CN106430806B - 一种餐厨垃圾滤出液的模块化集成工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种餐厨垃圾滤出液的模块化集成工艺方法，属于水处理技术领域。废水经水质监测模块监测，由计算机控制PLC自控系统选择进入一、二级物化模块，厌氧、好氧生化模块及深度处理模块进行处理，本发明适于高盐、高COD、高色度且波动大的小、快、散餐厨垃圾滤出液处理；工艺组合集成化、智能化、模块化程度高，有利于技术转化为集成设备，节省空间；工艺成熟可靠，能够同时处理油、氮、磷，稳定达标，出水可再生利用；所采用的微电解法+Fenton试剂强化工艺集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、电沉积及共沉积等作用于一体，能够实现大分子有机污染物的断链，进一步去除难降解有机物。

Description

一种餐厨垃圾滤出液的模块化集成工艺方法
技术领域
本发明属于固废处理技术领域，特别是涉及一种餐厨垃圾滤出液的模块化集成工艺方法。
背景技术
餐厨垃圾俗称泔水，是居民日常生活及餐饮行业、单位食堂在生产、经营过程中所产生的食物加工废料及食物残余。饭店、食堂等餐饮业产生的残羹剩饭，具有产生量大、来源多、分布广的特点，而居民日常烹调产生废弃的下脚料，数量不及餐饮垃圾庞大。总体来说，餐厨垃圾中含有丰富有机物、水，易腐烂，其性状和气味都会对环境卫生造成恶劣影响，且容易滋长病原微生物、霉菌毒素等有害物质。
目前，全国多个城市已经启动餐厨、餐余垃圾处理设施建设工作，2012年5月4日国务院推出的《十二五”城市生活垃圾处理设施建设规划》2011－2015年间全国计划投资109亿元，建设242座餐厨垃圾处理厂，日产能合计30215吨。餐厨垃圾的无害化处理日益受到部分企业的重视，也给投资带来机会。
营养丰富的餐厨垃圾是宝贵的可再生资源，而处置方法不当，将会影响食品安全和生态安全，成为潜在危险源。利用科学合理的方法处理餐厨垃圾，防止环境污染，避免对居民身体健康的威胁，并且宝贵的有机质资源得以有效回收利用，或作为饲料、肥料，或转化为燃料资源，在带来经济效益的同时产生环境效益与社会效益。
国内外对于餐厨垃圾处理处置方式主要有：饲料化、肥料化和燃料化。中国台湾的餐厨垃圾处理率为36％，基本采用饲料化；韩国餐厨垃圾处理率达94％，多制成饲料或肥料；日本、美国与生活垃圾协同处理，餐厨垃圾经收集后与生活垃圾混合，统一送至垃圾处理厂；德国政府给予较高的沼气发电补贴电价，采用厌氧消化，使得初始投资、运行成本均较高的厌氧消化大行其道。
餐厨垃圾为固液混合态，成分复杂，餐厨垃圾在收集和处理过程中由于挤压等外部作用，同时在雨水冲刷作用下产生了一种废水，称之为餐厨垃圾滤出液。其滤出液主要污染物质包括有机酸、蛋白质、淀粉、纤维素、杂多糖、脂肪等大分子有机物，而且含盐量较高，处理难度较大。
发明内容
本发明为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种餐厨垃圾滤出液的模块化集成工艺方法，针对餐厨垃圾滤出液废水难处理的问题，进行工艺集成与参数化设计，实现工艺模块化、智能化、集成化。
本发明所采用的技术解决方案是一种餐厨垃圾滤出液的模块化集成工艺方法，具体采用包括以下模块：物化模块、生化模块和深度处理模块；所述的物化模块包括一级物化子模块和二级物化子模块，所述一级物化模块包括铁碳微电解-芬顿催化氧化和浅层离子气浮，所述二级物化模块包括臭氧氧化塔和氨氮吹脱塔；生化模块包括厌氧子模块和好氧子模块，所述厌氧子模块包括上流式污泥床过滤器(UBF)和水解酸化，所述好氧子模块包括多级悬浮填料生物床反应器(MBBR)和循环活性污泥工艺(CASS)，所述的厌氧子模块和好氧子模块两者串联布置；所述的深度处理模块包括滤布滤池、微絮凝纤维过滤、活性炭吸附和二氧化氯消毒子模块。
本发明采用的具体技术方案是：
废水经水质监测模块监测，由计算机控制PLC自控系统选择进入一、二级物化模块，厌氧、好氧生化模块及深度处理模块进行处理，包括如下步骤：
第一步：通过监测模块监测进水值，判断动植物油含量，当动植物油含量小于20mg/L时，判断色度；当动植物油含量SS大于20mg/L时，进入一级物化模块的浅层离子气浮子模块，气浮后的出水进行色度的判断；
