一种厨余垃圾渗滤液的新型处理系统及工艺

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种厨余垃圾渗滤液的新型处理系统及处理工艺。

背景技术

近年来，厨余垃圾处理成为一个新兴的环保问题，国家越来越重视厨余垃圾的管理与处置。

目前厨余垃圾的收运和处理对象一般为城区餐饮企业、学校食堂、企事业单位/政府机关食堂、居民小区以及政府指定的相关区域产生的厨余垃圾。包括丢弃的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，其主要来源为家庭厨房、餐厅、饭店、食堂、市场及其他与食品加工有关的行业。厨余垃圾含有极高的水分与有机物，很容易腐坏，产生恶臭，还容易招引苍蝇、蚊子、蟑螂、老鼠等害虫，繁衍病菌。一般情况下，厨余垃圾在堆积和发酵处理的过程最易产生大量的污水，称为厨余垃圾渗滤液，不加以处理的话会对环境造成严重的破坏。特别是厨余垃圾渗滤液色度高，其难闻的恶臭难以用一般方法解决，严重影响到城市卫生环境，给城市居民带来极大危害。因此，对厨余垃圾渗滤液的处理具有极其重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种厨余垃圾渗滤液的新型处理系统及工艺，符合厨余垃圾处理的整体规划，可放置在室内或设置为地埋式，操作简单，能够稳定达到出水水质要求。

本发明所采用的第一个技术方案是：一种厨余垃圾渗滤液的新型处理系统，包括：

气浮单元，进行油水的分离；

厌氧反应器，气浮单元分离出的废水进入厌氧反应器；

好氧反应器，厌氧反应器排出的废水送入好氧反应器内；

沉淀池，将好氧反应器排出的废水进行污泥与上清液的分离；

好氧硝化单元，沉淀池分离出来的上清液进入到好氧硝化单元；

厌氧氨氧化单元，好氧硝化单元出水与沉淀池排出的上清液在厌氧氨氧化单元进行短程反硝化厌氧氨氧化脱氮。

本发明所采用的另一个技术方案是：一种厨余垃圾渗滤液的新型处理工艺，使用上述的一种厨余垃圾渗滤液的新型处理装置，包括以下步骤：

步骤1、将厨余垃圾渗滤液送入气浮单元进行油水的分离，分离得到油脂与废水；

步骤2、步骤1所得的废水在厌氧反应器进行厌氧消化，得到消化液；

步骤3、消化液进入好氧反应器内进行有机物初步去除，得到混合废水；

步骤4、沉淀池将步骤3所得混合废水进行污泥与上清液的分离，分离出来的上清液一部分进入好氧硝化单元，另一部分上清液直接进入厌氧氨氧化单元；

步骤5、好氧硝化单元将所述上清液连续曝气，上清液中的氨氮完全转化为硝酸盐，处理得到处理液；

步骤6、处理液与上清液汇合至厌氧氨氧化单元进行短程反硝化厌氧氨氧化脱氮。

本发明的特点还在于：

好氧反应器与好氧硝化单元均采用SBR反应池，SBR反应池内设置有搅拌机。

好氧硝化单元的SBR反应池内填充有聚乙烯填料。

厌氧反应器与厌氧氨氧化均采用UASB反应器。

步骤2的水力停留时间为18～30h。

步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、启动搅拌机，连续向SBR反应池池内消化液曝气；

步骤3.2、停止搅拌，进行沉淀，沉淀结束后立即排水。

步骤3.1的工作参数：

搅拌曝气时间为2～4h；溶解氧控制在2～3mg/L；搅拌转速为100～150转/分钟，沉淀时间为5～10min。

步骤5采用高负荷活性污泥法。

步骤5的工作参数：

周期:3～5个周期/天；进水时间：5～20min；曝气搅拌时间：2～6h；沉淀时间：2～5h；出水时间：5～20min；静置时间：20～60min。

本发明的有益效果：

1、本发明首先通过厌氧及好氧生物处理去除大部分的有机物，减少垃圾渗滤液过高有机物对后续硝化及厌氧氨氧化反应器的影响，同时沉淀池的出水进行了分流，使进入厌氧氨氧化单元的废水中具有满足短程反硝化厌氧氨氧化反应的基质。

2、本发明通过合适的反应器类型的选择，可以产生沼气作为燃料进行利用，经过厌氧发酵产甲烷回收能源以后，废水的碳氮比显著降低，如何经济有效地将氨氮进行有效脱除，是实现污水的低碳高效处理重要环节。经过合理的路线设计，使得废水中的有机物得到充分的发挥利用，不需要添加其他的碳源，节约了处理成本，与厨余垃圾渗滤液绿色处理的环保理念相契合。

附图说明

图1是本发明沉淀池上清液样品三维荧光图；

图2是本发明好氧硝化单元出水三维荧光图；

图3是本发明的厨余垃圾渗滤液的新型处理工艺的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供的厨余垃圾渗滤液的新型处理装置及工艺，如图3所示。

步骤1、厨余垃圾渗滤液首先经过气浮除油单元，通过气浮机将油水分离，分离出的油脂可用于炼制生物柴油，分离出的废水进入厌氧反应器。

步骤2、厌氧反应器主要用于将大部分COD降解，水力停留时间为18～30h，对有机物的去除最高达到90％，厌氧反应器采用UASB反应器，采用UASB反应器厌氧发酵会产生沼气，沼气经过三相分离器通过收集管道进行收集或作为燃料使用。

