TW202413291A - 廚餘水處理系統及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種廚餘水處理系統以及一種廚餘水處理方法。廚餘水處理系統包括一生物分解裝置、一臭氧殺菌裝置以及一緩衝裝置。生物分解裝置具有一氧氣微細氣泡產生器。臭氧殺菌裝置與生物分解裝置連通,臭氧殺菌裝置具有一臭氧微細氣泡產生器。緩衝裝置與臭氧殺菌裝置連通。本發明的廚餘水處理系統能快速且有效地將廚餘水變為再生水資源,並減少對環境的汙染。
Description
本發明涉及一種廢水處理系統,特別是涉及一種廚餘水處理系統及方法。
廚餘的處理方式,通常是會經由高溫殺菌或加入酵母菌進行發酵,使其作為有機肥料應用於農業領域。在處理廚餘時,首先會對廚餘進行固液分離處理,而被濾出的廚餘水仍然含有高油脂、高鹽分及高懸浮物,並且具有濃稠性,會造成環境汙染。
現今處理廚餘水的方式較常見為添加酵母至廚餘水中進行發酵約一周,待發酵完畢後,以發酵後廚餘水:水約1:100至1:1000的體積稀釋後,作為行道樹灌溉使用。然而,經過發酵稀釋處理的廚餘水並沒有將油脂去除,容易堵塞於泥土之間或覆蓋於植物根部而妨害植物生長。此外,若將經發酵稀釋處理的廚餘水直接排放至河道中,會使得河川混濁、優養化等環境汙染現象。由此可知,以發酵稀釋處理廚餘水的方式,具有作業時間成本長且效果不彰。故,如何通過廢水處理系統的改良,以縮短廚餘水的處理時程、降低廢水處理成本,並有效除去廚餘水油脂,來克服上述的缺陷,已成為該項事業所欲解決的重要課題之一。
本發明所要解決的技術問題在於,針對現有技術的不足提供一種廚餘水處理系統及方法,主要通過具有氧氣微細氣泡產生器的生物分解裝置以及具有臭氧微細氣泡產生器的臭氧殺菌處理之兩段式廢水處理法,能快速將含有高油高鹽的廚餘水回收處理成為可供生活次級用水、工業用水或農業灌溉的再生水(reclaimed water),並可改善直接排放稀釋後的廚餘水對於環境的污染。
為了解決上述的技術問題,本發明所採用的其中一技術方案是提供一種廚餘水處理系統,其包括一生物分解裝置、一臭氧殺菌裝置以及一緩衝裝置。所述分解裝置具有一氧氣微細氣泡產生器。所述臭氧殺菌裝置與所述生物分解裝置連通,所述臭氧殺菌裝置具有一臭氧微細氣泡產生器。所述緩衝裝置與所述臭氧殺菌裝置連通。
在本發明的一實施例中,所述廚餘水處理系統還進一步包括一油水分離裝置以及與所述油水分離裝置連通的一稀釋裝置,其中,所述稀釋裝置與所述生物分解裝置連通,且所述緩衝裝置的至少一排放端與所述生物分解裝置、臭氧殺菌裝置、所述油水分離裝置及所述稀釋裝置的至少一者連通。
在本發明的一實施例中,所述生物分解裝置還包括一第一溢流過濾器以及一污物過濾器;所述所第一溢流過濾器是用於過濾所述生物分解裝置中的一第一處理廢水的一漂浮物,所述污物過濾器是用於過濾所述第一處理廢水,以除去所述第一處理廢水中的一污物;其中,所述臭氧殺菌裝置還包括一第二溢流過濾器;所述所第二溢流過濾器是用於過濾所述臭氧殺菌裝置中的一第二處理廢水的一漂浮物。
在本發明的一實施例中,所述第一溢流過濾器以及所述第二溢流過濾器各具有一廢水排放端與所述油水分離裝置及/或所述稀釋裝置連通。
在本發明的一實施例中,所述廚餘水處理系統還進一步包括一監測設備,其配置於所述生物分解裝置、所述臭氧殺菌裝置及/或所述緩衝裝置,是用於獲得至少一水質數據。