第二步：判断色度，当色度小于100时，进入二级物化模块臭氧氧化塔子模块，氧化后出水进行氨氮浓度/总氮浓度判断；当色度大于100时，进入铁碳微电解-芬顿催化氧化子模块，经氧化后的出水进行NH3-N/TN的判断；
第三步：判断NH3-N/TN，当NH3-N/TN小于0.3时，判断BOD/COD的比值；当NH3-N/TN大于0.3时，进入氨氮吹脱塔子模块，经吹脱后的出水进行BOD/COD值的判断；
第四步：判断BOD/COD，当BOD/COD小于0.3时，进入水解酸化子模块，经酸化后的出水进入多级MBBR子模块，经处理后的出水进行COD浓度判断；当BOD/COD大于0.3时，进入UBF子模块，经厌氧处理后的出水进入CASS工艺子模块，经处理后出水进行TN浓度的判断；
第五步：判断COD浓度，当COD浓度小于60mg/L时，判断TP浓度；当COD浓度大于60mg/L时，进入CASS工艺子模块，经处理后出水进行TN浓度的判断；
第六步：判断TN浓度，当TN浓度小于20mg/L时，判断TP浓度；当TN浓度大于20mg/L时，进入多级MBBR子模块，经处理后的出水进行COD浓度判断；
第七步：判断TP浓度，当TP浓度小于1mg/L时，进入滤布滤池子模块，经过滤后出水判断SS；当TP浓度大于1mg/L时，进入微絮凝纤维过滤子模块，经处理后的出水进行色度判断；
第八步：判断SS浓度，当SS浓度小于10mg/L时，进行色度判断；当SS浓度大于10mg/L时，进入微絮凝纤维过滤子模块，经处理后的出水进行色度判断；
第九步：判断色度，当色度小于30时，进入二氧化氯消毒子模块；当色度大于30时，进入活性炭吸附子模块，经处理后的出水进入二氧化氯消毒子模块；
第十步：监测出水值，当COD＜50mg/L，SS＜5mg/L时，TN＜15mg/L，TP＜1mg/L时，满足要求，结束程序；当不满上述要求时，返回第五步开始重新运行。
所述一级物化模块包括铁碳微电解-芬顿催化氧化和浅层离子气浮，微电解铁炭体积比1:1，进水pH为3.0～4.0，反应时间120～180min，Fenton试剂强化微电解工艺集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、电沉积及共沉积作用于一体，实现大分子有机污染物的断链，处理高盐度、高COD及高色度餐厨垃圾滤出液；浅层离子气浮进水前分别投加PAC和PAM，投加比例(20～25):1，水力停留时间3-5min，池深不超过500～600mm。
所述二级物化模块为臭氧氧化和氨吹脱，臭氧投加量28～55mg/L，臭氧反应器停留时间12～16min；氨吹脱pH取9.8～11.2，气水比(2500～3800)：1，水温28±1℃。
所述生化模块设置厌氧子模块和好氧子模块，其中厌氧子模块包括水解酸化池和上流式污泥床过滤器，所述好氧子模块包括多级悬浮填料生物床反应器和循环活性污泥工艺反应器。
所述深度处理模块包括滤布滤池、微絮凝纤维过滤、反渗透、活性炭吸附和二氧化氯消毒子模块，微絮凝纤维过滤滤速为20～40m/h，分别在进水处5m和35m处投加PAC12mg/L和PAM1.5mg/L。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
1、适于高盐、高COD、高色度且波动大的小、快、散餐厨垃圾滤出液处理；
2、工艺组合集成化、智能化、模块化程度高，有利于技术转化为集成设备，节省空间；
3、工艺成熟可靠，能够同时处理油、氮、磷，稳定达标，出水可再生利用；
4、工艺流程简洁流畅、操作方便，有广泛的推广价值；
5、耐冲击负荷、运行管理简便、运行费用低。
6、所采用的微电解法+Fenton试剂强化工艺集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、电沉积及共沉积等作用于一体，能够实现大分子有机污染物的断链，进一步去除难降解有机物。
附图说明
图1是本发明的系统连接图；
图2是系统运行程序的流程图；
其中A、在线水质监测系统；B、计算机控制系统；C、PLC自动控制系统1、铁碳微电解罐；2、芬顿催化氧化罐；3、浅层离子气浮子模块；4、臭氧氧化塔；5、氨吹脱塔；6、UBF；7水解酸化池；8、MBBR；9、CASS；10、滤布滤池；11、微絮凝纤维过滤；12、活性炭吸附罐；13、二氧化氯消毒。
具体实施方式
