CN107459126A - 一种餐厨垃圾废水cod的去除方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种餐厨垃圾废水COD的去除方法，含以下步骤：(1)取餐厨垃圾，进行预处理，得餐厨废水；(2)检测餐厨废水中的COD初始值，并检测餐厨废水的pH值，判断餐厨废水的酸碱性；(3)若餐厨废水呈碱性，则在餐厨废水中先加入氧化剂和催化剂，混匀并搅拌使其充分反应后，再加入二氧化氯对反应产物进行氧化沉淀以及杀菌消毒，反应结束后分离上清液和底部沉淀，上清液检验COD合格后排放；(4)若餐厨废水呈酸性，则在餐厨废水中同时通入二氧化氯、氧化剂和催化剂，混匀并搅拌使其充分反应后，再加入氧化剂和催化剂进行净化反应，反应结束后分离上清液和底部沉淀，上清液检验COD合格后排放。还公开了上述COD的去除系统。

Description

一种餐厨垃圾废水COD的去除方法及系统
技术领域
本发明属于餐厨垃圾废水技术领域，具体涉及一种餐厨垃圾废水COD的去除方法及系统。
背景技术
近些年，伴随着我国社会经济的发展和居民收入的增加，餐桌上食物丰富多样、种类繁多，用餐过后剩下大量的餐厨残渣，造成餐厨垃圾的产生量日益增加。餐厨垃圾由于其高含水率和低热值而没有得到妥善的处理和利用，从而大量占据填埋场库容，是填埋场气体和渗滤液产生的主要来源，造成填埋场二次污染。因此对餐厨垃圾进行分类收集并单独处理，很有必要。此处同时，将餐厨垃圾从生活垃圾中分离出来的同时，如果得不到及时有效地处理，也会带来很多环境和安全问题，腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒。
餐厨垃圾主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等，从化学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。这就造成餐厨垃圾废水中复杂的成分，高盐分、高含氮量、高COD的餐厨废水是当下餐厨垃圾的重点和难点。
目前，专门针对餐厨废水进行净化处理的方法比较少，现行使用于餐余废水处理的方法大多数都是在生活垃圾处理的方法当中转移过来处理餐厨垃圾废水的，而对于生活垃圾废水处理，方法就比较多，例如：物理沉降、化学絮凝、生物降解等多种处理方式。此外也有不少新建污水厂增设末端深度处理设施，有活性炭吸附法、臭氧接触法等，这些方法相对比较简单单一，对于餐厨垃圾废水主要混集各方不同的污染物，效果不明显。
厌氧消化处理，收集泔水、有机液态垃圾，采用湿式厌氧消化工艺进行处理，其优点具有高的有机负荷承担能力，能回收生物质能，其缺点是工程投资大、占地较大，工艺复杂，产生沼液沼渣量较大，处理难度大，运营成本高。
微生物处理技术，该技术配以一定的比例的高温复合微生物，在生化处理机里一般要经过10多个小时的发酵及干燥等处理，该方法工程投资较高。耗能大，设备单台处理能力偏小，后续处理程序较复杂。
由此可见国内垃圾处理技术尚处理比较低级的发展阶段。而且是混合在生活垃圾中一起进行处理，不但增加处理难度，同时还浪费大量资源，但实际上，将餐厨垃圾废水单独进行有效的处理是可以实现的。
发明内容
为了克服以上现有技术的不足，本发明提供一种餐厨垃圾废水COD的去除方法，该方法能单独处理餐厨垃圾废水，工艺简洁，耗时短，能有效净化餐厨高浓度COD废水。
本发明的目的还在于提供一种餐厨垃圾废水COD的去除系统，该系统投资少，易维护。
本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种餐厨垃圾废水COD的去除方法，包括以下步骤：
(1)选取餐厨垃圾，进行预处理，获得餐厨废水；
(2)检测餐厨废水中的COD初始值，并检测餐厨废水的pH值，判断餐厨废水的酸碱性；
