CN109052827A - 餐厨垃圾渗滤液强化处理方法和系统 - Google Patents

餐厨垃圾渗滤液强化处理方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种餐厨垃圾渗滤液强化处理方法，包括步骤：(1)餐厨垃圾渗滤液废水依次进入格栅、隔油池、预曝气调节池；(2)废水提升至破乳池中；(3)废水进入气浮设备；(4)出水进入一沉池；(5)废水自流进入厌氧氨氧化反应池；(6)废水提升至强制水解池；(7)出水自流进入ABFT池；(8)出水进入MBR膜生物反应器；(9)产水进入清水池。还公开了一种餐厨垃圾渗滤液强化处理系统，包括通过管道依次连接的预处理单元、预曝气调节池、破乳池、气浮设备、一沉池、厌氧氨氧化反应池、强制水解池、ABFT池、MBR膜生物反应器、清水池。本发明技术先进、工艺可靠、出水稳定达标。

Description

餐厨垃圾渗滤液强化处理方法和系统
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种餐厨垃圾渗滤液强化处理方法和系统。
背景技术
餐厨垃圾包括家庭、食堂、餐馆等产生的易腐蚀性餐饮垃圾，餐厨垃圾渗滤液主要产生于餐厨垃圾处理厌氧发酵工艺排水，该废水偏黑色，是一种排水不规律，有机物和氨氮的浓度高，杂质和悬浮物多的典型高浓度有机废水，比生活垃圾渗滤液处理难度更大。餐厨垃圾渗滤液的COD含量高达12000-15000mg/l，且都为高温发酵未被处理的有机物，再生化降解难度高，氨氮高达1500-2000mg/l，总氮2000-2500mg/l，C/N比例严重失调，生化处理难度大。重庆餐饮50％都是火锅行业，废水中含大量动植物油、花椒、辣椒，会抑制微生物生长，处理起来更加困难。目前餐厨垃圾渗滤液大多采用二级A/O+外置式MBR工艺，传统A/O硝化反硝化工艺充氧能耗大，容积脱氮效率低，导致占地面积大，土建成本高，外置式MBR膜循环量大，运行成本高，且不耐油，对高油类餐厨垃圾废水处理存在缺陷。因此针对餐厨垃圾渗滤液找到一种去除效率高，运行成本低的办法处理这类废水十分有必要，确保废水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中表4二级标准。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种技术先进、工艺可靠、出水稳定达标的餐厨垃圾渗滤液强化处理方法。
实现该目的的技术方案是：
一种餐厨垃圾渗滤液强化处理方法，包括如下步骤：
(1)餐厨垃圾渗滤液废水依次进入格栅、隔油池、预曝气调节池，格栅去除浮渣，隔油池去除浮油，在预曝气调节池中搅拌废水，均匀水量、水质，防止固体颗粒沉淀和降温；
(2)将废水从预曝气调节池中由泵提升至破乳池中，加入破乳剂，使乳化油从水相中分离出来；
(3)将废水提升进入气浮设备，去除大部分悬浮物、胶体颗粒；
(4)气浮设备出水自流进入一沉池，进行泥水分离，污泥通过污泥泵排入物化污泥浓缩池。
(5)废水自流进入厌氧氨氧化反应池，去除大部分氨氮，调节C/N。
(6)废水由泵提升至强制水解池的脉冲布水系统，强制水解池是在传统的水解酸化池上设置脉冲布水系统，废水在强制水解池中进行水解酸化，进一步把大分子转化成小分子，降低部分COD；
(7)强制水解池的出水自流进入ABFT池，ABFT池包括厌氧池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池；
(8)ABFT池出水进入MBR膜生物反应器，去除SS和部分COD；
(9)MBR膜生物反应器产水自流进入清水池，达标的废水排出。
所述步骤(1)中格栅采用三级格栅，所述隔油池采用三级隔油池，在预曝气调节池中设置穿孔曝气搅拌废水，废水在格栅、隔油池、预曝气调节池的水力停留时间总共为28h。
