CN114590981A - 一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，包括罐顶密闭的罐体，以及沿罐体内部中心向外侧依次同心布置且顶部开口的厌氧区、微氧区、好氧区与稳定区，所述稳定区的一段还单独隔开形成沉淀区，所述的好氧区还通过硝化液回流管道返回连接所述微氧区。与现有技术相比，本发明解决了当前餐厨/厨余垃圾处理厂沼渣堆肥导致的占地大、恶臭严重、生产管理不便、产品附加值低等一系列问题；一步化实现沼渣沼液的好氧稳定，也消除了固液分离车间恶臭难闻的问题，更大大降低了沼液的后续处理占地、投资和运行成本等。

Description

一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，涉及一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置。
背景技术
国内外餐厨垃圾/厨余垃圾处理多采用厌氧消化为主的工艺路线，达到降解有机质、消除污染，生产沼气、回收生物能源的目的。厌氧消化后的残余物通过固液分离后，沼渣一般需要经过15天左右的好氧稳定(堆肥)后，方可作为土壤调理剂等产品农用或绿化用。在厂内沼渣堆肥存在着占地面积大、卫生条件差和臭气控制难等问题；而大量的沼液COD浓度较高，一般须通过“厌氧+好氧+混凝沉淀/气浮+NF+RO”工艺处理后方能达标排放，存在着流程长、能耗高和操作管理繁琐等问题。上述问题一直是困扰餐厨/厨余垃圾无害化处理、资源化利用和项目生产管理的痛点。
如中国专利CN111533250A公开了一种处理沼液的方法，其包括以下步骤：将沼液通入好氧生物反应器，在好氧活性污泥的作用下处理，得到好氧出水；所述好氧活性污泥的接种量为10～14g/L，水力停留时间为1～3天，溶解氧浓度为3.8～4.2mg/L，曝气速率为0.4～2.0L/min。该专利针对的是固液分离后的沼液，而不是厌氧后未固液分离的混合消化液，稳定化处理难度要小。
中国专利CN107416977A公开了一种沼液处理方法，包括依次进行的以下步骤：深度厌氧反应，去除沼液中的COD和降解有机物，同时生成沼气；好氧硝化反应，进一步去除经过深度厌氧反应的沼液中的有机物和增加沼液的溶解氧；厌氧氨氧化反应，经好氧硝化处理之后沼液在该步骤中脱除氨氮；其中，步骤b沼液中的NH4 +氧化生成亚硝酸盐NO2 -，为厌氧氨氧化工艺提供电子受体。在沼液厌氧氨氧化反应前先进行深度厌氧反应和好氧硝化反应，深度厌氧反应能够对水中的COD进行进一步脱除以及增加有机物的利用率，以到达厌氧氨氧化工艺对水质的要求；另外，深度厌氧反应和好氧硝化反应和组合行成了一个A/O的工艺组合，用于继续去除污水中的有机物。该专利针对沼液的稳定化处理，采取了短程硝化反硝化的工艺，相对于厌氧消化液的稳定化处理工艺较为简单，处理的水质也不是太复杂。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，包括罐顶密闭的罐体，以及沿罐体内部中心向外侧依次同心布置且顶部开口的厌氧区、微氧区、好氧区与稳定区，所述稳定区的一段还单独隔开形成沉淀区，所述的好氧区还通过硝化液回流管道返回连接所述微氧区。
进一步的，所述的厌氧区的底部设有进料口，顶部设有溢流口。
进一步的，所述好氧区由多个相邻布置的微孔曝气区段与射流曝气区段组成。
更进一步的，所述微孔曝气段的底部设有曝气管道和微孔曝气器。
更进一步的，所述射流曝气段与微孔曝气段相互间隔布置，在该区段的起始端池底部设置若干射流曝气机，该射流曝气机出口形成的循环水流向前推动水体在环形池体内流动，并提供水体循环流动的推动力，在避免污泥沉积的同时，还可吸入一体化反应器外部的空气，通过射流曝气机喉部的压力形成带压气水混合物，喷射到向前流动的水体中，为有机质生物降解以及硝化作用补充氧气。
