CN107628729A

CN107628729A - 一种餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统及方法

Info

Publication number: CN107628729A
Application number: CN201711026601.XA
Authority: CN
Inventors: 曹健仪; 单明军; 金彧如; 曹茹茗; 杨庚涵
Original assignee: Yinchuan Baolyute Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Yinchuan Baolyute Biotechnology Co Ltd
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2018-01-26

Abstract

本发明提供了一种餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统及方法，该系统包括预处理系统；生化处理系统，用于对预处理系统处理后的餐厨垃圾渗滤液进行处理；以及机械蒸汽压缩(MVC)蒸发系统，用于对生化处理系统处理后的餐厨垃圾渗滤液进行处理，经过该系统处理的蒸馏液各项指标可全部达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920‑‑2002)，可回用于餐厨垃圾处理企业的生产及绿化、道路清洗等，并且可以将低于5％的高浓度有机残液回收到餐厨垃圾储存池，用于有机肥料生产。

Description

一种餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统及方法

技术领域

本发明涉及垃圾渗滤液处理技术领域，特别地，涉及餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统及方法。

背景技术

我国是全球知名的餐饮大国，随着经济的增长，人们生活水平的提高，在餐饮方面的消费与日俱增。然而餐饮行业的高速发展，随之而来的便是成山的餐厨垃圾。餐厨垃圾如果不得到及时处理，既会对环境造成很大压力，也会使得有害物质流入生态系统。

目前国内外餐厨垃圾处理技术主要包括饲料化、堆肥处理、生物厌氧发酵、生物柴油技术以及卫生填埋等，其中卫生填埋是中国餐厨垃圾的主要处理技术。餐厨垃圾在收集、运输、堆放、处理过程中会产生大量污染物，如恶臭污染物H₂S、NH₃以及餐厨垃圾渗滤液。餐厨垃圾在压实、发酵等生物化学降解以及降水、地下水的渗流作用下，产生一种高浓度的有机或无机废水，即餐厨垃圾渗滤液。

餐厨垃圾渗滤液的主要特征为：成分复杂，化学需氧量(COD)、氨氮浓度极高，富含大量的动植物油和悬浮物，如不经严格处理，会对生态环境造成严重污染。因此，安全、高效地处理餐厨垃圾渗滤液已成为餐厨垃圾处理行业发展的瓶颈。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统及方法，用以分项收集有用物质，降解污染物，最大限度使餐厨垃圾渗滤液资源化。

本发明提供了一种餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统，包括：预处理系统；生化处理系统，用于对所述预处理系统处理后的餐厨垃圾渗滤液进行处理；以及机械蒸汽压缩(MVC)蒸发系统，用于对所述生化处理系统处理后的餐厨垃圾渗滤液进行处理。

在上述餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统中，所述预处理系统包括离心油分离器和气浮除油装置，其中，所述离心油分离器安装在所述气浮除油装置之前。

在上述餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统中，所述生化处理系统包括高效厌氧生物处理装置、水解酸化池和膜生物反应器，其中，所述高效厌氧生物处理装置安装在所述水解酸化池之前；以及所述水解酸化池安装在所述膜生物反应器之前。

在上述餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统中，所述膜生物反应器包括膜在线离线清洗系统。

在上述餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统中，所述机械蒸汽压缩蒸发系统包括机械蒸汽压缩蒸发器。

在上述餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统中，还包括：蒸汽酸碱吸收罐，用于对所述机械蒸汽压缩蒸发系统处理后的餐厨垃圾渗滤液进行处理。

在上述餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统中，还包括：离子交换系统，用于对所述机械蒸汽压缩蒸发系统处理后的餐厨垃圾渗滤液进行处理。

本发明还提供了一种餐厨垃圾渗滤液资源化处理方法，包括：

使餐厨垃圾渗滤液进入离心油分离器；使流经所述离心油分离器的所述餐厨垃圾渗滤液进入气浮除油装置；使流经气浮除油装置的所述餐厨垃圾渗滤液进入高效厌氧生物处理装置；使流经高效厌氧生物处理装置的所述餐厨垃圾渗滤液进入水解酸化池；使流经所述水解酸化池的所述餐厨垃圾渗滤液进入膜生物反应器；使流经所述膜生物反应器的所述餐厨垃圾渗滤液进入所述机械蒸汽压缩蒸发器。

