CN214829727U - 一种厨余废水制备有机碳源的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及废水处理脱氮领域，具体涉及一种厨余废水制备有机碳源的装置。除油装置、脱固装置、高级氧化装置、沉淀装置、水解酸化装置依次连接。先使用物理方法去除厨余废水中去除浮油和杂质物，再使用化学方法进行反应，除去残留的有机物。相较于先化学处理，再进行物理处理的方法，本实用新型通过合理设计各步骤的处理顺序，使厨余废水处理效率更高。

Description

一种厨余废水制备有机碳源的装置

技术领域

本实用新型涉及本实用新型涉及废水处理脱氮领域，具体涉及一种厨余废水制备有机碳源的装置。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着社会的发展和人民生活水平的提高，我国城市生活垃圾产生量与日俱增。卫生填埋是我国现阶段生活垃圾处理的主要手段之一，在运行过程中会产生大量的渗滤液，而晚期渗滤液存在可生化性差、碳氮比(C/N)严重失调的问题，无法满足反硝化所需的有机碳源，需投加碳源以提高脱氮效率。目前渗滤液厂投加使用的碳源多为甲醇、乙酸钠等，需求量巨大，投资运行成本高且甲醇存在一定的危险性。

据统计，我国厨余垃圾产量约占城市生活垃圾的50％，含水率高达70％以上，经处理站筛选、压滤、三相离心等处理后产生的厨余废水也随之增加，其富含粗蛋白、粗纤维、碳水化合物等有机物和N、P、K、Ca等各种微量元素，可资源化程度高。但同时易腐烂发酵发臭，若不妥善处理，则会给环境带来二次污染，影响环境卫生和人体身心健康。为响应政府政策，各地纷纷建立厨余垃圾处理站，为厨余垃圾提供一个集中且有效的处理方案，而产生的厨余废水处理面临着重大挑战。目前厨余废水多采用多种处理工艺结合的方法，但由于厨余废水化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)极高、水质不稳定、含油含固高的特点，出水水质达标排放投资成本较高，且运维难度较大。对于厨余废水如何变废为宝、资源化利用成为社会关注及研究热点。

发明人研究发现，一些自配厨余废水无法模拟实际条件下厨余废水的组成和反应过程，进而影响处理效果；一些厨余废水的处理方法处理不彻底、脱油率低、有机碳源的碳氮比低、挥发性脂肪酸低，只能起到处理厨余废水的目的，不能根据处理后厨余废水的特点寻找其他用途，工业应用性有待提高。

实用新型内容

为了深度处理厨余废水，并根据处理后厨余废水的特点寻求合适的应用，本实用新型提出一种厨余废水制备有机碳源的方法及其装置和应用。采用本实用新型方法获得的水解酸化液C/N＝20～30、VFAs含量为30～40g/L，能较好的满足作有机碳源条件。而且处理后的废水用于渗滤液厂，具有调节碳氮比、提高可生化性的作用，且能够提高渗滤液脱氮效率，达到以废治废的目的。

具体地，本实用新型是通过如下所述的技术方案实现的：

本实用新型第一方面，提供一种厨余废水制备有机碳源的方法，其特征在于，包括除油、脱固、高级氧化、沉淀、水解酸化步骤。

本实用新型第二方面，提供一种厨余废水制备有机碳源的装置，其特征在于，除油装置、脱固装置、高级氧化装置、沉淀装置、水解酸化装置依次连接。

本实用新型第三方面，提供一种厨余废水制备有机碳源的方法获得的有机碳源处理渗滤液厂中渗滤液的方法，取渗滤液和缺氧菌的混合液，使用厨余废水转化后的有机碳源调节其C/N为6-8，在反应体系转速为100-300rpm、室温条件下反应20-36h。