為了解決上述的技術問題,本發明所採用的另外一技術方案是提供一種廚餘水處理方法,其包括至少以下步驟。步驟(A):持續泵入一氧氣微細氣泡至一廚餘水中,以進行一生物分解反應處理12小時至24小時,以獲得一第一處理廢水。步驟(B):持續泵入一臭氧微細氣泡至所述第一處理廢水中,以進行一臭氧殺菌處理12至24小時,以獲得一第二處理廢水。步驟(C),將所述第二處理廢水靜置30分鐘以上,再進行一懸浮物過濾處理,以獲得一再生水。
在本發明的一實施例中,在步驟(A)中還進一步包括對所述廚餘水進行一第一過濾處理;以及,在步驟(B)中還進一步包括對所述第一處理廢水進行一第二過濾處理。
在本發明的一實施例中,所述第一過濾處理以及第二過濾處理各包括一溢流過濾及/或一污物過濾。
在本發明的一實施例中,在步驟(A)之前還包括一預處理步驟:將一廚餘廢液進行一油水分離處理以及一稀釋處理,以獲得所述廚餘水;以及,步驟(C)之後還包括一再生水回收利用步驟:使用所述再生水對所述廚餘廢液進行所述油水分離處理以及所述稀釋處理,以獲得所述廚餘水。
在本發明的一實施例中,步驟(C)之後還包括一再生水回收利用步驟:使用所述再生水在所述第一過濾處理以及所述第二過濾處理中進行一補水步驟。
本發明的其中一有益效果在於,本發明所提供的廚餘水處理系統及方法,其能通過“所述生物分解裝置具有一氧氣微細氣泡產生器”以及“所述臭氧殺菌裝置與所述生物分解裝置連通,所述臭氧殺菌裝置具有一臭氧微細氣泡產生器”的技術方案,以縮短廚餘水的處理時程,尤其能利用氧氣微細氣泡,促進細菌快速進行生物分解,再以臭氧微細氣泡的強氧化力進行殺菌以及調整水中酸鹼值至接近中性,不需要額外添加酸鹼藥劑或臭氧催化劑,使廚餘水能夠成為再生水資源,有助於環境保護及水資源循環再利用,實現地球永續經營的理念。
更進一步來說,本發明的廚餘水處理系統可進一步配置第一、第二溢流裝置,可以有效除去漂浮於廚餘水上方的油脂以及在處理過程中所產生的硝酸鹽類。
更進一步來說,本發明的廚餘水處理系統可進一步配置一油水分離裝置以及一稀釋裝置,緩衝裝置的至少一排放端與所述生物分解裝置、所述臭氧殺菌裝置、所述油水分離裝置及所述稀釋裝置的至少一者連通,以使緩衝裝置中所產生的一再生水可以直接回收至油水分離裝置及/或稀釋裝置中再利用,達到在系統中水自給的效果,並同時兼顧降低成本、能耗以及環境保護的要求。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式,然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明,並非用來對本發明加以限制。
廚餘,是指食物於加工處理(包括烹煮)後剩餘的部分,或者是食用後所剩的食物的統稱,意即,廚餘為食物廢棄物,是一種生物可降解垃圾。廚餘水,則是指廚餘中所產生的汁液,其通常具有高油脂、高鹽份與高含氮量,且具濃稠性以及高懸浮物的特性。若廚餘水直接被排放至環境中,可能會造成土壤鹽化並且妨害植物生長,導致環境遭到汙染或破壞。然而現有的廢水處理方式處理作業時間成本過高(需要額外添加酵母後再發酵一周),且效果不彰(僅加大量的水稀釋後排放)。因此,本發明所提供的廚餘水處理系統及方法,即是以改善上述現有技術缺點作為技術構思,以泵入微細氣泡型態的氧氣或臭氧,以高效養菌再殺菌的方法處理廚餘水成為再生水,不需額外添加其他藥劑(例如:絮凝劑、酵母菌、酸鹼劑、臭氧催化劑等)。