在上述餐厨垃圾渗滤液资源化处理方法中，还包括：在使所述餐厨垃圾渗滤液流经所述机械蒸汽压缩蒸发器之后，使所述餐厨垃圾渗滤液进入蒸汽酸碱吸收罐。

在上述餐厨垃圾渗滤液资源化处理方法中，还包括：在使所述餐厨垃圾渗滤液流经所述机械蒸汽压缩蒸发器之后，使所述餐厨垃圾渗滤液进入离子交换系统。

通过本发明提供的处理系统和处理方法，依次对餐厨垃圾渗滤液进行两次除油预处理，从而形成预处理废水，由于该预处理废水中脱去了焦油餐厨垃圾渗滤液中的重油、浮油、乳化溶解油等污染物，因此，可以进行生化处理，提高了生化处理系统对餐厨垃圾渗滤液的处理能力。

此外，通过本发明提供的处理系统和处理方法，使得的餐厨垃圾渗滤液可全部达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920--2002)的标准，可回用于餐厨垃圾处理企业的生产及绿化、道路清洗等，并且将低于5％的高浓度有机残液回收到餐厨垃圾储存池，用于有机肥料生产。此外，该方案环保并且成本较低。

附图说明

图1是本发明餐厨垃圾渗滤液处理系统实施例资源化的流程示意图；

图2是本发明的具体实施例的餐厨垃圾渗滤液处理系统资源化的流程示意图；

图3是本发明餐厨垃圾渗滤液处理方法流程示意图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

本发明提供了一种餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统，该处理系统包括预处理系统；生化处理系统；以及机械蒸汽压缩(MVC)蒸发系统。

其中，预处理系统包括离心油分离器和气浮除油装置；离心油分离器用于餐厨垃圾渗滤液中的浮油和重油与水的分离，并且包括油收集罐，接纳物理分离出来的浮油和重油，将分离出来的油回收；气浮除油装置进一步将水中的溶解油凝聚上浮引出回收，包括机械刮油板和油收集罐，收纳破乳后的溶解油。

生化处理系统包括高效厌氧生物处理装置、水解酸化池和(MBR)膜生物反应器；高效厌氧生物处理装置可有效降解渗滤液中高浓度有机物并且包括沼气回收装置，可回收产生的沼气，其中一部分沼气利用特制布气管再进入厌氧反应器中，使厌氧污泥与水混合均匀，提高反应速率，而收集到沼气柜的另一部分沼气作为能源回用于生产；水解酸化池和膜生物反应器可大幅度削减水中的有机物和氮素，出水经过特制的平板超滤膜进行泥水高效分离，并且MBR膜生物反应器包括MBR膜在线离线清洗系统，提高了污泥负荷，高效降解有机物、氨氮，省却二沉池，达到泥水的高效分离。

机械蒸汽压缩(MVC)蒸发系统包括MVC蒸发器；可以与蒸汽酸碱吸收罐连接，并且包括MVC换热器；换热器通过蒸汽与原水的热交换，可有效节约能源；

蒸汽酸碱吸收罐通过酸碱洗气将蒸汽中的氨氮和挥发性有机物吸收，转化为硫胺产品，洁净冷凝水；该蒸汽经酸碱吸收罐使得蒸汽经过酸碱洗气，有效将蒸汽中逸散的氨氮和挥发性有机物吸收，并且通过离子交换系统使得冷凝后的蒸馏液各项指标可全部达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920--2002)的标准。

本发明还提供了一种餐厨垃圾渗滤液资源化处理方法，该方法包括

依次对餐厨垃圾渗滤液进行离心除油、气浮除油预处理形成预处理废水，由于该预处理废水中脱去了焦油餐厨垃圾渗滤液中的重油、浮油、乳化溶解油等污染物，因此，可以进行生化处理，提高了生化处理系统对餐厨垃圾渗滤液的处理能力；