进一步的，所述的硝化液回流管道上还设有硝化液回流泵，硝化液回流泵可采用大流量低扬程的轴流泵等，在好氧反应区出水段池底固定安装，回流管道一端与硝化液回流泵出口相连，一端穿过隔墙连通到微氧反应区内。通过回流管道将好氧反应后的硝化液输送到前段的微氧区，形成A/O工艺，达到脱氮的目的。
进一步的，所述的稳定区的底部还设有曝气软管(市场常见污水处理材料)，可根据处理要求和效果进行微量曝气或间歇曝气，同时避免污泥在沟道中沉积。
进一步的，所述的沉淀区的底部还设有返回连接所述厌氧区底部的污泥回流管道，在污泥回流管道上还设有污泥回流泵。
进一步的，所述的罐顶上还设有除臭风管接口、射流曝气机进气接口。
进一步的，所述的罐体的上部侧面还设有污水排出口。
进一步的，所述的罐顶还设有取样口与仪表接口。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)一步化实现沼渣沼液的好氧稳定，也消除了固液分离车间恶臭难闻的问题，更大大降低了沼液的后续处理占地、投资和运行成本；
(2)可取消后续厂内沼渣好氧堆肥的工序，为后端沼渣通过制浆、喷浆造粒生产有机肥创造了更加便利的条件，可结合改进的有机肥生产工艺实现高附加值的有机肥产品，为生活垃圾分类、实现餐厨/厨余垃圾资源化综合利用提供了可行的技术路线；
(3)解决了当前餐厨/厨余垃圾处理厂沼渣堆肥导致的占地大、恶臭严重、生产管理不便、产品附加值低等一系列问题。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为本发明的截面示意图；
图中标记说明：
1-厌氧区，2-微氧区，3-好氧区，4-稳定区，5-沉淀区，6-微孔曝气段，7-射流曝气段，8-溢流口，9-连接口，10-出水口，11-污泥回流管道，12-除臭口，13-进料口，14-污泥回流泵，15-硝化液回流泵，16-斜板，17-仪表接口，18-取样口，19-射流曝气进气管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或功能结构，则表明其均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件或常规结构。
为消除厌氧消化残余物降解不完全的问题，实现物料稳定化无害化等，本发明提供了一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，请参见图1和图2所示，包括罐顶密闭的罐体，以及沿罐体内部中心向外侧依次同心布置且顶部开口的厌氧区1、微氧区2、好氧区3与稳定区4，所述稳定区4的一段还单独隔开形成沉淀区5，所述的好氧区3还通过硝化液回流管道返回连接所述微氧区2。
在一些具体的实施方式中，所述的厌氧区1的底部设有进料口13，顶部设有溢流口8。
在一些具体的实施方式中，所述的好氧区3分为相互隔开的微孔曝气段6与射流曝气段7。
更具体的实施方式中，所述微孔曝气段6的底部设有曝气管道和微孔曝气器，按照设计的需氧量提供好氧生化反应所需的氧气，微孔曝气器采用本领域常用的市售产品即可。
更具体的实施方式中，所述射流曝气段7与微孔曝气段6相邻布置，在该区起始端池底部设置射流曝气机，射流曝气机出口水流向前推动水体在环形池体内循环流动；射流曝气机进气口通过进气管道、一体化反应器外部的进气接口，与外部进气管、阀等相接，吸入空气，通过射流曝气机喉部的压力形成带压气水混合物，喷射到向前流动的水体中，提供流动推力和补充氧气、加强传质。
在一些具体的实施方式中，所述的硝化液回流管道上还设有硝化液回流泵15，硝化液回流泵15在好氧区3的出水段池底固定安装，硝化液回流管道一端与硝化液回流泵15的出口相连，一端穿过隔墙连通到微氧区2内，通过回流管道将好氧反应后的硝化液输送到微氧区。
在一些具体的实施方式中，所述的沉淀区5的底部还设有返回连接所述厌氧区1底部的污泥回流管道11，在污泥回流管道11上还设有污泥回流泵14。