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“廚餘水處理系統及方法”的實施方式,本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用,本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用,在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外,本發明的附圖僅為簡單示意說明,並非依實際尺寸的描繪,事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容,但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外,本文中所使用的術語“或”,應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[第一實施例]
請參閱圖1,其顯示本發明第一實施例的廚餘水處理系統。如圖1所示,廚餘水處理系統主要包括一生物分解裝置10、一臭氧殺菌裝置20及緩衝裝置30。生物分解裝置10具有一氧氣微細氣泡產生器11,生物分解裝置10與臭氧殺菌裝置20連通,臭氧殺菌裝置20具有一臭氧微細氣泡產生器21,以及,臭氧殺菌裝置20與緩衝裝置30連通。
使用時,待處理的廚餘水先導入生物分解裝置10中,通過氧氣微細氣泡產生器11將氧氣微細氣泡持續泵入廚餘水中,以促進細菌生長以利進行生物分解反應。待生物分解反應處理完成,經過生物分解反應處理的廚餘水(第一處理廢水)從生物分解裝置10導入至臭氧殺菌裝置20中,並通過臭氧微細氣泡產生器21將臭氧微細氣泡持續泵入第一處理廢水中,以進行臭氧殺菌處理,利用臭氧微細氣泡的高氧化力,可幫助打斷有機物的碳鏈結合鍵,降低廚餘水中的生物需氧量(Biochemical Oxygen Demand, BOD)和化學需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)以及提高廚餘水的酸鹼值,並具有去除亞硝酸鹽、脫色及除臭等效果。最後,將經過臭氧殺菌處理的廚餘水(第二處理廢水)從臭氧殺菌裝置20導入至緩衝裝置30中進行緩衝,此時的第二處理廢水不再打入臭氧微細氣泡,故使臭氧微細氣泡在室溫下自行還原分解為氧氣,再經過濾後,則可獲得再生水。
在本實施例中,氧氣微細氣泡產生器11可以是將一氧氣產生器通過一微細氣泡產生器搭配使用所得到的,但不以此為限,凡舉可產生氧氣微細氣泡至生物分解裝置10的機器或設備,都可應用作為本發明中的氧氣微細氣泡產生器11。同理,在本實施例中,臭氧微細氣泡產生器21可以是將一臭氧產生器通過一微細氣泡產生器搭配使用所得到的,但不以此為限,凡舉可產生臭氧微細氣泡至臭氧殺菌裝置20的機器或設備,都可應用作為本發明中的臭氧微細氣泡產生器21。
[第二實施例]
請參閱圖2,顯示本發明第二實施例的廚餘水處理系統。如圖2所示,除了在第一實施例中所描述過的生物分解裝置10、氧氣微細氣泡產生器11、臭氧殺菌裝置20、臭氧微細氣泡產生器21與緩衝裝置30之外,廚餘水處理系統還包括一油水分離裝置40以及一稀釋裝置50,油水分離裝置40與稀釋裝置50連通,且稀釋裝置50配置並連通於生物分解裝置10之前。油水分離裝置40以及稀釋裝置50能夠預先將一廚餘廢液進行油水分離處理,並加水稀釋廚餘廢液,得到廚餘水後,再將經過油水分離與稀釋的廚餘水導入生物分解裝置10中。
