CN216863919U - 餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统 - Google Patents

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郑建伟
胡卜元
缪强强
张蕊蕊
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本实用新型提供一种餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,是由预处理系统、一级处理系统和二级处理系统构成。预处理系统具有依次连接的隔油装置及气浮装置,隔油装置及气浮装置出水一部分进入一级水解酸化装置,另一部分进入二级水解酸化装置;一级处理系统具有依次连接的一级水解酸化装置、一级反硝化装置及好氧反应装置,好氧反应装置硝化液回流至一级反硝化装置,出水则进入二级处理系统;二级处理系统具有依次连接的二级水解酸化装置、二级反硝化装置及生物反应装置,生物反应装置产生的污泥一部分回流至一级水解酸化装置,另一部分则进入污泥处理系统。本实用新型的处理系统具有运行稳定、能耗低、药剂消耗低、污泥产生量少的特点。

Description

餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统
技术领域
本实用新型涉及废水处理技术领域,具体而言涉及一种餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统。
背景技术
随着生活水平的提高,餐厨垃圾的污染问题日渐突出。当前餐厨垃圾一般采用“机械预处理+厌氧消化”,随着带来了沼液处理的问题。
餐厨垃圾经厌氧消化后,具有以下特点:(1)有机物浓度高,COD浓度高达10000~20000mg/L,且溶解态有机物占比较低,一般仅为30%~50%;(2)氨氮浓度高,一般为2000~3000mg/L;(3)油脂含量较高,一般动植物油脂含量在500~1000mg/L,且均已悬浮形态存在;(4)碳氮比低,一般为1.5~2:1。
餐厨厌氧消化沼液目前主要采用“预处理+两级A/O+MBR”工艺进行处理,沼液经隔油、气浮预处理后进入一级反硝化池,同时加入碳源进行反硝化反应(即一级A池),将废水中的总氮转化为氮气;一级A池出水进入一级O池,废水中的有机物首先被降解,待易生物降解的有机物消耗殆尽后,进行硝化反应,将废水中的氨氮转化为硝酸盐,一级O池产生的硝化液回流至一级A池进行反硝化反应,产水则进入二级A池,因一级O池出水溶解氧浓度很高(一般达到2.5~3.5mg/L),二级A池主要起水解酸化作用,使废水中大分子有机物发生开环、断链反应,分解成小分子有机物,同时释放出一定浓度的氨氮;二级A池出水进入二级O池,在好氧微生物的作用下,废水中的有机物进一步被分解,同时释放出来的氨氮被微生物转化为硝酸盐,二级O池出水采用MBR工艺进行固液分离,最终出水达到排放标准。
上述工艺主要用于垃圾渗滤液处理,因垃圾渗滤液碳氮比较高,技术经济性较好,工艺较为成熟,运用较为广泛。用于餐厨垃圾厌氧消化沼液处理则存在以下问题:
(1)运行费用高。餐厨垃圾厌氧消化沼液碳氮比较低,因此为需投加大量的碳源确保总氮达标,运行费用较高。
(2)土建投资较大。由于餐厨垃圾厌氧消化沼液中氨氮浓度高、碳氮比低的特点,同时采用传统两级A/O工艺进行处理,需投加了大量的碳源,因此两级A/O系统需设计较大的池容,占地面积大,土建造价较高。
(3)出水水质不稳定,个别指标容易超标。餐厨垃圾厌氧消化沼液低碳氮比的特点,为使出水达标,对碳源的投加精度要求非常高,碳源投加量大了,则COD及氨氮容易超标,投加少了,则总氮易超标。同时总氮的脱除仅仅依赖于一级A池,对一级A池溶解氧的控制要求较高,一旦回流的硝化液溶解氧浓度高了,则一级A池的反硝化效率必然下降,导致出水总氮超标。
实用新型内容
本实用新型目的在于针对现有技术的不足,提供一种餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,该处理系统运行稳定、出水水质稳定,且能耗低、药剂消耗低、污泥产生量少,降低处理成本。
为实现上述目的,本实用新型所采用的技术方案如下:
一种餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,包括沿沼液处理工艺方向依次连接的预处理系统、一级处理系统和二级处理系统;
所述预处理系统,设有沿沼液处理出水方向依次连接的隔油装置和气浮装置;