所述步骤(2)中破乳反应时间30min，投加氯化钙为破乳剂，投加量为0.8-1.0g/l，调节pH至8-9。
所述步骤(3)中的气浮设备为零速率浅层气浮一体化设备。
所述步骤(5)中的厌氧氨氧化反应池由前储池、主反应池、后储池组成，控制pH为6.7-8.3，停留时间分别为6h、36h、6h，主反应池共为2座，采用序批式轮换运行。
所述步骤(6)中的脉冲布水系统由高效脉冲布水罐和螺旋伞形布水器组成，强制水解池水力停留时间为72h，脉冲布水罐每6min脉冲一次，脉冲一次的时间是8-10S，螺旋伞形布水器末端装不锈钢旋涡喷嘴。
所述步骤(7)中的ABFT池由两个相同的单元并列而成，每个单元包括依次连接的厌氧池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池，所述厌氧池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池的容积比为1:1:1:1，厌氧池上设置脉冲布水系统，所述脉冲布水系统包括设置在厌氧池顶部的脉冲布水罐和设置在厌氧池底部的螺旋伞形布水器，厌氧池内设置有弹性填料，每个单元中厌氧池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池之间的隔板上部均设置有过水溢流堰供废水通过，所述过水溢流堰的底部连接有导流管将废水引致池底；ABFT池的水力停留时间为36h，一级好氧池和二级好氧池混合液回流到前端缺氧池，混合液回流比例100％。
所述步骤(8)中MBR膜生物反应器，采用PTFE内置式MBR膜系统，MBR膜组件中的浓液回流至ABFT池内，回流比为50％。
本发明还提供了一种餐厨垃圾渗滤液强化处理系统，包括通过管道依次连接的预处理单元、预曝气调节池、破乳池、气浮设备、一沉池、厌氧氨氧化反应池、强制水解池、ABFT池、MBR膜生物反应器、清水池，所述预处理单元包括由管道依次连接的格栅、隔油池，所述强制水解池包括水解酸化池，在所述水解酸化池上设置脉冲布水系统；该系统中设置有回流：ABFT池中的好氧池与缺氧池之间设置有回流管，MBR膜生物反应器与ABFT池设置有回流管。
在上述技术方案中，所述气浮设备为浅层气浮一体化设备；所述厌氧氨氧化反应池由前储池、主反应池、后储池组成；所述ABFT池两个相同的单元并列而成，每个单元包括依次连接的厌氧池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池；所述MBR膜生物反应器采用PTFE内置式MBR膜系统。采用厌氧氨氧化系统，比常规的氨吹脱、蒸氨法节约能耗；内置式MBR膜，极大降低污水站运行费用；ABFT池增加COD、氨氮的去除。
本发明的有益效果：
1、采用格栅+隔油+调节+破乳+浅层气浮的预处理方式，把废水中的浮渣、乳化油、悬浮物去掉，防止乳化油包裹微生物污泥，颗粒污泥排斥微生物，微生物不能生长。生化系统用厌氧氨氧化系统进行生物脱氮，把C/N比调节到合适的比例，进入强制水解池+ABFT池，去除COD的同时达到脱氮的目的，最后加一个PTFE内置式MBR膜使废水的COD、SS稳定达标。
2、本发明脱氮采用厌氧氨氧化系统，比常规的氨吹脱、蒸氨法节约能耗，统计蒸氨法处理废水的成本为25元/m3，氨吹脱法处理废水成本8元/m3，而采用厌氧氨氧化的生物脱氮的方法，成本为3元/m3。
3、本发明ABFT工艺设置有厌氧池、缺氧池、好氧池、好氧池，投加悬浮流动填料，设置回流实现硝化反硝化，增加COD、氨氮的去除率，对餐厨垃圾渗滤液这种高氨氮废水很有效果，且把传统ABFT的厌氧池填料改为固定立体填料，增大微生物附着面积增大生物量，利用脉冲布水器搅拌，增大泥水接触且不消耗电力，在每个池体的进水都采用出水堰+导流孔布水到池体底部，保证各反应区接触更加均匀，提高去除率。