经过油水分离，将回收的油送至油脂加工车间资源化利用，分离后的污水进入生化处理系统，先经过高效厌氧生物处理装置，降解渗滤液中高浓度有机物并回收产生的沼气，再将出水经过水解酸化和MBR膜生物反应器，大幅度削减水中的有机物和氮素；之后，将出水经过MVC蒸发系统，还可以进一步通过蒸汽酸碱吸收罐和DI离子交换系统，使得蒸馏液各项指标可全部达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920--2002)的标准，可回用于餐厨垃圾处理企业的生产及绿化、道路清洗等，同时将低于5％的高浓度有机残液回收到餐厨垃圾储存池，用于有机肥料生产，此外，该方案环保并且成本较低。

为了更好地说明本发明，在下面将详述本发明的具体实施方式，但不以任何方式限制本发明。

餐厨垃圾渗滤液的水质分析如下表1所示：

表1

序号	监测项目	单位	指标
				1	电导率	μS/cm	13744
2	BOD₅	mg/L	50000～65000
				3	COD(化学需氧量)	mg/L	80000～100000
4	SS(固体悬浮物)	mg/L	3000
				5	氨氮	mg/L	1200
6	TDS(溶解性固体总量)	mg/L	7500
				7	动植物油	mg/L	1200

由上表1可知，该餐厨垃圾渗滤液的动植物油、COD、BOD₅(生化需氧量或生化耗氧量，以5天为标准表示)、SS和氨氮等较多，针对上述污染物对该餐厨垃圾渗滤液进行处理，以下详细介绍处理流程：

一、预处理

将50-500吨的餐厨垃圾渗滤液首先进入调节池1，调节餐厨垃圾渗滤液的水量和水质，停留时间为8-12h。

与调节池1相连的是离心油分离器，使装有含油渗滤液的容器高速旋转(约12000r/min)形成离心力场，通过油珠、固体颗粒与废水密度的不同去除油脂，在该离心油分离器中停留时间为0.5-1h，直至无明显油脂，油污处理效率约为80-85％。

与离心油分离器相连的是调节池2，停留时间为4-6h，再次调节餐厨垃圾渗滤液的水质水量。若处理该餐厨垃圾渗滤液时出现事故，需将出水排入事故池后，再排向调节池2进行处理。

与调节池2相连的是(气旋)气浮除油装置，停留时间为40-60分钟，油污处理效率约为剩余油脂的80-85％。该装置利用油水间的表面张力大于油气间的表面张力，向渗滤液中通入10μm的微气泡，同时振荡破乳，使油粒和悬浮物吸附在气泡上，形成比重小于水的浮体，上浮水面，由此达到除油效果。

经过油水分离，将回收的油送至油脂加工车间资源化利用，分离后的水进入生化处理系统，预处理后的餐厨垃圾渗滤液的水质分析见下表2：

表2

序号	监测项目	单位	指标
				1	电导率	μS/cm	13000
2	BOD₅	mg/L	48000～60000
				3	COD	mg/L	75000～95000
4	SS	mg/L	2000
				5	氨氮	mg/L	1200
6	TDS	mg/L	7500
				7	动植物油	mg/L	60

由上表2可知，经过离心油分离器和气浮除油装置处理后的餐厨垃圾渗滤液中的动植物油含量明显降低，表明通过对废水进行预处理，可使有效脱去餐厨垃圾渗滤液中的重油、浮油、乳化溶解油等污染物。

二、生化处理

将预处理后的餐厨垃圾渗滤液首先经过高效厌氧生物处理，停留时间为48-72h(根据水质不同而变化)，处理水的体积约为高效厌氧生物处理装置体积的2/3左右，通过高效厌氧生物处理装置中的高浓度、高活性的污泥床使餐厨垃圾渗滤液中的大部分有机物厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳，产生的沼气进行回收利用，剩余污泥进行有机肥料生产。

与高效厌氧生物处理装置相连的是集水池1，停留时间为20-30min，在流经高效厌氧生物处理装置之后，通过集水池汇集、储存和均衡该餐厨垃圾渗滤液的水质水量。

与集水池1相连的是水解酸化池，在流经集水池1之后，在25-30℃的温度下，分批次向水解酸化池中增加渗滤液的水样，直至从少量到目标量，通过水解酸化菌(在不曝气和无氧条件下，通过普通活性污泥培养)将餐厨垃圾渗滤液中难生物降解的有机物转变为有机酸等易生物降解的有机物，由此来提高废水的可生化性。