本实用新型第四方面，提供厨余废水制备有机碳源的方法和/或厨余废水制备有机碳源的方法获得的有机碳源和/或厨余废水制备有机碳源的装置在渗滤液厂脱氮领域的应用。

本实用新型一个或多个实施例具有以下有益效果：

(1)除油步骤将厨余废水原液经提升泵提升至平流式隔油池，利用油与水的密度差产生的上浮作用，去除可浮性油脂。

脱固步骤将除油后的废液进入气浮池，通过大量气泡吸附细小颗粒固体，包裹成团使之上浮，达到固液分离、去除固体的效果。

高级氧化步骤将气浮后的废液利用芬顿反应产生的羟基自由基强氧化能力将难降解的有机物氧化为无机态物质。

沉淀步骤将芬顿反应后的废液在混凝剂作用下，使废水中的胶体和悬浮物凝聚成絮凝体，然后通过沉淀池沉淀，上清液进入下一节点。

水解酸化步骤将沉淀后的上清液经水解池进一步将有机物转化生成VFAs(挥发性脂肪酸Volatile Fatty Acids)。

(2)以上工艺所得水解酸化液C/N＝20～30、VFAs含量为30～40g/L，能较好的满足作有机碳源条件。

(3)利用厨余废水水解酸化液为主要的营养物质作渗滤液厂有机碳源，经调节渗滤液C/N后，可显著降低渗滤液COD、TN和NH₃-N浓度。实验结果显示渗滤液COD去除率达到40％～70％、TN去除率达到20％～30％、NH₃-N去除率达到30％～50％，去除效果均高于对照组。说明此有机碳源可有效提高渗滤液脱氮、COD去除效果。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例2厨余废水制备有机碳源的装置示意图；

图2为本实用新型实施例3应用厨余废水转化后的有机碳源提高渗滤液厂脱氮、COD去除效果图。

其中：1、除油装置，2、脱固装置，3、高级氧化装置，4、沉淀装置，5、水解酸化装置，6、池体，7、刮油刮泥板，8、集油管，9、集油池，10、悬浮物刮板，11、收集装置。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本实用新型中使用术语“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

为了深度处理厨余废水，并根据处理后厨余废水的特点寻求合适的应用，本实用新型提出一种厨余废水制备有机碳源的方法及其装置和应用。采用本实用新型方法获得的水解酸化液C/N＝20～30、VFAs含量为30～40g/L，能较好的满足作有机碳源条件。而且处理后的废水用于渗滤液厂，具有调节碳氮比、提高可生化性的作用，且能够提高渗滤液脱氮效率，达到以废治废的目的。

具体地，本实用新型是通过如下所述的技术方案实现的：

本实用新型第一方面，提供一种厨余废水制备有机碳源的方法，其特征在于，包括除油、脱固、高级氧化、沉淀、水解酸化步骤。

在本实用新型一个或多个实施例中，所述除油步骤是指将厨余废水原液经提升泵提升至平流式隔油池，利用油与水的密度差产生的上浮作用，去除可浮性油脂；

优选地，所述厨余废水原液在平流式隔油池的停留时间为1.5-2h，进一步优选为1.8h；

优选地，所述平流式隔油池的水平流速为2-5mm/s，进一步优选为3mm/s。

平流式隔油池利用自然上浮，分离去除含油污水中浮油的构筑物，废水从一端进入，从另一端流出，由于池内水平流速很小，相对密度小于1.0而粒径较大的油品杂质在浮力的作用下上浮，并且，聚集在池的表面，通过设在池表面的集油管和刮油板收集浮油，而相对密度大于1.0的杂质沉于池底。

如果平流式隔油池水流速度过大，不利于浮油的产生和收集，如果速度过小，影响处理效率。

在本实用新型一个或多个实施例中，所述脱固步骤是指将除油后的厨余废水进入气浮池，通过大量气泡吸附细小颗粒固体，包裹成团使之上浮。

气浮工艺的工作原理是处理过的部分废水循环流入溶气罐，在加压空气状态下，空气过饱和溶解，然后在气浮池的入口处与加入絮凝剂的原水混合，由于压力减小，过饱和的空气释放出来，形成了微小气泡，迅速附着在悬浮物上，将它提升至气浮池的表面。从而形成了很容易去除的污泥浮层，较重的固体物质沉淀在池底，也被去除。

在本发明一个或多个实施例中，所述高级氧化步骤是指将气浮后的厨余废水利用芬顿反应产生的羟基自由基强氧化能力将难降解的有机物氧化为无机态物质。

优选地，芬顿反应所用试剂为芬顿试剂，所述芬顿试剂由过氧化氢和亚铁离子组成；

优选地，所述过氧化氢浓度为25-40％，加入比例为每1L所述气浮后厨余废水加入所述过氧化氢400-550mL；所述亚铁离子浓度为20-30g/L。

进一步优选地，所述过氧化氢浓度为30％，加入比例为每1L所述气浮后厨余废水加入所述过氧化氢500mL；所述亚铁离子浓度为25g/L。

优选地，所述芬顿反应时间为2-4h，进一步优选为3h。

在本实用新型一个或多个实施例中，所述沉淀步骤是指将芬顿反应后的厨余废水在混凝剂作用下，使废水中的胶体和悬浮物凝聚成絮凝体，然后进入沉淀池沉淀，上清液进入水解酸化步骤；