在一些具体的实施方式中，所述的罐顶上还设有除臭风管接口12、射流进气口19。
在一些具体的实施方式中，所述的罐体的上部侧面还设有出水口10。
在一些具体的实施方式中，所述的罐顶还设有取样口18与仪表接口17。
以上各实施方式可以任一单独实施，也可以任意两两组合或更多的组合实施。
下面结合具体实施例来对上述实施方式进行更详细的说明。
实施例1：
为消除厌氧消化残余物降解不完全的问题，实现物料稳定化无害化等，本实施例提供了一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，请参见图1和图2所示，包括罐顶密闭的罐体，以及沿罐体内部中心向外侧依次同心布置且顶部开口的厌氧区1、微氧区2、好氧区3与稳定区4，稳定区4的一段还单独隔开形成沉淀区5，好氧区3还通过硝化液回流管道返回连接微氧区2。厌氧区1的底部设有进料口13，顶部设有溢流口8。好氧区3分为相互间隔的微孔曝气段6与射流曝气段7。微孔曝气段6的底部设有空气管道和微孔曝气器，其采用本领域常用的微孔曝气器即可。射流曝气段7与微孔曝气区间隔布置，在该区起始端池底部设置射流曝气机，射流曝气机出口水流向前推动水体在环形池体内循环流动；射流曝气机进气口通过进气管道、一体化反应器外部的进气接口，与外部进气管、阀相接，吸入空气，通过射流曝气机喉部的压力形成带压气水混合物，喷射到向前流动的水体中，提供流动推力和补充氧气。硝化液回流管道上还设有硝化液回流泵15，硝化液回流泵15在好氧区3的出水段池底固定安装，回流管道一端与回流泵出口相连，一端穿过隔墙连通到微氧区2内，通过回流管道将好氧反应后的硝化液输送到微氧区。沉淀区5的底部还设有返回连接厌氧区1底部的污泥回流管道11，在污泥回流管道11上还设有污泥回流泵14。罐顶上还设有除臭风管接口12、射流曝气进风口19。罐体的上部侧面还设有出水口10。罐顶还设有取样口18与仪表接口17。
连接口9位于好氧区末端、稳定区始端，管口中心位置位于设计液面处，出料管道进入稳定区后下弯通到距池底300-500mm处，利用水头差将好氧区出水引入到稳定区并避免短流。稳定区底部设置微孔曝气管(市面上污水处理常用材料即可)，以保证处理效果和防止污泥沉积；沉淀区设置在稳定区后端，水流通过隔离墙下部进入到沉淀区，沉淀区设有斜管或斜板(市面常用于水处理的同类设备材料)和锥形泥斗及排泥管，其中泥斗各壁最小垂直角度不低于60°，排泥管管径不低于DN200，进入沉淀区后的处理水在此区沉淀分离，出水经末端罐壁上设计液面处的出水口10外排，沉泥沉积在斜管或斜板上并滑落到泥斗中，通过排泥管排出。
本实施例的装置设计为一体化同心圆结构，由厌氧区1(A区)、微氧区2(N区)、好氧区3(O区)、稳定区4(D区)和沉淀区5(G区)组成。
①A区位于反应器中心，厌氧消化残余液与回流污泥在此切向混合，污泥中积磷菌在厌氧状态下会释放磷，为后续生物除磷发挥作用；旋流分离产生的惰性沉渣可通过管道排出系统；
②N区位于A区外圈，将O区好氧硝化处理之后的硝化液回流，在N区与A区进入的厌氧消化液混合，发生短程硝化反硝化反应，实现快速脱氮；
③O区位于N区外圈，以氧化沟的形式实现好氧生化反应，采用微孔加压曝气与射流曝气相结合的方式实现推流和充氧；
⑤D区位于O区外圈，采用微孔曝气软管曝气，确保后续的生化稳定性，并防止污泥在沟道内沉积；
⑥G区位于D区上方，可内置斜管或斜板16，主要起到生化污泥沉积、浓缩及滑落收集到泥斗的作用。
本实施例的装置在具体工作过程中，具有以下改进之处：
①将餐厨/厨余垃圾后端处理的“沼渣沼液固液分离+沼渣好氧稳定+沼液生化处理”工艺调整优化为“沼渣沼液好氧稳定+固液分离+沼渣制肥+沼液处理”工艺，实现好氧稳定前置，后续沼渣无须露天堆肥处理，同时极大削减了沼液的处理有机负荷，可简化沼液处理工艺。