步骤3、经过厌氧反应器处理的消化液流入好氧反应器，将消化液中的COD进一步的去除，采用SBR反应池，采用高负荷活性污泥法，设置曝气搅拌时间为2～4h，连续向反应器内曝气，设置搅拌机转速100～150转/分钟，增加剪切力，之后通过较短的沉淀时间为5～10min，立即排水，筛选出具有良好有机物转化且沉降性能优异的活性污泥，出水进入沉淀池。

排水阶段结束之后，在好氧反应器内提供持续曝气2～4h,使吸附的有机物得以降解，微生物进入内源呼吸阶段，活性污泥重新具备吸附进水中有机物和胶体颗粒的能力。

步骤4、好氧反应器排出的混合废水中含有一定的悬浮物及较细的污泥，通过自然沉淀使沉淀池内水质得以净化，上清液分别送入好氧硝化单元与厌氧氨氧化单元，底泥可以排出与厨余垃圾一起进行堆肥。对上清液取样进行三维荧光分析。如图1所示，上清液出水中含有较为明显的类蛋白成分，丰富的溶解性有机物可为后续的短程反硝化提供较为充裕的碳源。

沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物，启到净化水质的作用。利用自然沉淀或混凝沉淀的作用来除去水中的悬浮物。沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物，多为分离颗粒较细的污泥。在生化之前的称为初沉池，沉淀的污泥无机成分较多，污泥含水率相对于二沉池污泥低些。位于生化之后的沉淀池一般称为二沉池，多为有机污泥，污泥含水率较高。

步骤5、好氧硝化单元使用SBR反应池，采用高负荷活性污泥法，设置工作参数：周期:3～5个/天；进水时间：5～20min；曝气搅拌时间：2～6h；沉淀时间：0.5～2h；出水时间：5～20min；静置时间：20～60min。并向SBR反应池内加入聚乙烯填料促进长泥龄的硝化细菌附着生长，将废水中的氨氮完全转化为硝酸盐，产生含有硝酸盐的废水流入厌氧氨氧化单元。

在好氧硝化单元内上清液中的有机物伴随着硝化反应的进行进一步被降解，由图2可知溶解性可降解有机物荧光强度较弱，系统内以硝化细菌为主的微生物逐渐形成优势菌种，出水氮素主要以硝态氮形式存在。

沉淀池另一部分上清液则直接流入厌氧氨氧化单元，沉淀池内的上清液含有少量的有机物及氨氮，好氧硝化单元的出水含有硝酸盐，处理液和上清液汇合一起流入厌氧氨氧化单元进行短程反硝化厌氧氨氧化脱氮。

步骤6、厌氧氨氧化单元采用UASB反应器，好氧硝化单元的处理液与沉淀池的上清液汇合流入厌氧氨氧化单元，废水中含有氨氮、硝酸盐及部分有机物，在厌氧氨氧化单元中发生厌氧氨氧化反应及短程反硝化反应。此工艺流程将废水中的有机物充分的利用，并将总氮得以高效的去除。

根据厌氧氨氧化反应的化学方程式，理论上会产生进水总氮11％的NO3-，而通过沉淀池出水的分流，使进入厌氧氨氧化反应器的废水中含有氨氮、硝酸盐氮及少量有机物，使厌氧氨氧化反应器内发生短程反硝化和厌氧氨氧化反应，提高了系统总氮的去除率，并使有机物得到充分的利用。

选择工艺的原则是：由于厨余垃圾渗滤液水质复杂，出水水质要求高，所以需选取能够稳定达标的处理工艺。渗滤液首先通过气浮机去除大部分油脂，避免油脂对后续工艺的不利影响。然后利用厌氧反应器、好氧反应器去除大部分有机物，经过有机物预处理后的混合废水流入沉淀池进行泥水分离，沉淀池分理出的上清液一部分进入好氧硝化单元完成硝化，另一部分上清液与好氧硝化单元处理后处理液汇合进入厌氧氨氧化单元进行总氮的去除。通过分析后形成的主体工艺为：气浮除油+厌氧UASB+高负荷活性污泥法+硝化+短程反硝化厌氧氨氧化。

本发明提供的厨余垃圾渗滤液的新型处理系统及工艺，其优点在于：由于厨余垃圾渗滤液水质复杂，含有大量可利用的有机物，本发明首先通过厌氧及好氧生物处理去除大部分的有机物，减少过高有机物对后续硝化及厌氧氨氧化反应器的影响，同时沉淀池的出水进行了分流，使进入厌氧氨氧化单元的废水中具有满足短程反硝化厌氧氨氧化反应的基质。通过合适的反应器类型选择，可以产生沼气作为燃料进行利用，经过厌氧发酵产甲烷回收能源以后，废水的碳氮比显著降低，如何经济有效地将氨氮进行有效脱除，是实现污水低碳高效处理的重要环节。经过合理的路线设计，使得废水中的有机物得到充分的发挥利用，不需要添加其他的碳源，节约了处理成本，与厨余垃圾渗滤液绿色处理的环保理念相契合。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。