(3)若餐厨废水呈碱性，则在餐厨废水中先加入氧化剂和催化剂，混匀并搅拌使其充分反应后，再加入二氧化氯对反应产物进行氧化沉淀，同时进行杀菌消毒，反应结束后分离上清液和底部沉淀，上清液检验COD合格后排放；
(4)若餐厨废水呈酸性，则在餐厨废水中同时通入二氧化氯、氧化剂和催化剂，混匀并搅拌使其充分反应后，再加入氧化剂和催化剂进行净化反应，反应结束后分离上清液和底部沉淀，上清液检验COD合格后排放。
在该餐厨垃圾废水COD的去除方法中：
步骤(1)中所述预处理包括以下工序：选取餐厨垃圾，进行固液分离，将固液分离获得的液体组分进行油水分离，除去油相，得餐厨废水。
步骤(3)和步骤(4)中所述的氧化剂为次氯酸钠，所述氧化剂与所述餐厨废水的质量份配比为1～10：1000。
步骤(3)和步骤(4)中所述的催化剂为二价铁，所述的二价铁为硫酸亚铁，所述硫酸亚铁与餐厨废水的质量份配比为0.1～1：1000。
步骤(3)中和步骤(4)中所述的二氧化氯通过次氯酸钠与盐酸混合产生，所述二氧化氯的浓度为10～100mg/L。
步骤(3)中混匀并搅拌使其充分反应30min～60min后，再加入二氧化氯对反应产物进行氧化沉淀。
步骤(4)中若餐厨废水呈酸性，则在餐厨废水中同时通入二氧化氯、氧化剂和催化剂，混匀并搅拌使其充分反应30min～60min后，再加入氧化剂和催化剂进行净化反应30min～60min。
步骤(3)和步骤(4)中上清液检验COD降低至合格范围100.0mg/L以下排放。
本发明的第二个目的是通过以下技术方案来实现的：一种餐厨垃圾废水COD的去除系统，包括氧化剂容器、盐酸容器、餐厨废水净化反应装置、氧化剂和催化剂预混容器、以及催化剂容器，所述氧化剂容器、餐厨废水净化反应装置、氧化剂和催化剂预混容器通过管道连接，所述盐酸容器设于所述氧化剂容器和所述餐厨废水净化反应装置之间，且所述盐酸容器通过管道与所述餐厨废水净化反应装置相连接，所述催化剂容器通过管道与所述氧化剂和催化剂预混容器相连接。
在该餐厨垃圾废水COD的去除系统中：
所述氧化剂容器与所述餐厨废水净化反应装置相连接的管道上设有氧化剂控制阀门。
所述盐酸容器与所述餐厨废水净化反应装置相连接的管道上设有盐酸控制阀门。
所述氧化剂和催化剂预混容器与所述餐厨废水净化反应装置相连接的管道上设有氧化剂和催化剂混合液控制阀门。
所述氧化剂容器与所述氧化剂和催化剂预混容器连接的管道上也设有氧化剂控制阀门。
所述催化剂容器与所述氧化剂和催化剂预混容器连接的管道上也设有催化剂控制阀门。
所述餐厨废水净化反应装置上设有餐厨垃圾废水入口。
本发明的原理是：化学需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量。本发明主要依据此原理为设计起点。
本发明设计原理，按照有效氯转化成等摩尔量的氧来计算，即C+O2＝CO2；2HCLO+C＝CO2+2HCL；推出2HCLO＝O2，即HCLO＝O；按照此公式计算：COD降低120mg/L＝120g/m3，则需投加120/16＝7.5mol/m3氧＝7.5mol/m3HCLO＝7.5mol/m3，生成纯度高于98％的高纯二氧化氯气体。NaCLO＝558.75g/m3NaCLO(完全反应的条件下)废水加NaClO之后，COD测定去除达60％，再加催化剂，COD去除率升高了20％。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明采用催化剂加二氧化氯氧化的方法净化废水，去除COD效果明显，有极好的杀菌消毒效果；
(2)本发明采用的二氧化氯属于世界卫生组织推荐的绿色消毒剂，二氧化氯也被国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂；
(3)本发明系统运行可靠技术成熟，试剂价廉，投资少、运行费用低；