所述一级处理系统,设有沿沼液处理出水方向依次连接的一级水解酸化装置、一级反硝化装置和好氧反应装置,所述一级水解酸化装置与气浮装置连接,形成第一通路,气浮装置的一部分出水通过所述第一通路进入一级水解酸化装置;所述好氧反应装置与一级反硝化装置连接,形成硝化液回路,好氧反应产生的硝化液通过所述硝化液回路回流至一级反硝化装置;
所述二级处理系统,设有沿沼液处理出水方向依次连接的二级水解酸化装置、二级反硝化装置和生物反应装置,所述二级水解酸化装置与好氧反应装置连接,形成第二通路;二级水解酸化装置与气浮装置连接,形成第三通路,气浮装置的另一部分出水通过所述第三通路进入二级水解酸化装置;所述生物反应装置与一级水解酸化装置连接,形成污泥回路,生物反应产生的污泥一部分通过所述污泥回路回流至一级水解酸化装置,生物反应装置与污泥处理系统连接,形成第四通路,生物反应产生的另一部分污泥通过所述第四通路进入污泥处理系统;
所述污泥处理系统与一级水解酸化装置连接,形成脱水滤液回路。
优选的,所述一级反硝化装置内设有第一给药装置,通过第一给药装置将碳源投入一级反硝化装置内。
优选的,所述二级反硝化装置内设有第二给药装置,通过第二给药装置将碳源投入二级反硝化装置内。
优选的,所述生物反应装置内设有MBR膜,通过所述MBR膜分离沼液中的微生物和水,并且将残留的氨氮转化为硝酸盐。
优选的,所述一级水解酸化装置的水力停留时间为2~4h,所述二级水解酸化装置的水力停留时间为1~2h。
优选的,硝化液回路的回流比例为(5~10):1,污泥回路的回流比例为(1~1.5):1。
优选的,气浮装置通过第一通路进入一级水解酸化装置的出水占总水量的60~70%,气浮装置通过第三通路进入二级水解酸化装置的出水占总水量的30~40%。
优选的,所述污泥处理系统包括依次连接的污泥池和污泥脱水机,所述污泥池与生物反应装置连接,所述污泥脱水机与一级水解酸化装置连接,形成脱水滤液回路,脱水滤液经过所述脱水滤液回路进入一级水解酸化装置进一步处理。
优选的,餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统还设有调节池,所述调节池与隔油装置连接,通过调节池调节沼液的水质和水量。
本实用新型的有益效果在于:
1、本实用新型的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,设置了两级水解酸化反应装置,使沼液中的大分子有机物发生开环、断链反应,生成小分子有机物,可被反硝化细菌利用,降低了碳源投加量,碳源投加量约降低20%,显著降低了碳源投加费用。
2、本实用新型的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,在一级反硝化装置前设置了一级水解酸化装置,将废水中的大分子有机物转化为小分子有机物,并在一级反硝化反应过程中被降解,进入好氧反应装置的有机物浓度大幅降低,溶解氧控制为1.5~2.0mg/L即可实现有机物的降解及氨氮的转化,能耗大幅降低。
3、本实用新型的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,通过两级水解酸化反应装置的设置,可使回流的硝化液溶解氧被消耗殆尽,避免了对两级反硝化装置不利影响,大大提高了系统稳定性。
4、本实用新型的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,因沼液中的有机物被充分利用,同时碳源投加量也显著降低,因此整个系统的池容也较小,降低了土建投资费用。
附图说明
图1是本实用新型的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统的结构框图。
附图标记说明:1、预处理系统;11、隔油装置;12、气浮装置;2、一级处理系统;21、一级水解酸化装置;22、一级反硝化装置;23、好氧反应装置;3、二级处理系统;31、二级水解酸化装置;32、二级反硝化装置;33、生物反应装置;4、污泥处理系统;41、污泥池;42、污泥脱水机;5、调节池。
具体实施方式
为了更了解本实用新型的技术内容,特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面,附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本实用新型的所有方面。应当理解,上面介绍的多种构思和实施例,以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施。