如图1所示，一种餐厨垃圾滤出液的模块化集成工艺方法，具体采用包括以下模块：物化模块、生化模块和深度处理模块；所述的物化模块包括一级物化子模块和二级物化子模块，所述一级物化模块包括铁碳微电解-芬顿催化氧化和浅层离子气浮，所述二级物化模块包括臭氧氧化塔和氨氮吹脱塔；生化模块包括厌氧子模块和好氧子模块，所述厌氧子模块包括上流式污泥床过滤器(UBF) 和水解酸化，所述好氧子模块包括多级悬浮填料生物床反应器(MBBR)和循环活性污泥工艺反应器(CASS)，所述的厌氧子模块和好氧子模块两者串联布置；所述的深度处理模块包括滤布滤池、微絮凝纤维过滤、反渗透(RO)、活性炭吸附和二氧化氯消毒子模块。
本系统可通过自动化控制系统对废水进行检测和处理，包括在线监测系统、计算机处理程序和自动控制系统。在进水端设置在线监测系统，通过对来原水的水质信息收集、分析，将结果输出至自动控制系统，由自动控制系统向个模块或子模块单元发出信号，以控制整体工艺的自动化运行。
所述一级物化模块包括铁碳微电解-芬顿催化氧化和浅层离子气浮，微电解铁炭体积比1:1，进水pH为3.0～4.0，反应时间120～180min，Fenton试剂强化微电解工艺集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、电沉积及共沉积等作用于一体，能够实现大分子有机污染物的断链，适合高盐度、高COD及高色度餐厨垃圾滤出液处理；浅层离子气浮进水前分别投加PAC和PAM，投加比例(20～25):1，水力停留时间3-5min，池深不超过500～600mm。
所述二级物化模块为臭氧氧化和氨吹脱，臭氧投加量28～55mg/L，臭氧反应器停留时间12～16min；氨吹脱pH取9.8～11.2，气水比(2500～3800)：1，水温28±1℃。
所述生化模块设置厌氧子模块和好氧子模块，其中厌氧子模块包括水解酸化池和上流式污泥床过滤器(UBF)，所述好氧子模块包括多级悬浮填料生物床反应器(MBBR)和循环活性污泥工艺(CASS)。
所述深度处理模块包括滤布滤池、微絮凝纤维过滤、反渗透(RO)、活性炭吸附和二氧化氯消毒子模块，微絮凝纤维过滤滤速为20～40m/h，分别在进水处5m和35m处投加PAC12mg/L和PAM1.5mg/L。
如图2所示：一种餐厨垃圾滤出液的模块化集成工艺方法，采用如下程序运行：
第一步：通过监测模块监测进水值，判断动植物油含量，当动植物油含量小于20mg/L时，判断色度(稀释倍数法)；当动植物油含量SS大于20mg/L时，进入一级物化模块的浅层离子气浮子模块，气浮后的出水进行色度(稀释倍数法)的判断。
第二步：判断色度，当色度(稀释倍数法)小于100时，进入二级物化模块臭氧氧化塔子模块，氧化后出水进行氨氮浓度/总氮浓度(NH3-N/TN)判断；当色度(稀释倍数法)大于100时，进入铁碳微电解-芬顿催化氧化子模块，经氧化后的出水进行NH3-N/TN的判断。
第三步：判断NH3-N/TN，当NH3-N/TN小于0.3时，判断BOD/COD；当NH3-N/TN大于0.3时，进入氨氮吹脱塔子模块，经吹脱后的出水进行B/C的判断。
第四步：判断BOD/COD，当BOD/COD小于0.3时，进入水解酸化子模块，经酸化后的出水进入多级MBBR子模块，经处理后的出水进行COD浓度判断；当BOD/COD大于0.3时，进入UBF子模块，经厌氧处理后的出水进入CASS工艺子模块，经处理后出水进行TN浓度的判断。
第五步：判断COD浓度，当COD浓度小于60mg/L时，判断TP浓度；当COD浓度大于60mg/L时，进入CASS工艺子模块，经处理后出水进行TN浓度的判断。
第六步：判断TN浓度，当TN浓度小于20mg/L时，判断TP浓度；当TN浓度大于20mg/L时，进入多级MBBR子模块，经处理后的出水进行COD浓度判断。
第七步：判断TP浓度，当TP浓度小于1mg/L时，进入滤布滤池子模块，经过滤后出水判断SS；当TP浓度大于1mg/L时，进入微絮凝纤维过滤子模块，经处理后的出水进行色度(稀释倍数法)判断。
第八步：判断SS浓度，当SS浓度小于10mg/L时，进行色度(稀释倍数法)判断；当SS浓度大于10mg/L时，进入微絮凝纤维过滤子模块，经处理后的出水进行色度(稀释倍数法)判断。
第九步：判断色度(稀释倍数法)，当色度(稀释倍数法)小于30时，进入二氧化氯消毒子模块；当色度(稀释倍数法)大于30时，进入活性炭吸附子模块，经处理后的出水进入二氧化氯消毒子模块。