优选地，所述混凝剂聚丙烯酰胺，浓度为10-30mg/L，沉淀时间为0.5-2h。

进一步优选地，浓度为20mg/L，沉淀时间为1h。

只有在特定的过氧化氢浓度、含量、亚铁离子含量以及混凝剂条件下，氧化和沉淀步骤能较好的衔接，氧化过程降解有机物，初步除杂，沉淀步骤在氧化步骤的基础上，进一步降低厨余原水的杂质含量。

在本实用新型一个或多个实施例中，所述水解酸化步骤是指将沉淀后的上清液经水解池进一步将有机物转化生成有机挥发酸；

优选地，水解酸化步骤采用水解菌、酸化菌将废液水解和酸化。

本实用新型通过物理法、化学法协同配合，处理厨余废水更加彻底，除油率高，沉淀完全。

本实用新型第二方面，提供一种厨余废水制备有机碳源的装置，其特征在于，除油装置、脱固装置、高级氧化装置、沉淀装置、水解酸化装置依次连接。

在本实用新型一个或多个实施例中，所述除油装置采用平流式隔油池，包括池体、刮油刮泥板和集油管，刮油刮泥板和集油管位于池体上方，集油管与集油池连接。

通过刮油刮泥板去除池体表面的浮油和杂质，收集的杂质可以使用夹子或滤网等工具取出，浮油通过集油管进入集油池。

优选地，所述刮油刮泥板为板状或梳型结构。

优选地，所述集油管设有真空泵，用于抽取浮油。

优选地，所述脱固装置采用气浮池，气浮池上方设有悬浮物刮板，用于去除气浮池表面漂浮的杂质。

优选地，所述高级氧化装置用于将气浮后的废液利用芬顿反应产生的羟基自由基强氧化能力将难降解的有机物氧化为无机态物质。

本实用新型先使用物理方法去除厨余废水中去除浮油和杂质物，再使用化学方法进行反应，除去残留的有机物。相较于先化学处理，再进行物理处理的方法，本实用新型通过合理设计各步骤的处理顺序，使厨余废水处理效率更高。

优选地，所述沉淀装置下方设有收集装置，上方设有导出管；

优选地，所述水解酸化装置底部设有搅拌桨；

优选地，所述除油装置和脱固装置之间、脱固装置和高级氧化装置之间、高级氧化装置和沉淀装置之间、沉淀装置和水解酸化装置之间通过管道连接，管道设有滤网。设置滤网可以进一步除去管道中残留的杂质，避免进入下一处理装置。

优选地，所述管道设有循环泵。

沉淀装置设置在高级氧化装置之后，厨余废水在经物理、化学方法处理后，进行沉淀，可以对废水化学反应后产生的颗粒物质进行处理。在经沉淀处理后，厨余废水中浮油、颗粒物或有机物大部分已完成去除，进入酸化水解装置，对厨余废水进行最后处理，调节pH值，中和杂质离子，使处理后的废水能达到回用的标准。

本实用新型第三方面，提供厨余废水制备有机碳源的方法获得的有机碳源处理渗滤液厂中渗滤液的方法，取渗滤液和缺氧菌的混合液，使用厨余废水转化后的有机碳源调节其C/N为6-8，在反应体系转速为100-300rpm、室温条件下反应20-36h；

优选地，所述缺氧菌选自A/A/O工艺缺氧池污泥；所述A/A/O为工艺厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺。

优选地，所述使用厨余废水转化后的有机碳源调节其C/N为5；

优选地，在反应体系转速为200rpm；

优选地，所述室温条件下反应24h。

测定反应后体系COD、TN和NH₃-N浓度以评估脱氮和COD去除效果。

其中，COD浓度测定方法采用重铬酸钾法、TN浓度测定方法采用过硫酸钾氧紫外线分光光度法、NH₃-N浓度测定方法采用纳氏试剂比色法。

本实用新型的突出优势在于：利用厨余废水水解酸化液为主要的营养物质作渗滤液厂有机碳源，经调节渗滤液C/N后，可显著降低渗滤液COD、TN和NH₃-N浓度。因此，厨余废水水解酸化液作有机碳源既可节省成本，还可起到以废治废的目的。

本实用新型第四方面，厨余废水制备有机碳源的方法和/或厨余废水制备有机碳源的方法获得的有机碳源和/或厨余废水制备有机碳源的装置在渗滤液厂脱氮领域的应用。

下面结合具体的实施例，对本实用新型做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本实用新型的解释而不是限定。

