CN105621806A - 一种快速处理餐厨垃圾废水的生物聚沉氧化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种快速处理餐厨垃圾废水的方法，具体为采用生物聚沉氧化工艺，包括生物聚沉除渣系统和生物氧化系统。其特征在于利用特异微生物菌群以餐厨垃圾废水为培养基并添加少量营养剂使其产生大量生物絮凝剂，通过吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用与废水中的SS发生聚合而沉淀，进一步利用固液分离设备进行固液分离除渣，分离出的泥饼通过发酵后生产有机肥，分离出的清澈废水经过进一步生物氧化单元处理后实现达标排放。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种废水处理工艺，特别涉及一种快速处理餐厨垃圾三相分离废水的工艺，属于环境工程技术领域。
二、背景技术
餐厨垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活废物，极易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒。餐厨垃圾主要包括米、面食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等，从化学成分来说，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐等。由于餐厨垃圾含水率高(70～90％)，且有机质含量高，适合采用生物法进行处理。
目前餐厨垃圾的处理方法主要采用收集后集中处理的方法，多数采用厌氧发酵的形式进行处理。其基本流程是：(1)将收集来的餐厨垃圾集中收运至餐厨垃圾处理厂的受料坑；(2)将垃圾进行机械分拣，回收去除各种塑料制品、玻璃/金属罐等非生物物质；(3)破碎制浆，然后70-90℃高温蒸煮；(4)采用三相分离机(一种卧螺式离心机)将上述浆液分为油脂部分，废水部分，和餐厨渣。油脂部分深加工制备成生物柴油，餐厨渣则可深加工成饲料、好氧发酵后做肥料、或者直接填埋或焚烧。三相分离废水部分则进入沼气池发酵制沼气，沼液再经过物化和生化处理，达标排放或排入管网进入市政污水处理厂进一步处理。
然而，三相分离后的餐厨垃圾废水pH呈酸性(pH＜4.5)，悬浮物固体(SS)含量高(80000-100000mg/L)，COD高(多数在90000-120000mg/L)，此外，还含有大量氨氮、残余油脂等，是一种极难处理的高浓度有机废水。因此，导致厌氧发酵时间很长(通常在25-30天)，沼液处理困难，后期好氧厌氧处理仍长达近10天，而且出水仍然很难达标，表现在色度深，COD多数在500mg/L以上，需要进一步采用混凝气浮等物化措施进行深度处理。由于处理时间长，水又难达标，导致构筑物体积大，投资大，运行成本高。因此，解决上述餐厨垃圾废水在生化处理中的问题显得尤为重要。
三、发明内容
本发明提供一种快速处理餐厨垃圾废水的方法，采用生物聚沉氧化工艺，能够快速去除餐厨垃圾废水中的SS，COD，具有处理时间短、去除率高的优势，可显著缩短后期厌氧产沼和生化处理时间，大大提高出水的水质。
所述的一种快速处理餐厨垃圾废水的方法，是采用生物聚沉氧化工艺，其特征在于利用特异微生物菌群以餐厨垃圾废水为培养基并添加少量营养剂使其产生大量生物絮凝剂，通过吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用与废水中的SS发生聚合而沉淀，进一步利用固液分离设备进行固液分离除渣，分离出的泥饼通过发酵后生产有机肥，分离出的清澈废水经过进一步生物氧化处理后实现达标排放。