结合图1,本实用新型提供一种餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,沼液先通过预处理系统去除悬浮态油滴和悬浮物,之后进入一级处理系统处理有机物和氨氮,再进入二级处理系统进一步处理有机物和氨氮。
在示例性的实施例中,一种餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,提供包括沿沼液处理工艺方向依次连接的预处理系统1、一级处理系统2和二级处理系统3。
所述预处理系统1,设有沿沼液处理出水方向依次连接的隔油装置11和气浮装置12。
所述一级处理系统2,设有沿沼液处理出水方向依次连接的一级水解酸化装置21、一级反硝化装置22和好氧反应装置23,所述一级水解酸化装置21与气浮装置12连接,形成第一通路,气浮装置12的一部分出水通过所述第一通路进入一级水解酸化装置21;所述好氧反应装置23与一级反硝化装置22连接,形成硝化液回路,好氧反应产生的硝化液通过所述硝化液回路回流至一级反硝化装置22。
应当理解为,好氧反应装置与一级反硝化装置连接形成的硝化液回路,与沿沼液处理出水方向连接的一级反硝化装置和好氧反应装置形成的通路为两条不同的通路,相互之间不影响。
所述二级处理系统3,设有沿沼液处理出水方向依次连接的二级水解酸化装置31、二级反硝化装置32和生物反应装置33,所述二级水解酸化装置31与好氧反应装置23连接,形成第二通路;二级水解酸化装置31与气浮装置12连接,形成第三通路,气浮装置12的另一部分出水通过所述第三通路进入二级水解酸化装置31;所述生物反应装置33与一级水解酸化装置21连接,形成污泥回路,生物反应产生的污泥一部分通过所述污泥回路回流至一级水解酸化装置21,生物反应装置33与污泥处理系统4连接,形成第四通路,生物反应产生的另一部分污泥通过所述第四通路进入污泥处理系统4。
所述污泥处理系统4与一级水解酸化装置11连接,形成脱水滤液回路。
在优选的实施例中,所述一级反硝化装置21内设有第一给药装置,通过第一给药装置将碳源投入一级反硝化装置21内。
在优选的实施例中,所述二级反硝化装置32内设有第二给药装置,通过第二给药装置将碳源投入二级反硝化装置32内。
在优选的实施例中,所述生物反应装置33内设有MBR膜,用于使沼液中的微生物和水进行分离,同时在高浓度微生物的作用下,将沼液中残留的氨氮转化为硝酸盐。
在优选的实施例中,所述一级水解酸化装置的水力停留时间为2~4h,所述二级水解酸化装置的水力停留时间为1~2h。
在优选的实施例中,硝化液回路的回流比例为(5~10):1,污泥回路的回流比例为(1~1.5):1。
在优选的实施例中,气浮装置通过第一通路进入一级水解酸化装置的出水占总水量的60~70%,气浮装置通过第三通路进入二级水解酸化装置的出水占总水量的30~40%。
在另一个优选的实施例中,所述污泥处理系统4包括依次连接的污泥池41和污泥脱水机42,所述污泥池41与生物反应装置33连接,所述污泥脱水机42与一级水解酸化装置21连接,形成脱水滤液回路,脱水滤液经过所述脱水滤液回路进入一级水解酸化装置21进一步处理。
在其他优选的实施例中,餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统还设有调节池5,所述调节池5与隔油装置11连接,通过调节池调节沼液的水质和水量,调节后的沼液通过泵提升至隔油装置11中。
本实用新型的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统的具体使用过程如下:
餐厨垃圾厌氧消化沼液经调节池调节水质水量后,从调节池用泵提升至隔油装置11,沼液进入隔油装置11后,利用重力分离的原理,使沼液中粒径大于15μm的悬浮态油滴浮出水面;然后进入气浮装置12,在气浮装置的作用下,沼液中粒径大于10μm的悬浮态油滴及悬浮物被分离出来,与隔油装置分离出的油滴一并外送处理。气浮装置的出水一部分(约占总水量的60~70%)进入一级水解酸化装置,另一部分(约占总水量的30~40%)进入二级水解酸化装置。
一级水解酸化装置21接收接收来自气浮装置的出水、污泥的脱水滤液及MBR膜生物反应装置回流的污泥后,控制水力停留2~4h,经过水解酸化反应,此时沼液中的部分大分子有机物发生开环、断链反应,变成小分子有机物,同时消耗溶解氧之后,一级水解酸化装置21的出水进入一级反硝化装置22;经过水解酸化反应后,小分子有机物占比大幅提高,同时补充少量碳源,沼液中的硝酸盐在微生物的作用下,被转化为氮气,此时沼液中的总氮及有机物浓度大幅降低;一级反硝化装置22的出水进入好氧反应装置23,在微生物的作用下,沼液中残留的少量有机物被降解成二氧化碳和水,同时废水中的氨氮被转化为硝酸盐,并回流(回流比(5~10):1)至一级反硝化装置22进行反硝化反应,出水则进入二级水解酸化装置进一步处理。