(4)本发明系统操作简单，管理方便，故障率低且维修方便；
(5)本发明系统药剂的添加和调节可实现自动化控制技术，定时定量投放，确保设备安全可靠运行；
(6)每次处理的餐厨废水在水质、水量等都会有变动，本发明系统在运行处理时有较大的灵活性和可调性，保障了废水处理效果的延续性；
(7)本发明系统占地小，操作灵活，餐厨废水处理时按单次处理的废水量定制，在运行过程中无噪声污染，无臭气产生；
(8)本发明系统的实施将有利于城市生态环境的改善，可保障餐厨垃圾无害化、减量化处理，减轻城市由餐厨垃圾带来的环境污染。有效解决了传统技术对餐厨垃圾处理的瓶颈，提高城市生活环境质量。
附图说明
图1为具体实施方式中的餐厨垃圾预处理流程图；
图2为具体实施方式中的餐厨垃圾废水COD的去除系统；
其中1、氧化剂容器；2、氧化剂控制阀门；3、盐酸控制阀门；4、盐酸容器；5、餐厨废水入口；6、餐厨废水净化反应装置；7、氧化剂和催化剂混合液控制阀门；8、氧化剂控制阀门；9、氧化剂和催化剂预混容器；10、催化剂控制阀门；11、催化剂容器。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
实施例1
本实施例提供的餐厨垃圾废水COD的去除方法，包括以下步骤：
(1)选取餐厨垃圾，进行预处理，获得餐厨废水；
(2)检测餐厨废水中的COD初始值，并检测餐厨废水的pH值，判断餐厨废水的酸碱性；
(3)若餐厨废水呈碱性，则在餐厨废水中先加入氧化剂和催化剂，混匀并搅拌使其充分反应后，再加入二氧化氯对反应产物进行氧化沉淀，同时进行杀菌消毒，反应结束后分离上清液和底部沉淀，上清液检验COD合格后排放；
(4)若餐厨废水呈酸性，则在餐厨废水中同时通入二氧化氯、氧化剂和催化剂，混匀并搅拌使其充分反应后，再加入氧化剂和催化剂进行净化反应，反应结束后分离上清液和底部沉淀，上清液检验COD合格后排放。
如图1所示，步骤(1)中所述预处理包括以下工序：选取餐厨垃圾，进行固液分离，将固液分离获得的液体组分进行油水分离，过滤除去油相，得餐厨废水，进入餐厨废水处理COD设备。
步骤(3)和步骤(4)中所述的氧化剂为次氯酸钠，所述氧化剂与餐厨废水的质量份配比为1～10:1000。
步骤(3)和步骤(4)中所述的催化剂为二价铁，所述的二价铁为硫酸亚铁，所述硫酸亚铁与餐厨废水的质量份配比为0.1～1:1000。
步骤(3)中所述的二氧化氯通过次氯酸钠与盐酸混合产生，二氧化氯的浓度为10～100mg/L。
步骤(3)中混匀并搅拌使其充分反应30min～60min后，再加入二氧化氯对反应产物进行氧化沉淀。
步骤(4)中若餐厨废水呈酸性，则在餐厨废水中同时通入二氧化氯、氧化剂和催化剂，混匀并搅拌使其充分反应30～60min后，再加入氧化剂和催化剂进行净化反应30～60min。
步骤(3)和步骤(4)中上清液检验COD降低至合格范围100.0mg/L以下排放。
实施例2
如图2所示，本实施例提供的餐厨垃圾废水COD的去除系统，包括氧化剂容器1、盐酸容器4、餐厨废水净化反应装置6、氧化剂和催化剂预混容器9、以及催化剂容器11，氧化剂容器1、餐厨废水净化反应装置6、氧化剂和催化剂预混容器9通过管道连接，盐酸容器4设于氧化剂容器1和餐厨废水净化反应装置6之间，且盐酸容器4通过管道与餐厨废水净化反应装置6相连接，催化剂容器11通过管道与氧化剂和催化剂预混容器9相连接。
氧化剂容器1与餐厨废水净化反应装置6相连接的管道上设有氧化剂控制阀门2。
盐酸容器4与餐厨废水净化反应装置6相连接的管道上设有盐酸控制阀门3。
氧化剂和催化剂预混容器9与餐厨废水净化反应装置6相连接的管道上设有氧化剂和催化剂混合液控制阀门7。
氧化剂容器1与氧化剂和催化剂预混容器9连接的管道上设有氧化剂控制阀门8。
催化剂容器11与氧化剂和催化剂预混容器9连接的管道上设有催化剂控制阀门10。