4、本发明采用PFTE内置式MBR膜，运行费用为0.83元/m3，外置式MBR运行费用为7.3元/m3，极大降低污水站运行费用。PFTE内置式MBR膜可以耐受＞25g/l的污泥浓度，可以用12％强酸和24％强碱清洗，因此PFTE内置式MBR膜不怕结垢和油污染。PTFE内置式MBR可以干法、湿法保存，在没有来水时，可以不运行，便于运输和停机维修，垃圾渗滤液项目质保5年不断丝，通量不衰减，运行稳定。
说明书附图
图1是本发明处理系统的结构示意图。
图2是图1中的ABFT池的结构示意图。
图3是本发明处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不因此而限制本发明。
实施例1餐厨垃圾渗滤液强化处理系统
如图1-2所示的一种餐厨垃圾渗滤液强化处理系统，主要由通过管道依次连接的预处理单元(1)、预曝气调节池(2)、破乳池(3)、气浮设备(4)、一沉池(5)、厌氧氨氧化反应池(6)、强制水解池(7)、ABFT池(8)、MBR膜生物反应器(9)、清水池(10)组成。预处理单元(1)包括由管道依次连接的格栅、隔油池，强制水解池(7)包括水解酸化池，在水解酸化池上设置脉冲布水系统；该餐厨垃圾渗滤液强化处理系统中设置有回流：ABFT池(8)中的好氧池与缺氧池之间设置有回流管，MBR膜生物反应器(9)与ABFT池(8)设置有回流管。
气浮设备(4)为浅层气浮一体化设备；厌氧氨氧化反应池(6)由前储池、主反应池、后储池组成；ABFT池(8)两个相同的单元并列而成，每个单元包括依次连接的厌氧池(8-10)、缺氧池(8-11)、一级好氧池(8-12)、二级好氧池(8-13)；MBR膜生物反应器(9)采用PTFE内置式MBR膜系统。采用厌氧氨氧化系统，比常规的氨吹脱、蒸氨法节约能耗；内置式MBR膜，极大降低污水站运行费用；ABFT池(8)增加COD、氨氮的去除。
实施例2餐厨垃圾渗滤液处理
采用实施例1的系统进行餐厨垃圾渗滤液废水处理，按照如下步骤操作，其工艺流程图如图3所示：
(1)餐厨垃圾渗滤液废水依次进入格栅、隔油池、预曝气调节池：格栅采用三级格栅，去除废水中大的浮渣，再进入隔油池，采用三级隔油池，隔离废水中的浮油、浮渣、油脂。由于废水排放周期不定，利用预曝气调节池均匀水量、水质，在预曝气调节池中设置穿孔曝气搅拌废水，防止固体颗粒沉淀和降温。废水在格栅、隔油池、预曝气调节池的水力停留时间总共为28h。格栅采用机械格栅，栅距依次为6mm、4mm、2mm，隔油池配置链板式刮油刮泥机。预曝气调节池中曝气系统采用ABS管道穿孔曝气。
(2)将废水从预曝气调节池中由泵提升至破乳池中，加入破乳剂，破坏乳化油结构，使乳化油从水相中分离出来。破乳反应时间30min，投加氯化钙为破乳剂，投加量为0.8-1.0g/l，利用NaOH调节pH至8.0-9.0，利用PAC发生絮凝反应，投加PAC：1.2g/l。
(3)将废水提升进入零速率浅层气浮一体化设备，在提升泵前加入的PAC投加量为1.2g/l,在进水管口加入的PAM的投加量为0.4mg/l,水深为400mm，主机速度为3分46秒/圈，气浮压力＜3kg，停止进气，压力在3-5kg，启动进气，控制气：水＝1:1，刮渣设定1h排放一次，1次排放30min。
(4)气浮设备出水自流进入一沉池，进行泥水分离，污泥通过污泥泵排入物化污泥浓缩池。
(5)气浮一体化设备出水自流进入厌氧氨氧化反应池，厌氧氨氧化反应池由前储池、主反应池、后储池组成，控制pH为6.7-8.3，停留时间分别为6h、36h、6h。主反应池共为2座，采用序批式轮换运行，主反应池COD容积负荷:2.61kgCOD/(m3·d)；NH3-N污泥负荷：0.70kgNH3-N/kgMLSS·d；MLSS(污泥浓度)：2g/L；8小时1个周期共计3个周期运行，运行时间安排：1h进水，曝气5h，反硝化阶段2h，排水排泥1h，水温在30-35℃，溶解氧浓度0.8-1.0mg/l，回流比控制在200％。此步骤针对高氨氮、低C/N比废水处理，是以NH4 +-N为电子供体，NO2 --N为电子受体，氮气为最终产物。主反应池把硝化过程控制在HNO2阶段而终止，由于亚硝酸菌的生长世代期比硝酸菌世代期短，实行短程硝化，达到快速脱氮目的。