所述的特异微生物菌群是嗜酸菌Acidiphiliumsp.J6(保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区大屯路中国科学院微生物研究所，保存编号：CGMCCNo.11036，保藏时间：2015年7月2日，分类命名：嗜酸菌Acidiphiliumsp.)和克雷伯氏菌Klebsiellasp.F1(保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区大屯路中国科学院微生物研究所，保藏时间：2009年4月23日，保存编号：CGMCCNo.3032，分类命名：克雷伯氏菌Klebsiellasp.)组成的复合菌，两者的比例为1∶1。
所述的一种快速处理餐厨垃圾废水的处理工艺，包括生物聚沉除渣系统和生物氧化系统。所述的生物聚沉除渣系统依次包括调节池、水解酸化池、集泥池、微生物培养池、生物聚沉反应池、固液分离设施。所述的生物氧化系统包括集水池、厌氧产沼池、好氧-厌氧生化池、二沉池。
在上述生物处理工艺中，废水进入调节池进行调节水量，后进入水解酸化池，起到对高温的餐厨垃圾废水进行降温和自动调节pH的作用。餐厨垃圾废水在水解酸化池停留时间为2～3d，此时，pH上升到6左右，COD去除率在20％左右。随后，将水解酸化池中的浓浆废水泵入集泥池。
将集泥池的浓浆废水泵入生物聚沉反应池，在该生物聚沉反应池中，浓浆废水与微生物菌液在搅拌机的作用下进行充分混合，加入少量微生物营养剂(主要由氮磷钾钙镁铁硫等营养元素及少量有机碳源组成)，采用曝气系统提供微生物所需O2，在微生物菌液作用下浓浆废水中污泥颗粒内部结合水被破坏，理化性质得到改变，提高浓浆废水的脱水性能。浓浆废水在生物聚沉反应池中停留时间在1.0～5.0h，浓浆废水与菌液的体积比例在5∶1～20∶1。
经过生物聚沉反应池后的浓浆废水的脱水性能得到改善，进入固液分离设备，如隔膜厢式压滤机，进行固液分离，SS全部回收变成半干化的泥饼。因其含水率较低，因此，可以直接破碎成粉末状，因其含有丰富的有机物和氮磷等养分，可作为生产有机肥的原材料，固液分离所得清澈的废水进入集水池。此时，清澈的废水SS含量接近于0，COD去除率达到85％以上。
集水池出口与厌氧产沼池连接，沼气池设计为上流式厌氧污泥床(UASB)，清澈废水在沼气池中持留时间为2～3d，沼气回收净化后，用于发电和供热。沼液进入后续的生化单元。
生化单元由一系列生化池组成，采用A2/O工艺，由1个缺氧池、1个厌氧池和1个好氧池组成，所述的缺氧池和厌氧池内设置潜水搅拌机进行混合，所述的好氧池采用罗茨风机进行供氧。生化单元处理时间2d左右。
所述的缺氧池溶解氧浓度为＜0.4mg/L，所述厌氧池溶解氧＜0.2mg/L，所述好氧池溶解氧浓度≥2.0mg/L。
生化池出来的泥水混合液进入二沉池，进行泥水分离，分离出的水质可进行达标排放，沉淀后污泥部分回流至好氧池，其余的污泥经过浓缩后，进入生物聚沉池进行脱水处理。
本发明的有益效果是：利用特异微生物菌群产生生物絮凝剂，在1～5h的极短时间内通过吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用与餐厨垃圾浓浆废水中的SS发生聚沉，改善其脱水性，经机械固液分离后，几乎100％地去除废水中SS和85％以上COD等污染物，后续只需经过不到7d的生物氧化(包括厌氧产沼与生化处理)处理，可使餐厨垃圾废水达标排放。处理时间仅为常规处理的1/5，因此，可大量节约处理投资和运行成本，具有良好的经济性。
四、附图说明
在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，本领域技术人员将会更清楚地了解本发明的各个方面。本领域技术人员应当理解的是：这些附图仅仅用于配合具体实施方式说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。其中，
图1为本发明一种快速处理餐厨垃圾废水的生物聚沉氧化法工艺流程图。