餐厨废水净化反应装置6上设有餐厨垃圾废水入口5。
采用本实施例中的餐厨垃圾废水COD的去除系统去除餐厨垃圾废水COD的过程可以为：
选取餐厨垃圾，进行固液分离，将固液分离获得的液体组分进行油水分离，除去油相，得餐厨废水，分离后的废水储存在餐厨废水净化反应装置6中。
检测餐厨废水中的COD初始值，检测pH值，判断废水酸碱性。
若废水呈碱性，在餐厨废水净化反应装置6的一边开孔，提前加入氧化剂和催化剂混合物(装在氧化剂和催化剂预混容器9中)。餐厨废水净化反应装置6的另外一边采用三通阀，连接氧化剂(装在氧化剂容器1中)和盐酸的储备装置(盐酸容器4)。餐厨废水过滤后，在餐厨废水净化反应装置6中先提前加入氧化剂和催化剂混合物(装在氧化剂和催化剂预混容器9中)，半小时后通入二氧化氯，二氧化氯由次氯酸钠(装在氧化剂容器1中)和浓盐酸(装在盐酸容器4中)通过三通阀控制混合反应生成。餐厨废水通入二氧化氯后反应沉降，杀菌消毒，分离上清液和底部沉淀。上清液检验COD指标、细菌指标合格后排放市政污水系统，底部沉淀物作填埋处理。
若废水呈酸性，则先通入二氧化氯，二氧化氯由次氯酸钠(装在氧化剂容器1中)和浓盐酸(装在盐酸容器4中)通过三通阀控制混合反应生成，将连接次氯酸钠的控制阀门2和盐酸储备装置的控制阀门3打开，通入餐厨废水净化反应装置6内，同时通入氧化剂次氯酸钠(装在氧化剂容器1中)和催化剂硫酸亚铁(装在催化剂容器11中)混合物，30min后，通入将氧化剂和催化剂的混合物(装在氧化剂和催化剂预混容器9中)通入餐厨废水净化反应装置6内，进行净化反应，分离上清液和底部沉淀。上清液检验COD指标、细菌指标合格后排放市政污水系统，底部沉淀物作填埋处理。具体过程可以参照图2。
实施例3
采用本发明中的餐厨垃圾废水COD的去除方法和系统用于某餐厨垃圾处理站，具体过程如下：
某餐厨垃圾处理站，将1吨餐厨垃圾按固液分离，液相过滤后，得到10L餐厨废水，检测到餐厨废水的COD含量为54200mg/L，pH＝7.56，属碱性废水，同时进悬浮物356mg/L。
将餐厨废水通入并储存在餐厨废水净化反应装置中。将次氯酸钠和硫酸亚铁搅拌混合，将混合物加入到餐厨废水中，充分混合，30min。其中氧化剂与餐厨废水的质量份配比为5：1000，硫酸亚铁与餐厨废水的质量份配比为0.5：1000，同时准备浓度为3mol/L的次氯酸钠和浓度为6mol/L的盐酸，30min混合时间结束后，打开次氯酸钠和盐酸储备装置的阀门，产生的二氧化氯的浓度为50mg/L，加入到餐厨废水净化反应装置中，。反应结束分离上清液和底部沉淀，检测餐厨废水的COD含量为162mg/L，pH＝7.06，同时进悬浮物30mg/L，可以判断废水净化效果明显，最后上清液排放市政污水系统，底部沉淀物作填埋处理。
实施例4
采用本发明中的餐厨垃圾废水COD的去除方法和系统用于某餐厨垃圾处理站，具体过程如下：
某餐厨垃圾处理站，将餐厨垃圾按固液分离，得到20t餐厨废水，检测到餐厨废水的COD含量为3200mg/L，pH＝6.04，悬浮物504mg/L属酸性废水。
液相过滤后，将废水通入并储存在餐厨废水净化反应装置中。将次氯酸钠和浓盐酸，以1L/mim的流速先加入到主反应容器中，生成纯度高于98％的高纯二氧化氯气体，同时将次氯酸钠和硫酸亚铁搅拌混合备用。30min反应时间结束后将次氯酸钠和催化剂的混合液加入到餐厨废水净化反应装置中，其中氧化剂与餐厨废水的质量份配比为5：1000，硫酸亚铁与餐厨废水的质量份配比为0.5：1000。反应结束分离上清液和底部沉淀，检测餐厨废水的COD含量为165mg/L，pH＝6.56，同时进悬浮物10mg/L可以判断废水净化效果明显，最后上清液排放市政污水系统，底部沉淀物作填埋处理。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种餐厨垃圾废水COD的去除方法，其特征是包括以下步骤：