(6)废水由泵提升至强制水解池的脉冲布水系统，脉冲布水系统由高效脉冲布水罐和螺旋伞形布水器组成，强制水解池就是传统的水解酸化池上设置脉冲布水系统，材质为304不锈钢。通过高效脉冲布水罐+螺旋伞型布水器，让底部死角污泥搅拌，废水与污泥接触更加均匀，将部分大分子难降解的有机物分解为小分子易降解的有机物，为后续脱氮提供碳源，减少碳源投加。强制水解池水力停留时间为72h，按照每6min脉冲一次，脉冲一次的时间是8-10S，计算脉冲布水罐容积。
(7)强制水解池的出水自流进入ABFT池，ABFT池的结构如图2所示，ABFT池由两个相同的单元并列而成，每个单元包括依次连接的厌氧池(8-10)、缺氧池(8-11)、一级好氧池(8-12)、二级好氧池(8-13)，所述厌氧池(8-10)、缺氧池(8-11)、一级好氧池(8-12)、二级好氧池(8-13)的容积比为1:1:1:1，厌氧池(8-10)上设置脉冲布水系统，所述脉冲布水系统包括设置在厌氧池(8-10)顶部的脉冲布水罐(8-2)和设置在厌氧池(8-10)底部的螺旋伞形布水器(8-6)，厌氧池(8-10)内设置有弹性填料(8-1)，每个单元中厌氧池(8-10)、缺氧池(8-11)、一级好氧池(8-12)、二级好氧池(8-13)之间的隔板上部均设置有过水溢流堰(8-3)供废水通过，所述过水溢流堰(8-3)的底部连接有导流管(8-4)将废水引致池底。在缺氧池(11)下部设置有潜水推流器(8-7)，在缺氧池(8-11)、一级好氧池(8-12)、二级好氧池(8-13)内均设置有悬浮流动填料(8-8)，在一级好氧池(8-12)和二级好氧池(8-13)底部设置有微孔曝气系统(8-9)。一级好氧池(8-12)和二级好氧池(8-13)混合液回流到前端缺氧池(8-11)，混合液回流比例100％。
在缺氧池(8-11)中进行短程反硝化和厌氧氨氧化，在两个好氧池中进行硝化反应，把一级好氧池(8-12)和二级好氧池(8-13)混合液回流到前端缺氧池(8-11)，采用潜水推流器(8-7)回流，混合液回流比例100％，利用时间继电器控制推流器时间。回流的NO3-N在反硝化菌下利用废水中的含碳有机物，在缺氧池(8-11)中进行反硝化反应，达到脱氮目的。ABFT池的水力停留时间为36h，COD的容积负荷为0.78kgCOD/m3.d，污泥浓度为5g/l。厌氧池(8-10)采用脉冲布水系统增加泥水接触面积，装填弹性填料(8-1)，增大微生物附着面积增大生物量，缺氧池(8-11)和两个好氧池中均采用MBBR填料，孔隙率高达97％，投配率为容积的40％。
(8)ABFT池出水进入MBR膜生物反应器，采用PTFE内置式MBR膜系统，对废水和污泥的混合液进行固液分离，浓液回流至ABFT池内，回流比为50％，增加污泥浓度，提高脱氮效率。PFTE内置式MBR膜可以耐受＞25g/l的污泥浓度，可以用12％强酸和24％强碱清洗，因此PFTE内置式MBR膜不怕结垢和油污染。PTFE内置式MBR可以干法、湿法保存，在没有来水时，可以不运行，便于运输和停机维修，垃圾渗滤液项目质保5年不断丝，通量不衰减，运行稳定。采用PTFE内置式MBR膜系统，运行费用仅为外置式MBR的1/10，节约了运行成本，普通的内置式MBR采用PVDF材质，容易断丝，且不耐油，也不能用强酸强碱清洗，可以耐受的污泥浓度＜10g/l，因此选用PTFE内置式MBR膜既解决了普通PVDF材质的MBR膜容易断丝，耐受的污泥浓度不高，不耐强酸强碱，又解决了外置式MBR膜运行成本太高的问题。