在本實施例中,生物分解裝置10還進一步包括一第一溢流過濾器12與一污物過濾器13;臭氧殺菌裝置20還進一步包括一第二溢流過濾器22;以及,緩衝裝置30還進一步包括一懸浮物過濾器31。詳細而言,第一溢流過濾器12與第二溢流過濾器22的溢流過濾原理相同,皆可使用網孔過濾法、重力分離法、生物載體處理法或其以上組合的方式,以去除第一、第二處理廢水的漂浮物(例如:漂浮於廚餘水上方的油脂以及在處理過程中所產生的硝酸鹽類等)。請參圖2所示,以第一溢流過濾器12與第二溢流過濾器22進行溢流過濾時,第一溢流過濾器12與第二溢流過濾器22各具有一廢水排放端與油水分離裝置40以及稀釋裝置50連通(或擇一連通);在實際使用時,經過溢流過濾所得到的廢水可以重新排放至油水分離裝置40及稀釋裝置50中,以協助稀釋廚餘廢液的濃稠度。在其他一些實施例中,經過第一溢流過濾器12與第二溢流過濾器22過濾後所得到的廢水也可以分別重新排放回生物分解裝置10或臭氧殺菌裝置20中,以維持生物分解裝置10或臭氧殺菌裝置20的液面高度。
又,污物過濾器13與懸浮物過濾器31的過濾器原理相同,主要為過濾第一、第二處理廢水中的汙物 (例如:懸浮微粒、有機物等),藉以淨化水質。舉例來說,污物過濾器13與懸浮物過濾器31可以是利用石英砂作為過濾介質的砂缸過濾器,其可以有效過濾被生物分解的有機物或其他懸浮微粒等。再進一步而言,為了縮短廚餘水的處理作業時間,生物分解裝置10還可具有一吸油海綿,其可以幫助吸附漂浮於第一處理廢水上的油脂(不吸水);在實際應用時,約半年更換一次吸油海綿,或視實際情況進行更換。然而,本發明不以上述所舉的例子為限。
請續參圖2,在本實施例中,緩衝裝置30的至少一排放端可與生物分解裝置10、臭氧殺菌裝置20、油水分離裝置40及所述稀釋裝置50的至少一者連通。在實際使用時,緩衝裝置30中的再生水可以排放至油水分離裝置40及稀釋裝置50中,以協助稀釋廚餘廢液,也可以排放至生物分解裝置10、臭氧殺菌裝置20,以協助補水(維持液面高度),達到再生水回收再利用的效果。然而,上述所舉的例子只是其中一可行的實施例而並非用以限定本發明。
另外,在本實施例中,廚餘水處理系統還包括一監測設備60,其配置於生物分解裝置10、臭氧殺菌裝置20及/或緩衝裝置30,監測設備60是用於獲得至少一水質數據。舉例來說,監測設備60具有多個監測器,分別設置於生物分解裝置10、臭氧殺菌裝置20及緩衝裝置30中,其可以獲得第一、第二處理廢水的水質數據,讓操作人員評估廚餘水處理的狀態。詳細而言,水質數據可以包括但不限於:氫離子濃度指數(酸鹼值)、濁度、總有機碳含量(TOD)、氨氮含量、大腸桿菌群、生物需氧量(Biochemical Oxygen Demand, BOD)及化學需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)等。然而,本創作不以上述所舉的例子為限。
[第三實施例]
請參閱圖3所示,本發明另提供一種廚餘水處理方法,其至少包括步驟S100至S140。步驟S100:持續泵入一氧氣微細氣泡至一廚餘水中,以進行一生物分解反應處理12小時至24小時,以獲得一第一處理廢水。步驟S120:持續泵入一臭氧微細氣泡至第一處理廢水中,以進行一臭氧殺菌處理12至24小時,以獲得一第二處理廢水。步驟S140,將第二處理廢水靜置30分鐘以上,再進行一懸浮物過濾處理,以獲得一再生水。另請搭配參閱圖2所示,本實施例中的廚餘水處理方法可以配合第二實施例的廚餘水處理系統進行操作。
步驟S100:持續泵入氧氣微細氣泡至廚餘水中,以進行生物分解反應處理12小時至24小時,以獲得一第一處理廢水。
請參閱圖2及圖3所示,於步驟S100,廚餘水是被導入生物分解裝置10中,並以氧氣微細氣泡產生器11持續泵入氧氣微細氣泡至廚餘水中。