(1)选取餐厨垃圾，进行预处理，获得餐厨废水；
(2)检测餐厨废水中的COD初始值，并检测餐厨废水的pH值，判断餐厨废水的酸碱性；
(3)若餐厨废水呈碱性，则在餐厨废水中先加入氧化剂和催化剂，混匀并搅拌使其充分反应后，再加入二氧化氯对反应产物进行氧化沉淀，同时进行杀菌消毒，反应结束后分离上清液和底部沉淀，上清液检验COD合格后排放；
(4)若餐厨废水呈酸性，则在餐厨废水中同时通入二氧化氯、氧化剂和催化剂，混匀并搅拌使其充分反应后，再加入氧化剂和催化剂进行净化反应，反应结束后分离上清液和底部沉淀，上清液检验COD合格后排放。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾废水COD的去除方法，其特征是：步骤(1)中所述预处理包括以下工序：选取餐厨垃圾，进行固液分离，将固液分离获得的液体组分进行油水分离，除去油相，得餐厨废水。
3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾废水COD的去除方法，其特征是：步骤(3)和步骤(4)中所述的氧化剂为次氯酸钠，所述氧化剂与所述餐厨废水的质量份配比为1～10：1000。
4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾废水COD的去除方法，其特征是：步骤(3)和步骤(4)中所述的催化剂为二价铁，所述的二价铁为硫酸亚铁，所述硫酸亚铁与餐厨废水的质量份配比为0.1～1：1000。
5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾废水COD的去除方法，其特征是：步骤(3)中和步骤(4)中所述的二氧化氯通过次氯酸钠与盐酸混合产生，所述二氧化氯的浓度为10～100mg/L。
6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾废水COD的去除方法，其特征是：步骤(3)中混匀并搅拌使其充分反应30min～60min后，再加入二氧化氯对反应产物进行氧化沉淀。
7.根据权利要求1所述的餐厨垃圾废水COD的去除方法，其特征是：步骤(4)中若餐厨废水呈酸性，则在餐厨废水中同时通入二氧化氯、氧化剂和催化剂，混匀并搅拌使其充分反应10min～30min后，再加入氧化剂和催化剂进行净化反应30min～60min。
8.根据权利要求1所述的餐厨垃圾废水COD的去除方法，其特征是：步骤(3)和步骤(4)中上清液检验COD降低至合格范围100.0mg/L以下排放。
9.一种餐厨垃圾废水COD的去除系统，其特征是：包括氧化剂容器、盐酸容器、餐厨废水净化反应装置、氧化剂和催化剂预混容器、以及催化剂容器，所述氧化剂容器、餐厨废水净化反应装置、氧化剂和催化剂预混容器通过管道连接，所述盐酸容器设于所述氧化剂容器和所述餐厨废水净化反应装置之间，且所述盐酸容器通过管道与所述餐厨废水净化反应装置相连接，所述催化剂容器通过管道与所述氧化剂和催化剂预混容器相连接。
10.根据权利要求9所述的餐厨垃圾废水COD的去除系统，其特征是：所述氧化剂容器与所述餐厨废水净化反应装置相连接的管道上设有氧化剂控制阀门；所述盐酸容器与所述餐厨废水净化反应装置相连接的管道上设有盐酸控制阀；所述氧化剂和催化剂预混容器与所述餐厨废水净化反应装置相连接的管道上设有氧化剂和催化剂混合液控制阀门；所述氧化剂容器与所述氧化剂和催化剂预混容器连接的管道上也设有氧化剂控制阀门；所述催化剂容器与所述氧化剂和催化剂预混容器连接的管道上设有催化剂控制阀门；所述餐厨废水净化反应装置上设有餐厨垃圾废水入口。
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