(9)MBR膜生物反应器产水自流进入清水池，达标的废水经过标准排放口排入污水管网。
在处理过程中，破乳池、浅层气浮一体化设备、一沉池中产生的沉渣和浮渣均被输入进物化污泥池，在物化污泥池中添加PAM，得到的污泥沉淀经由螺杆泵输送到板框压滤机压滤后得到的干泥外运，物化污泥池中得到的上清液重新输入预曝气调节池与废水混合后再次进入处理程序。厌氧氨氧化反应池、强制水解池、MBR膜生物反应器中的污泥定期输入生化污泥池，在生化污泥池中投入PAM进行絮凝沉淀，沉淀物通过螺杆泵输送到板框压滤机压滤后得到的干泥外运，生化污泥池中的上清液和板框压滤机压滤得到的上清液重新输入预曝气调节池与废水混合后再次进入处理程序。
实施例3
采用实施例2的方法进行餐厨垃圾渗滤液处理：餐厨垃圾渗滤液300m3/d，进水水质COD：12000mg/l，SS：14000mg/l，氨氮：2000mg/l，总氮：2500mg/l,动植物油：800mg/l，pH：7-9，经实施例1的方法处理后出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中表4二级标准。
预处理工艺选择论证：废水先进入格栅隔油调节池，去除废水中的浮渣，隔油池隔离水中的浮油，预曝气调节池水质均质均量，本废水的固体悬浮物:14000mg/l，动植物油:800mg/l，对该废水进行破乳+浅层气浮的处理，不但能去除废水中的大部分悬浮物质，分散油和乳化油，同时对COD平均去除率为45％，隔油、破乳、气浮对动植物油的去除率分别为60％，70％，85％。动植物油含量从平均800mg/L下降到14.4mg/L，破乳加药后SS从平均14000mg/L下降到800mg/L，平均去除率为94％，废水浊度、含油率、B/C明显改善。
脱氮工艺论证：本项目废水氨氮高达2000mg/l，采用厌氧氨氧化系统进行生物脱氮，控制温度在30-35℃，pH控制在6.7-8.3之间，在曝气时控制溶解氧2mg/l，停止曝气控制池内溶解氧0.8-1.0mg/l。运行时间安排：1h进水，曝气5h，反硝化阶段2h，排水排泥1h。厌氧氨氧化短程硝化对COD的平均去除率为75％，对NH3-N平均去除率为85％，厌氧氨氧化池出水COD:1650mg/l，氨氮：300mg/l。
强制水解池+ABFT池+MBR工艺论证：强制水解池采用脉冲布水器+螺旋伞型布水器，对COD的去除率为35％，进入改良型ABFT系统的COD为1072mg/l，氨氮231mg/l，约11.4％氨氮用于微生物合成生物细胞，因此203mg/l的氨氮需要后续去除。根据案例现场数据ABFT对COD，氨氮的平均去除率为85％，70％，MBR对COD，NH3-N，SS的平均去除率为20％，44％，90％，出水的COD:138mg/l，氨氮：24mg/l，悬浮物80mg/l。

Claims (10)

1.一种餐厨垃圾渗滤液强化处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)餐厨垃圾渗滤液废水依次进入格栅、隔油池、预曝气调节池，格栅去除浮渣，隔油池去除浮油，在预曝气调节池中搅拌废水，均匀水量、水质，防止固体颗粒沉淀和降温；
(2)将废水从预曝气调节池中由泵提升至破乳池中，加入破乳剂，使乳化油从水相中分离出来；
(3)将废水提升进入气浮设备，去除大部分悬浮物、胶体颗粒；
(4)气浮设备出水自流进入一沉池，进行泥水分离，污泥通过污泥泵排入物化污泥浓缩池；
(5)废水自流进入厌氧氨氧化反应池，去除大部分氨氮，调节C/N；
(6)废水由泵提升至强制水解池的脉冲布水系统，强制水解池是在传统的水解酸化池上设置脉冲布水系统，废水在强制水解池中进行水解酸化，进一步把大分子转化成小分子，降低部分COD；
(7)强制水解池的出水自流进入ABFT池，ABFT池包括厌氧池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池；