与水解酸化池相连的是MBR膜生物反应器，MBR膜的孔径为0.05-0.2μm，将固体悬浮物处理到5mg/L以下。具体为，在流经水解酸化池之后，通过活性污泥去除餐厨垃圾渗滤液中可生物降解的有机污染物，然后采用膜组件强制截留生物反应器中的活性污泥以及绝大多数的悬浮物，实现净化后的水和活性污泥的固液分离。同时硝化细菌在系统内充分繁殖，对渗滤液中的氨氮进行硝化作用。MBR膜生物反应器包括MBR膜在线离线清洗系统，提高了污泥负荷，高效降解有机物、氨氮，省却二沉池，达到泥水的高效分离。因此，采用MBR膜生物处理技术不仅可以有效生物降解有机污染物还可以节省传统生物处理技术末端二沉池，同时为保证污泥浓度，可以将污泥回流至水解酸化池，将剩余的污泥进行有机肥料生产。

与MBR膜生物反应器相连的是集水池2，停留时间为20-30min，在流经MBR膜生物反应器之后，通过集水池2汇集、存储和均衡该餐厨垃圾渗滤液的水质水量，为保证脱氮效果，将其中的硝化液回流至集水池1。

生化处理后的餐厨垃圾渗滤液的水质分析见下表3：

表3

序号	监测项目	单位	指标
				1	电导率	μS/cm	15000
2	BOD₅	mg/L	50
				3	COD	mg/L	500
4	SS	mg/L	5
				5	氨氮	mg/L	5
6	TDS	mg/L	8000
				7	动植物油	mg/L	未检出

由上表3可知，通过生化处理后的餐厨垃圾渗滤液中的氨氮、SS、COD以及BOD₅含量明显降低，表明生化处理可有效降解餐厨垃圾渗滤液中的有机污染物，同时有效去除餐厨垃圾渗滤液中的固体悬浮物，此外，将处理后的餐厨垃圾渗滤液进行生化处理，有效提高了生化处理系统对餐厨垃圾渗滤液的处理能力。

三、MVC蒸发

与集水池2相连的是对餐厨垃圾渗滤液进行MVC预处理的中间水池，MVC预处理包括向流入的餐厨垃圾渗滤液中投加碱，碱的投加量为：该碱中的OH^-与餐厨垃圾渗滤液中的Ca²⁺、Mg²⁺离子总量的摩尔比为1:1，以降低餐厨垃圾渗滤液的硬度，并且在流经集水池2之后，MVC预处理系统可以将该餐厨垃圾渗滤液进行均质和预热，确保系统能保持在高效能的状态下工作。

随后处理后水进入MVC蒸发器(温度设置为102-105℃)主体，MVC低能耗蒸发运用蒸汽被压缩时压力和温度提升，之后，形成的较高温度的蒸汽进入MVC换热管内，将来水在管外喷淋，蒸汽在管内将汽化潜热传给管外的待处理水形成冷凝水，管外待处理水的水分形成蒸汽进入压缩机压缩并提高温度，在换热管内流动，这样连续进行蒸发，节约能源，并且蒸发效率可以达到95％以上，浓缩液产量极少，而且能耗低，其中无法蒸发形成蒸汽的极少量残余部分形成浓液排出蒸发系统，送至剩余的污泥池进行有机肥料生产。

MVC蒸发处理后的餐厨垃圾渗滤液的水质分析如下表4：

表4

由上表4可知，通过MVC蒸发系统处理后的冷凝液中的TDS、氨氮、SS、COD以及BOD₅含量明显降低，表明MVC蒸发处理可以使得餐厨垃圾渗滤液得到进一步净化。

与蒸发器连接的可以是蒸汽酸碱吸收罐，通过酸碱洗气进一步将蒸汽中的氨氮和挥发性有机物吸收，转化为硫胺产品，洁净该蒸汽，其中，酸碱洗气塔的压力控制在0.1MPa，运行最佳温度105℃。