第十步：监测出水值，当COD＜50mg/L，SS＜5mg/L时，TN＜15mg/L，TP＜1mg/L时，满足要求，结束程序；当不满上述要求时，返回第五步开始重新运行。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (3)

1.一种餐厨垃圾滤出液的模块化集成工艺方法，其特征在于：废水经水质监测模块监测，由计算机控制PLC自控系统选择进入一、二级物化模块，厌氧、好氧生化模块及深度处理模块进行处理，所述一级物化模块包括铁碳微电解-芬顿催化氧化和浅层离子气浮，所述二级物化模块为臭氧氧化和氨吹脱，所述生化模块设置厌氧子模块和好氧子模块，其中厌氧子模块包括水解酸化池和上流式污泥床过滤器，所述好氧子模块包括多级悬浮填料生物床反应器和循环活性污泥工艺反应器；所述深度处理模块包括滤布滤池、微絮凝纤维过滤、反渗透、活性炭吸附和二氧化氯消毒子模块；包括如下步骤：
第一步：通过监测模块监测进水值，判断动植物油含量，当动植物油含量小于20mg/L时，判断色度；当动植物油含量SS大于20mg/L时，进入一级物化模块的浅层离子气浮子模块，所述一级物化模块中的微电解铁炭体积比1:1，进水pH为3.0～4.0，反应时间120～180min，Fenton试剂强化微电解工艺集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、电沉积及共沉积作用于一体，实现大分子有机污染物的断链，处理高盐度、高COD及高色度餐厨垃圾滤出液；浅层离子气浮进水前分别投加PAC和PAM，投加比例(20～25):1，水力停留时间3-5min，池深不超过500～600mm；气浮后的出水进行色度的判断；
第二步：判断色度，当色度小于100时，进入二级物化模块臭氧氧化塔子模块，氧化后出水进行氨氮浓度/总氮浓度判断；当色度大于100时，进入铁碳微电解-芬顿催化氧化子模块，经氧化后的出水进行NH3-N/TN的判断；
第三步：判断NH3-N/TN，当NH3-N/TN小于0.3时，判断BOD/COD的比值；当NH3-N/TN大于0.3时，进入氨氮吹脱塔子模块，经吹脱后的出水进行BOD/COD值的判断；
第四步：判断BOD/COD，当BOD/COD小于0.3时，进入水解酸化子模块，经酸化后的出水进入多级MBBR子模块，经处理后的出水进行COD浓度判断；当BOD/COD大于0.3时，进入UBF子模块，经厌氧处理后的出水进入CASS工艺子模块，经处理后出水进行TN浓度的判断；
第五步：判断COD浓度，当COD浓度小于60mg/L时，判断TP浓度；当COD浓度大于60mg/L时，进入CASS工艺子模块，经处理后出水进行TN浓度的判断；
第六步：判断TN浓度，当TN浓度小于20mg/L时，判断TP浓度；当TN浓度大于20mg/L时，进入多级MBBR子模块，经处理后的出水进行COD浓度判断；
第七步：判断TP浓度，当TP浓度小于1mg/L时，进入滤布滤池子模块，经过滤后出水判断SS；当TP浓度大于1mg/L时，进入微絮凝纤维过滤子模块，经处理后的出水进行色度判断；
第八步：判断SS浓度，当SS浓度小于10mg/L时，进行色度判断；当SS浓度大于10mg/L时，进入微絮凝纤维过滤子模块，经处理后的出水进行色度判断；
第九步：判断色度，当色度小于30时，进入二氧化氯消毒子模块；当色度大于30时，进入活性炭吸附子模块，经处理后的出水进入二氧化氯消毒子模块；
第十步：监测出水值，当COD＜50mg/L，SS＜5mg/L时，TN＜15mg/L，TP＜1mg/L时，满足要求，结束程序；当不满上述要求时，返回第五步开始重新运行。
2.如权利要求1所述一种餐厨垃圾滤出液的模块化集成工艺方法，其特征在于：所述二级物化模块中的臭氧投加量28～55mg/L，臭氧反应器停留时间12～16min；氨吹脱pH取9.8～11.2，气水比(2500～3800)：1，水温28±1℃。
3.如权利要求1所述一种餐厨垃圾滤出液的模块化集成工艺方法，其特征在于：所述深度处理模块中的微絮凝纤维过滤滤速为20～40m/h，分别在进水处5m和35m处投加PAC12mg/L和PAM1.5mg/L。
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