(8)ABFT池出水进入MBR膜生物反应器，去除SS和部分COD；
(9)MBR膜生物反应器产水自流进入清水池，达标的废水排出。
2.如权利要求1所述的餐厨垃圾渗滤液强化处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中格栅采用三级格栅，所述隔油池采用三级隔油池，在预曝气调节池中设置穿孔曝气搅拌废水，废水在格栅、隔油池、预曝气调节池的水力停留时间总共为28h。
3.如权利要求1所述的餐厨垃圾渗滤液强化处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中破乳反应时间30min，投加氯化钙为破乳剂，投加量为0.8-1.0g/l，调节pH至8-9。
4.如权利要求1所述的餐厨垃圾渗滤液强化处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中的气浮设备为零速率浅层气浮一体化设备。
5.如权利要求1所述的餐厨垃圾渗滤液强化处理方法，其特征在于：所述步骤(5)中的厌氧氨氧化反应池由前储池、主反应池、后储池组成，控制pH为6.7-8.3，停留时间分别为6h、36h、6h，主反应池共为2座，采用序批式轮换运行。
6.如权利要求1所述的餐厨垃圾渗滤液强化处理方法，其特征在于：所述步骤(6)中的脉冲布水系统由高效脉冲布水罐和螺旋伞形布水器组成，强制水解池水力停留时间为72h，脉冲布水罐每6min脉冲一次，脉冲一次的时间是8-10S，螺旋伞形布水器末端装不锈钢旋涡喷嘴。
7.如权利要求1所述的餐厨垃圾渗滤液强化处理方法，其特征在于：所述步骤(7)中的ABFT池由两个相同的单元并列而成，每个单元包括依次连接的厌氧池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池，所述厌氧池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池的容积比为1:1:1:1，厌氧池上设置脉冲布水系统，所述脉冲布水系统包括设置在厌氧池顶部的脉冲布水罐和设置在厌氧池底部的螺旋伞形布水器，厌氧池内设置有立体弹性填料，每个单元中厌氧池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池之间的隔板上部均设置有过水溢流堰供废水通过，所述过水溢流堰的底部连接有导流管将废水引致池底；ABFT池的水力停留时间为36h，一级好氧池和二级好氧池混合液回流到前端缺氧池，混合液回流比例100％。
8.如权利要求1所述的餐厨垃圾渗滤液强化处理方法，其特征在于：所述步骤(8)中MBR膜生物反应器，采用PTFE内置式MBR膜系统，MBR膜组件中的浓液回流至ABFT池内，回流比为50％。
9.一种餐厨垃圾渗滤液强化处理系统，其特征在于：包括通过管道依次连接的预处理单元、预曝气调节池、破乳池、气浮设备、一沉池、厌氧氨氧化反应池、强制水解池、ABFT池、MBR膜生物反应器、清水池，所述预处理单元包括由管道依次连接的格栅、隔油池，所述强制水解池包括水解酸化池，在所述水解酸化池上设置脉冲布水系统；该系统中设置有回流：ABFT池中的好氧池与缺氧池之间设置有回流管，MBR膜生物反应器与ABFT池设置有回流管。
10.如权利要求9所述的餐厨垃圾渗滤液强化处理系统，其特征在于：所述气浮设备为浅层气浮一体化设备；所述厌氧氨氧化反应池由前储池、主反应池、后储池组成；所述ABFT池两个相同的单元并列而成，每个单元包括依次连接的厌氧池、缺氧池、一级好氧池、二级好氧池；所述MBR膜生物反应器采用PTFE内置式MBR膜系统。
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