不同於傳統攪拌發酵池單攪拌打入空氣或額外添加酵母進行發酵,本發明為了加速廚餘水中有機物的分解,將氧氣以微細氣泡的型態持續泵入廚餘水中,利用持續產生大量直徑小於100微米的氧氣微細氣泡,以增加廚餘水的溶氧量,進而幫助原本即存在於廚餘水中的好氧菌或兼養菌能有效利用氧氣大量繁殖,藉以加速生物分解反應。尤其是,當氧氣微細氣泡的直徑小於1微米時,可被稱為氧氣奈米氣泡,其在廚餘水中相當緩慢(例如:12小時內移動距離僅上升約3公分),有效延長氧氣在廚餘水中停留的時間。因此,以持續泵入氧氣微細氣泡的方式可使生物分解反應僅需12小時至24小時即可得到第一處理廢水。
在進行生物分解反應處理時,為了進一步加速水質改善,可一併進行第一過濾處理,其至少包括使用一溢流過濾處理、一污物過濾處理(例如:石英砂缸過濾)以及一吸油棉處理,藉以除去被細菌分解的物質及漂浮物(例如:漂浮於廚餘水上方的油脂以及在處理過程中所產生的硝酸鹽類等)。請參閱圖2所示,第一過濾處理可以是使用第一溢流過濾器12與污物過濾器13進行。
另外,在進行步驟S100之前,為了確保生物分解反應處理可有效進行,廚餘水處理方法可以進一步包括一預處理步驟S80:將一廚餘廢液進行一油水分離處理以及一稀釋處理,以獲得廚餘水。
請參閱圖2及圖3所示,於步驟S80,廚餘廢液可通過油水分離裝置40進行油水分離處理,再通過稀釋裝置50進行稀釋處理。
當廚餘水的含油量與濃稠度過高時(此處又稱為廚餘廢液),可以利用油水分離處理,先將食物殘渣物、浮物與離散油去除(可去除大約70%的油脂以及降低濃稠度)。舉例來說,油水分離處理可以是網孔過濾法、機械縫隙法、重力分離法、生物載體膜處理法或其組合,但不以此為限。為了達到降低廚餘廢液濃稠度,利用油與水密度差,並抽取稀釋裝置50底部的廚餘水進行生物分解反應。又,在實際應用時,操作人員可以依據需求,先加水稀釋廚餘廢液後,再進行油水分離處理。
在完成步驟S100後,即獲得第一處理廢水,則進入步驟S120:持續泵入臭氧微細氣泡至第一處理廢水中,以進行臭氧殺菌處理12至24小時,以獲得第二處理廢水。
請參閱圖2及圖3所示,於步驟S120,第一處理廢水是從生物分解裝置10導入臭氧殺菌裝置20中,並以臭氧微細氣泡產生器21持續泵入臭氧微細氣泡至第一處理廢水中。
臭氧是一種強氧化劑,其反應速率為氯的3000倍;在室溫下,臭氧對於對水的溶解度為氧氣的13倍,其可以打斷有機物的碳鏈結合鍵,降低廚餘水中的生物需氧量(Biochemical Oxygen Demand, BOD)和化學需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)以及提高廚餘水的酸鹼值,並具有去除亞硝酸鹽、脫色及除臭等效果。
本發明為了加速廚餘水中有機物的分解以及去除先前用於發酵分解的細菌,將臭氣以微細氣泡的型態持續泵入第一處理廢水中,利用持續產生大量直徑小於100微米的臭氣微細氣泡(較佳為0.05微米至100微米),藉以快速殺菌、破壞碳碳鍵結以及提高酸鹼值,進而縮短殺菌反應時間並且避免過多的臭氧產生。因此,以持續泵入臭氧微細氣泡的方式可使臭氧殺菌反應僅需12小時至24小時即可得到第二處理廢水。值得注意的是,本發明中的臭氧並不用額外添加其他酸鹼值調整劑或臭氧催化劑,即可有快速殺菌、提高酸鹼值為5.5至6的效果。
在進行臭氧殺菌反應處理時,為了進一步加速水質改善,可一併進行第二過濾處理,其至少包括使用溢流過濾處理,藉以除去漂浮物。請參閱圖2所示,第二過濾處理可以是使用第二溢流過濾器22進行。需要注意的是,在步驟S120中,因臭氧微細氣泡具有高氧化力,其會對石英砂過濾器造成破壞,故在步驟S120不使用石英砂過濾器。