二级水解酸化装置31接收来自气浮装置12的出水及好氧反应装置23的出水,此时沼液中残留的大分子有机物进一步发生开环、断链反应,同时消耗溶解氧之后,二级水解酸化装置31的出水进入二级反硝化装置32;在二级反硝化装置32内加入少量碳源,使沼液中剩余的硝酸盐在微生物的作用下转化为氮气,进一步降低沼液中的总氮浓度,最终达到排放标准,二级反硝化装置32的出水进入生物反应装置33,利用内部填装的MBR膜,使沼液中的微生物和水进行分离,同时在高浓度微生物的作用下,沼液中残留的氨氮转化为硝酸盐,生物反应装置产生污泥一部分回流(回流比(1~1.5):1)至一级水解酸化装置,另一部分则排入污泥池进一步处理。
经过二级处理系统处理后的出水最终达到国家相关排放标准,接入下一级污水处理厂进一步处理。
污泥池内污泥经浓缩后,经泵提升进入污泥脱水机脱水后外送有资质单位处理,脱水滤液回一级水解酸化装置循环处理。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本实用新型的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,其特征在于,包括沿沼液处理工艺方向依次连接的预处理系统、一级处理系统和二级处理系统;
所述预处理系统,设有沿沼液处理出水方向依次连接的隔油装置和气浮装置;
所述一级处理系统,设有沿沼液处理出水方向依次连接的一级水解酸化装置、一级反硝化装置和好氧反应装置,所述一级水解酸化装置与气浮装置连接,形成第一通路;所述好氧反应装置与一级反硝化装置连接,形成硝化液回路;
所述二级处理系统,设有沿沼液处理出水方向依次连接的二级水解酸化装置、二级反硝化装置和生物反应装置,所述二级水解酸化装置与好氧反应装置连接,形成第二通路;二级水解酸化装置与气浮装置连接,形成第三通路;所述生物反应装置与一级水解酸化装置连接,形成污泥回路,生物反应装置与污泥处理系统连接,形成第四通路;
所述污泥处理系统与一级水解酸化装置连接,形成脱水滤液回路。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,其特征在于,所述一级反硝化装置内设有第一给药装置,通过第一给药装置将碳源投入一级反硝化装置内。
3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,其特征在于,所述二级反硝化装置内设有第二给药装置,通过第二给药装置将碳源投入二级反硝化装置内。
4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,其特征在于,所述生物反应装置内设有MBR膜,通过所述MBR膜分离沼液中的微生物和水,并且将残留的氨氮转化为硝酸盐。
5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,其特征在于,所述一级水解酸化装置的水力停留时间为2~4h,所述二级水解酸化装置的水力停留时间为1~2h。
6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,其特征在于,硝化液回路的回流比例为5:1~10:1,污泥回路的回流比例为1:1~1.5:1。
7.根据权利要求1所述的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,其特征在于,气浮装置通过第一通路进入一级水解酸化装置的出水占总水量的60~70%,气浮装置通过第三通路进入二级水解酸化装置的出水占总水量的30~40%。
8.根据权利要求1所述的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,其特征在于,所述污泥处理系统包括依次连接的污泥池和污泥脱水机,所述污泥池与生物反应装置连接,所述污泥脱水机与一级水解酸化装置连接,形成脱水滤液回路。
9.根据权利要求1所述的餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统,其特征在于,餐厨垃圾厌氧消化沼液处理系统还设有调节池,所述调节池与隔油装置连接。
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