisation of trickling liquid discharged from a bio-trickling filter as a moisture conditioning agent for composting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151118 |