在完成步驟S120後,即獲得第二處理廢水,則進入步驟S140:將第二處理廢水緩衝處理30分鐘以上,再進行懸浮物過濾處理,以獲得再生水。
請參閱圖2及圖3所示,於步驟S140,第二處理廢水是從臭氧殺菌裝置20排入至緩衝裝置30中進行緩衝處理,而後確認臭氧含量已降低後,利用懸浮物過濾器31進行過濾。
由於臭氧的氧化力過強,容易造成後續處理或石英砂過濾器的破壞,因此需要進行緩衝,使臭氧消除。在步驟S140中,已停止將臭氧微細氣泡泵入第二處理廢水,臭氧微細氣泡會在室溫下自行還原分解為氧氣,進而使得第二處理廢水的臭氧含量降低、含氧量提高。當第二處理廢水的臭氧含量下降後,即可過濾(例如:石英砂過濾器)去除懸浮物,得到再生水。
詳細而言,再生水即是指廢水經回收處理後,達到一定水質指標後,可再利用的水,亦被稱為中水,再生水可供以不與人體直接接觸、非飲用的生活次級用水,例如沖廁水、沖洗街道、洗車或綠地灌溉等。
請參閱圖4所示,為了達到再生水回收再利用,並且降低廢水處理的成本與能耗,在本實施例中,廚餘水處理方法還進一步包括在步驟S140後的一再生水回收利用步驟S160:使用再生水對廚餘廢液進行油水分離處理以及稀釋處理,以獲得廚餘水。也就是說,在進行油水分離處理以及稀釋處理時所需要添加的水可以是由再生水所提供。
請參閱圖2至圖4,於步驟S160,再生水是從緩衝裝置30的排放端導入油水分離裝置40及稀釋裝置50中進行緩進行油水分離處理以及稀釋處理,以達到再生水水資源再利用的效果。實際應用時,操作人員也可以依據實際需求將再生水加入生物分解裝置或臭氧殺菌裝置中進行一補水步驟。然而,本創作不以上述所舉的例子為限。
此外,在本實施例中,各連通管線上可接設有泵、閥件與流量檢測器(圖中未繪示),並通過一或多個控制單元對所有的泵與閥件加以控制,以實現水體的輸送及排放的自動化控制,此為本技術領域之通常知識,亦並非本發明之技術構思所在,故於此不再贅述。
[第四實施例]
為了進一步證明本發明的廚餘水處理系統及方法可以在3天內將廚餘水回收處理為再生水的效果,本發明的第四實施例提供使用廚餘水處理系統及方法(請對應第二、第三實施例)在每一處理階段所得到的水質檢測項目。請參下表1所示。
表1
水質檢測項目 (單位) | 廚餘水 | 第一處理廢水 (經生物分解後) | 第二處理廢水 (經臭氧殺菌後) | 再生水 (經緩衝後) |
酸鹼值 (pH) | 3.5以下 | 5.5-6.5 | 6-8 | 6-8 |
濁度 (NTU) | 5,000 以下 | 1,500 以下 | 5 以下 | 5 以下 |
生物需氧量,BOD (mg/L) | 35,000 以下 | 2,000 以下 | 10 以下 | 10 以下 |
化學需氧量,COD (mg/L) | 45,000 以下 | 3,000 以下 | 100 以下 | 100 以下 |
總有機碳含量,TOC (mg/L) | 50,000 以下 | 3,500 以下 | 10 以下 | 10 以下 |
大腸桿菌群 (CFU/100mL) | 1,000 以下 | 600-800 | 150 以下 | 150 以下 |
氨氮(以總氮計) (mg/L) | 800 以下 | 300 以下 | 30 以下 | 30 以下 |
全鹽量(代替總氯) (mg/L) | 5,660-1,400 | 5,660-1,400 | 80-220 | 80-220 |
油脂 (mg/L) | 500-1,000 | 0 | 0 | 0 |