图2为本发明一种快速处理餐厨垃圾废水生物聚沉氧化法的一个实施例的工艺流程图。
五、具体实施方式
下面结合附图1对本发明作进一步的详细描述。
一种快速处理餐厨垃圾废水的生物聚沉氧化工艺，包括生物聚沉除渣系统和生物氧化系统。生物聚沉除渣系统依次包括调节池、水解酸化池、集泥池、微生物培养池、生物聚沉反应池、生物聚沉专用除渣机。所述的生物氧化系统包括集水池、厌氧产沼池、好氧-厌氧生化池、二沉池。
餐厨垃圾废水各污染物浓度如下：COD108000mg/L、SS97500mg/L、氨氮300mg/L。
上述生物处理工艺中，三相分离后餐厨垃圾废水10m3进入调节池进行调节水质水量，然后进入有效容积30m3水解酸化池。餐厨垃圾废水在水解酸化池停留时间为2.5d，经过水解酸化后，pH上升到6.05，COD降低到81200mg/L，温度降低到常温(28℃)。随后，将水解酸化池中的浓浆废水泵入集泥池。
集泥池中10m3经过水解酸化后的浓浆废水进入池容为15m3的生物聚沉反应池，在该生物聚沉反应池中，按浓浆废水体积与菌液体积比10∶1添加菌液1m3，浓浆废水与微生物菌液在搅拌机的作用下进行充分混合，加入占浓浆废水体积0.5％的微生物营养剂(主要由氮磷钾钙镁铁硫等营养元素及少量有机碳源组成)50kg，采用曝气系统提供微生物所需O2，在微生物菌液作用下浓浆废水颗粒物(即污泥)内部结合水被破坏，理化性质改变，提高了脱水性能，浓浆废水在生物聚沉反应池中停留时间为3.0h。
经过生物聚沉反应池后的浓浆废水进入生物聚沉专用厢式隔膜压滤机进行固液分离，其中的固体被压滤成半干化的泥饼，泥饼的含水率为58％，直接破碎后，可作为生产有机肥的原材料，固液分离所得清澈废水进入集水池。此时，清澈的废水SS含量接近为0，COD浓度为15600mg/L，较之处理前原水，COD去除率达到85.6％。
集水池出水口与上流式厌氧污泥床(UASB)的进水口相连，清澈废水在沼气池中持留时间为2d，沼气回收净化后，用于发电和供热，沼液进入后续的生化单元。此时，沼液COD仅为1820mg/L，氨氮216mg/L。
生化单元由一系列生化池组成，采用A2/O工艺，由1个有效容积为3m3缺氧池、1个3m3厌氧池和1个15m3的好氧池组成。好氧池混合液部分回流至缺氧池，实现硝化反硝化脱氮，在生化单元中水力持留时间为共2d，其中好氧池的水力持留时间为1.5d。缺氧池和厌氧池内设置潜水搅拌机进行混合，好氧池采用罗茨风机进行供氧，保证溶解氧浓度不低于2mg/L。
好氧池泥水混合液进入二沉池进行沉淀出水，沉淀时间为4h。经排放口排放上清液，上清液中氨氮含量为4.7mg/L、SS为28mg/L、COD为58mg/L、总磷0.2mg/L。
将沉淀污泥回流至生物聚沉反应池进行下一批的处理。
Claims (4)
1.一种快速处理餐厨垃圾废水的生物聚沉氧化工艺，其特征在于：采用的生物聚沉氧化工艺包括生物聚沉除渣系统和生物氧化系统。
2.如权利要求1所述的快速处理餐厨垃圾废水的生物聚沉氧化工艺，其特征在于：所述的生物聚沉氧化工艺是利用特异微生物菌群以餐厨垃圾废水为培养基并添加少量营养剂使其产生大量生物絮凝剂，通过吸附桥联作用、电荷中和作用和卷扫作用与废水中的SS发生聚合而沉淀，进一步利用固液分离设备进行固液分离除渣，分离出的泥饼通过发酵后生产有机肥，分离出的清澈废水经过进一步生物氧化处理后实现达标排放。
3.如权利要求1所述的快速处理餐厨垃圾废水的生物聚沉氧化工艺，其特征在于：所述的特异微生物菌群为嗜酸菌Acidiphiliumsp.J6和克雷伯氏Klebsiellasp.F1按1∶1比例组成的复合菌。
4.如权利要求1所述的快速处理餐厨垃圾废水的生物聚沉氧化工艺，其特征在于：餐厨垃圾废水水解酸化后的浓浆废水在生物聚沉反应池中停留时间在1.0～5.0h，浓浆废水与菌液的体积比例在5∶1～20∶1。
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