②在固液分离前设置曝气设备，用于将厌氧消化残余浆料从亏氧态转变为富氧态、从还原态转变为氧化态；同时，利用后端沉淀区5分离回流的高浓度污泥提供好氧菌种，将沼液中大量溶解态COD/BOD、导致沼渣不稳定的有机质在此得到降解。反应器采用一体化密闭设计，可消除臭味产生，节省占地。
③经上述生化反应器处理后，固液分离可得到稳定化的沼渣，可直接用于生产有机肥而无须长时间露天堆肥处理，大大节省占地，且没有臭气处理困扰；
④将加压鼓风曝气产生的尾气收集，正压排入厂区除臭系统中集中处理。
总的来说，本实施例的装置具体运行过程中具有以下优势：
(1)无需固液分离，直接对厌氧后的消化液进行一步式好氧稳定化处理，可解决当前餐厨垃圾/厨余垃圾处理厂沼渣堆肥占地面积大、卫生条件差和臭气控制难等问题；
(2)同时可以大幅度削减设置在后端固液分离后沼液的有机负荷，可简化沼液处理工艺，降低其处理投资和运行成本；
(3)本混合液好氧稳定处理技术，工艺流程短，水力停留时间短，处理装置紧凑，操作简便。处理后，固液分离可得到稳定化的沼渣，基本没有臭味问题，可直接用于生产有机肥，而无须14-20d的露天堆肥处理，大大节省占地和生产周期；
(4)反应器采用一体化密闭设计，可消除臭味产生；鼓风曝气产生的尾气直接送到除臭系统即可，厂区工作环境大大改善。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，其特征在于，包括罐顶密闭的罐体，以及沿罐体内部中心向外侧依次同心布置且顶部开口的厌氧区、微氧区、好氧区与稳定区，所述稳定区的一段还单独隔开形成沉淀区，所述的好氧区还通过硝化液回流管道返回连接所述微氧区。
2.根据权利要求1所述的一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，其特征在于，所述的厌氧区的底部设有进料口，顶部设有溢流口。
3.根据权利要求1所述的一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，其特征在于，所述的好氧区布置有多个相邻的微孔曝气区段与射流曝气区段。
4.根据权利要求3所述的一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，其特征在于，所述微孔曝气段的底部设有曝气管道和微孔曝气器。
5.根据权利要求3所述的一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，其特征在于，所述射流曝气段与微孔曝气段相互间隔布置，所述射流曝气段的底部设有若干射流曝气机，该射流曝气机由循环水泵与文丘里水射器组成。
6.根据权利要求1所述的一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，其特征在于，所述的硝化液回流管道上还设有硝化液回流泵。
7.根据权利要求1所述的一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，其特征在于，所述的沉淀区的底部还设有返回连接所述厌氧区底部的污泥回流管道，在污泥回流管道上还设有污泥回流泵。
8.根据权利要求1所述的一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，其特征在于，所述的罐顶上还设有除臭风管接口、射流曝气机进气接口。
9.根据权利要求1所述的一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，其特征在于，所述的罐体的上部侧面还设有污水排出口。
10.根据权利要求1所述的一种用于餐厨垃圾厌氧消化残余物好氧稳定的装置，其特征在于，所述的罐顶还设有取样口与仪表接口。
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