由表1可知,廚餘水原本的酸鹼值低於3.5,經過生物分解反應處理後,可有效分解廚餘水中可生物分解的有機物質,使酸鹼值提升為5.5至6;經過臭氧殺菌處理時,後,酸鹼值則可達6至8,趨於中性。當水體酸鹼值高於5.5時,即適合特定作物所需之液肥要求標準。
接著,濁度在生物分解裝置中主要是通過氧氣微細氣泡本身帶電荷,將懸浮微粒吸附並使其浮於水面上以利移除;主要是在臭氧殺菌時可以將水中物質快速且大量分解(在酸性環境為氧化反應),使濁度降低至5 NTU以下。
廚餘水中的BOD為可達35,000 mg/L,經過生物分解反應處理後可下降至低於2,000 mg/L,經過臭氧殺菌處理後更低於10 mg/L;廚餘水中的COD為可達45,000 mg/L,經過生物分解反應處理後可下降至低於3,000 mg/L,經過臭氧殺菌處理後更低於100 mg/L;廚餘水中的TOD為可達50,000 mg/L,經過生物分解反應處理後可下降至低於3,500 mg/L,經過臭氧殺菌處理後則低於10 mg/L。
大腸桿菌為好氧菌,其可以在生物分解反應處理時協助分解有機物質,而到了臭氧殺菌處理時則會迅速被臭氧破壞分解(大腸桿菌群低於150 CFU/ 100 mL)。而總氮量為與大腸桿菌群濃度相似,在廚餘水中可達800 mg/L,生物分解反應處理後降為300 mg/L以下,臭氧殺菌後為30 mg/L以下。
鹽分則是要在臭氧殺菌處理時才能藉由臭氧將鹽分解成氯離子與鈉離子,氯離子會與氧結合變成次氯酸再進行分解碳基有機物;鈉離子或其他官能基金屬會與硝酸離子結合成硝酸鹽類而浮於水面被溢流過濾器過濾移除。最後,油脂則是在一開始能通過溢流過濾器放置吸油棉及活性碳將油脂在溢流過濾循環中並利用吸油棉吸收,且幾乎在生物分解裝置中就已經去除極大部分的油脂。
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於,本發明所提供的廚餘水處理系統及方法,其能通過“所述生物分解裝置具有一氧氣微細氣泡產生器”以及“所述臭氧殺菌裝置與所述生物分解裝置連通,所述臭氧殺菌裝置具有一臭氧微細氣泡產生器”的技術方案,以縮短廚餘水的處理時程,尤其能利用氧氣微細氣泡,促進細菌快速進行生物分解,再以臭氧微細氣泡的強氧化力進行殺菌以及調整水中酸鹼值至接近中性,不需要添加酸鹼藥劑,使廚餘水能夠成為再生水資源,有助於環境保護及水資源循環再利用,實現地球永續經營的理念。
更進一步來說,本發明的廚餘水處理系統可進一步配置第一、第二溢流裝置,可以有效除去漂浮於廚餘水上方的油脂以及在處理過程中所產生的硝酸鹽類。
更進一步來說,本發明的廚餘水處理系統可進一步配置一油水分離裝置以及一稀釋裝置,緩衝裝置的至少一排放端與所述生物分解裝置、所述臭氧殺菌裝置、所述油水分離裝置及所述稀釋裝置的至少一者連通,以使緩衝裝置中所產生的一再生水可以直接回收至油水分離裝置及/或稀釋裝置中再利用,達到在系統中水自給的效果,並同時兼顧降低成本、能耗以及環境保護的要求。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例,並非因此侷限本發明的申請專利範圍,所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化,均包含於本發明的申請專利範圍內。
10:生物分解裝置
11:氧氣微細氣泡產生器
12:第一溢流過濾器
13:污物過濾器
20:臭氧殺菌狀置
21:臭氧微細氣泡產生器
22:第二溢流過濾器
30:緩衝裝置