实施例1

一种厨余废水制备有机碳源的方法，包括除油、脱固、高级氧化、沉淀、水解酸化步骤。

将厨余废水原液经提升泵提升至平流式隔油池，利用油与水的密度差产生的上浮作用，去除可浮性油；将除油后的废液进入气浮池，通过大量气泡吸附细小颗粒，包裹成团使之上浮，达到固液分离、去除固体的效果；将气浮后的废液经芬顿反应，利用羟基自由基的强氧化能力将难降解的有机物氧化为易生物降解有机物；将芬顿反应后的废液在混凝剂作用下，使废水中的胶体和悬浮物凝聚成絮凝体，然后通过沉淀池沉淀，上清液进入下一节点；将沉淀后上清液经水解、酸化菌进一步将有机物分解生成VFAs。

所述厨余废水原液在平流式隔油池的停留时间为1.8h，水平流速为3mm/s。

芬顿反应所用试剂为芬顿试剂，所述芬顿试剂由过氧化氢和亚铁离子组成，过氧化氢浓度为30％，加入比例为每1L所述气浮后厨余废水加入所述过氧化氢500mL，亚铁离子浓度为25g/L。

所述混凝剂为聚丙烯酰胺，浓度为20mg/L。

经测定，所得有机碳源C/N大于20、VFAs含量大于30g/L、pH为5～6。

实施例2

如图1所示，本实施例公开一种厨余废水制备有机碳源的装置，除油装置1、脱固装置2、高级氧化装置3、沉淀装置4、水解酸化装置5依次连接。

所述除油装置1采用平流式隔油池，包括池体6、刮油刮泥板7和集油管8，刮油刮泥板7和集油管8位于池体6上方，集油管8与集油池9连接；

所述脱固装置2采用气浮池，气浮池上方设有悬浮物刮板10；

所述高级氧化装置3用于将气浮后的废液利用芬顿反应产生的羟基自由基强氧化能力将难降解的有机物氧化为无机态物质；

所述沉淀装置4下方设有收集装置11，上方设有导出管，与解酸化装置5连接；

所述除油装置1和脱固装置2之间、脱固装置2和高级氧化装置3之间、高级氧化装置3和沉淀装置4之间、沉淀装置4和水解酸化装置5之间通过管道连接，管道设有滤网。

实施例3

测定渗滤液厂UASB反应器内混合液COD、TN和NH₃-N浓度，结果显示，缺氧反应器内渗滤液C/N不足3，C/N严重失调，需投加碳源。使用厨余废水转化后的有机碳源调节其C/N为5，转速为200rpm条件下反应24h，取上清液测COD、TN和NH₃-N浓度。结果表明，经有机碳源调节渗滤液C/N后，渗滤液COD去除率达到40％～70％、TN去除率达到20％～30％、NH₃-N去除率达到30％～50％，去除效果均高于对照组。说明此有机碳源可有效提高渗滤液脱氮、COD去除效果。效果如图2所示。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种厨余废水制备有机碳源的装置，其特征在于，除油装置、脱固装置、高级氧化装置、沉淀装置、水解酸化装置依次连接。

2.根据权利要求1所述的厨余废水制备有机碳源的装置，其特征在于，所述除油装置采用平流式隔油池，包括池体、刮油刮泥板和集油管，刮油刮泥板和集油管位于池体上方，集油管与集油池连接。

3.根据权利要求2所述的厨余废水制备有机碳源的装置，其特征在于，所述刮油刮泥板为板状或梳型结构。

4.根据权利要求2所述的厨余废水制备有机碳源的装置，其特征在于，所述集油管设有真空泵。

5.根据权利要求1所述的厨余废水制备有机碳源的装置，其特征在于，所述脱固装置采用气浮池，气浮池上方设有悬浮物刮板。

6.根据权利要求1所述的厨余废水制备有机碳源的装置，其特征在于，所述高级氧化装置用于将气浮后的废液利用芬顿反应产生的羟基自由基强氧化能力将难降解的有机物氧化为无机态物质。

7.根据权利要求1所述的厨余废水制备有机碳源的装置，其特征在于，所述沉淀装置下方设有收集装置，上方设有导出管。

8.根据权利要求1所述的厨余废水制备有机碳源的装置，其特征在于，所述水解酸化装置底部设有搅拌桨。

9.根据权利要求1所述的厨余废水制备有机碳源的装置，其特征在于，所述除油装置和脱固装置之间、脱固装置和高级氧化装置之间、高级氧化装置和沉淀装置之间、沉淀装置和水解酸化装置之间通过管道连接，管道设有滤网。

10.根据权利要求9所述的厨余废水制备有机碳源的装置，其特征在于，所述管道设有循环泵。

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