与蒸汽酸碱吸收罐相连的是DI(去离子水)离子交换系统，可以采用DI离子交换技术将蒸汽酸碱吸收罐处理的蒸馏水中的氨氮高效地去除；或者可以直接将DI离子交换系统与蒸发器连接，将MVC蒸发系统处理后的冷凝液直接经DI离子交换系统处理。与生物脱氮相比，该技术对氨氮的去除大大提高，其出水满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920--2002)对一般地区的排放要求。DI离子交换系统在运行过程中进水流速不超过60m/h，优选10～30m/h；运行温度不超过45℃，优选在20～40℃之间；当离子交换反应器运行压力达到0.2MPa时，需对反应器内树脂进行清洗处理。经DI离子交换系统处理后的餐厨垃圾渗滤液可以进行再利用，可作为生产、绿化用水。

《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920--2002)的标准如下表5：

表5

序号	监测项目	单位	指标
				1	电导率	μS/cm	-
2	BOD₅	mg/L	20
				3	COD	mg/L	-
4	浊度	-	10
				5	氨氮	mg/L	20
6	TDS	mg/L	1000
				7	总大肠杆菌群	个/L	3

通过将上表4与表5数据的对比可知，将经过MVC蒸发系统的蒸馏液各项指标可全部达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920--2002)的标准，可回用于餐厨垃圾处理企业的生产及绿化、道路清洗等，同时将低于5％的高浓度有机残液回收到餐厨垃圾储存池，用于有机肥料生产，此外，该方案环保并且成本较低。

除特殊说明外，以上设备均购自江苏金恒环境科技有限公司。

本领域技术人员应理解，以上实施例仅是示例性实施例，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。

Claims

1.一种餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统，其特征在于，包括：

预处理系统；

生化处理系统，用于对所述预处理系统处理后的餐厨垃圾渗滤液进行处理；以及

机械蒸汽压缩(MVC)蒸发系统，用于对所述生化处理系统处理后的餐厨垃圾渗滤液进行处理。

2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统，其中，所述预处理系统包括离心油分离器和气浮除油装置，

其中，所述离心油分离器安装在所述气浮除油装置之前。

3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统，其中，所述生化处理系统包括高效厌氧生物处理装置、水解酸化池和膜生物反应器，

其中，所述高效厌氧生物处理装置安装在所述水解酸化池之前；以及

所述水解酸化池安装在所述膜生物反应器之前。

4.根据权利要求3所述的餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统，其中，所述膜生物反应器包括膜在线离线清洗系统。

5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统，其中，所述机械蒸汽压缩蒸发系统包括机械蒸汽压缩蒸发器。

6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统，还包括：蒸汽酸碱吸收罐，用于对所述机械蒸汽压缩蒸发系统处理后的餐厨垃圾渗滤液进行处理。

7.根据权利要求1所述的餐厨垃圾渗滤液资源化处理系统，还包括：离子交换系统，用于对所述机械蒸汽压缩蒸发系统处理后的餐厨垃圾渗滤液进行处理。

8.一种餐厨垃圾渗滤液资源化处理方法，其特征在于，包括：

使餐厨垃圾渗滤液进入离心油分离器；

使流经所述离心油分离器的所述餐厨垃圾渗滤液进入气浮除油装置；

使流经气浮除油装置的所述餐厨垃圾渗滤液进入高效厌氧生物处理装置；

使流经高效厌氧生物处理装置的所述餐厨垃圾渗滤液进入水解酸化池；

使流经所述水解酸化池的所述餐厨垃圾渗滤液进入膜生物反应器；

使流经所述膜生物反应器的所述餐厨垃圾渗滤液进入机械蒸汽压缩蒸发器。

9.根据权利要求8所述的餐厨垃圾渗滤液资源化处理方法，还包括：

在使所述餐厨垃圾渗滤液流经所述机械蒸汽压缩蒸发器之后，使所述餐厨垃圾渗滤液进入蒸汽酸碱吸收罐。

10.根据权利要求8所述的餐厨垃圾渗滤液资源化处理方法，还包括：

在使所述餐厨垃圾渗滤液流经所述机械蒸汽压缩蒸发器之后，使所述餐厨垃圾渗滤液进入离子交换系统。