31:懸浮物過濾器
40:油水分離裝置
50:稀釋裝置
60:監測設備
S80-S160:步驟
圖1為本發明第一實施例的廚餘水處理系統的示意圖。
圖2為本發明第二實施例的廚餘水處理系統的示意圖。
圖3為本發明第三實施例的廚餘水處理方法的步驟S80至步驟S160的示意圖。
圖4為本發明第三實施例的廚餘水處理方法的步驟S160的示意圖。
10:生物分解裝置
11:氧氣微細氣泡產生器
12:第一溢流過濾器
13:污物過濾器
20:臭氧殺菌狀置
21:臭氧微細氣泡產生器
22:第二溢流過濾器
30:緩衝裝置
31:懸浮物過濾器
40:油水分離裝置
50:稀釋裝置
60:監測設備
Claims (10)
- 一種廚餘水處理系統,其包括: 一生物分解裝置,所述生物分解裝置具有一氧氣微細氣泡產生器; 一臭氧殺菌裝置,所述臭氧殺菌裝置與所述生物分解裝置連通,所述臭氧殺菌裝置具有一臭氧微細氣泡產生器;以及 一緩衝裝置,所述緩衝裝置與所述臭氧殺菌裝置連通。
- 如請求項1所述的廚餘水處理系統,其中,所述廚餘水處理系統還進一步包括一油水分離裝置以及與所述油水分離裝置連通的一稀釋裝置,其中,所述稀釋裝置與所述生物分解裝置連通,且所述緩衝裝置的至少一排放端與所述生物分解裝置、所述臭氧殺菌裝置、所述油水分離裝置及所述稀釋裝置的至少一者連通。
- 如請求項2所述的廚餘水處理系統,其中,所述生物分解裝置還包括一第一溢流過濾器以及一污物過濾器;所述所第一溢流過濾器是用於過濾所述生物分解裝置中的一第一處理廢水的一漂浮物,所述污物過濾器是用於過濾所述第一處理廢水,以除去所述第一處理廢水中的一污物;其中,所述臭氧殺菌裝置還包括一第二溢流過濾器;所述所第二溢流過濾器是用於過濾所述臭氧殺菌裝置中的一第二處理廢水的一漂浮物。
- 如請求項3所述的廚餘水處理系統,其中,所述第一溢流過濾器以及所述第二溢流過濾器各具有一廢水排放端與所述油水分離裝置及/或所述稀釋裝置連通。
- 如請求項1所述的廚餘水處理系統,其中,所述廚餘水處理系統還進一步包括一監測設備,其配置於所述生物分解裝置、所述臭氧殺菌裝置及/或所述緩衝裝置,是用於獲得至少一水質數據。
- 一種廚餘水處理方法,其包括以下步驟: (A) 持續泵入一氧氣微細氣泡至一廚餘水中及一第一過濾處理,以進行一生物分解反應處理12小時至24小時,以獲得一第一處理廢水; (B) 持續泵入一臭氧微細氣泡至所述第一處理廢水中,以進行一臭氧殺菌處理12至24小時,以獲得一第二處理廢水;以及 (C) 將所述第二處理廢水緩衝處理30分鐘以上,再進行一懸浮物過濾處理,以獲得一再生水。
- 如請求項6所述的廚餘水處理方法,其中,在步驟(A)中還進一步包括對所述廚餘水進行一第一過濾處理;以及,在步驟(B)中還進一步包括對所述第一處理廢水進行一第二過濾處理。
- 如請求項7所述的廚餘水處理方法,其中,所述第一過濾處理以及第二過濾處理各包括一溢流過濾及/或一污物過濾。
- 如請求項7所述的廚餘水處理方法,其中,在步驟(A)之前還包括一預處理步驟:將一廚餘廢液進行一油水分離處理以及一稀釋處理,以獲得所述廚餘水;以及,其中在步驟(C)之後還包括一再生水回收利用步驟:使用所述再生水對所述廚餘廢液進行所述油水分離處理以及所述稀釋處理,以獲得所述廚餘水。
- 如請求項7所述的廚餘水處理方法,其中,在步驟(C)之後還包括一再生水回收利用步驟:使用所述再生水在所述第一過濾處理以及所述第二過濾處理中進行一補水步驟。
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