餐厨废水的高效脱氮处理方法与流程

[0001]
本发明涉及餐厨废水处理技术领域，特别涉及餐厨废水的高效脱氮处理方法。


背景技术：

[0002]
随着经济的快速发展和人口的不断增加，水资源的污染情况也日益严重。其中餐厨废水作为一种常见废水，每年的产生量也在不断增加，餐厨废水主要是处理餐厨垃圾所产生的废水，其主要特点是水质复杂，化学需氧量高，油含量高，并且高氨氮高磷等，所以餐厨垃圾废水不经过严格的处理会对生态环境造成严重污染。
[0003]
然而，由于餐厨垃圾废水水质复杂，水质波动大，污染程度高，因此对处理技术开发与研究提出了较高的挑战，目前针对此类废水的处理方法主要有物理处理法、化学处理法、物理化学处理法、土地处理法、生物处理法。
[0004]
在实际应用中，餐厨废水中氨氮和tn含量高，一般tn浓度在3000-4000mg/l，高浓度氨氮餐厨废水的处理是一个难点。物理处理法去除的污染物有限，通常作为预处理应用；化学处理法需要投加大量药剂，成本较高且易造成二次污染；物化处理法有催化氧化、焚烧法、电化学等，处理成本较高；土地处理法周期漫长，对土壤安全有一定风险；生物处理法是目前运用最广泛的方法，目前多采用生物脱氮的形式去除废水中的氨氮和总氮，然而生物处理受到外界环境影响较大，水质波动、高氨氮对微生物的抑制作用等均会影响系统的稳定运行。
[0005]
因此，如何高效、低能耗、经济方便的对餐厨废水进行脱氮处理成为本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

[0006]
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供餐厨废水的高效脱氮处理方法，实现的目的是充分保证餐厨废水脱氮处理工艺的运行稳定、高效可靠。
[0007]
为实现上述目的，本发明公开了餐厨废水的高效脱氮处理方法；步骤如下：
[0008]
步骤1、对餐厨废水进行预处理；预处理使用物理处理法去除废水中的油脂和大颗粒悬浮物；
[0009]
步骤2、将经过预处理的所述餐厨废水输入第一级缺氧池，与膜池回流的污泥，以及第一级好氧池回流的混合液混合，由第一级所述好氧池至第一级缺氧池的回流系统提供硝态氮，进行反硝化反应；
[0010]
步骤3、完成在第一级所述缺氧池内硝化反应的所述餐厨废水从第一级所述缺氧池出水进入第一级所述好氧池，经曝气去除大部分有机物并实现硝化反应；
[0011]
步骤4、完成在第一级所述好氧池内曝气的所述餐厨废水从第一级所述好氧池出水进入下一级所述缺氧池，继续对剩余的硝态氮进行反硝化反应；
[0012]
步骤5、重复执行步骤2至步骤4，使所述餐厨废水经过多级所述缺氧池和相应的所述好氧池处理；
[0013]
步骤6、经过多级所述缺氧池和相应的所述好氧池处理的所述餐厨废水出水进入膜池，进一步对剩余有机物进行降解；
[0014]
所述膜池配备有污泥回流泵；
[0015]
所述污泥回流泵用于将所述膜池内的污泥回流至第一级的所述缺氧池；
[0016]
回流的所述污泥与经过预处理的所述餐厨废水混合后在第一级的所述缺氧池内被稀释，降低第一级的所述缺氧池内的氨氮浓度；
[0017]
所述膜池内的剩余污泥排入污泥池；
[0018]
步骤7、将经过所述膜池处理的所述餐厨废水放入清水池。
[0019]
优选的，每一所述缺氧池均采用内回流射流水力搅拌。
[0020]
更优选的，每一所述缺氧池底部均设有射流器；
[0021]
每一所述射流器的射流泵均用于将同级的所述好氧池的末端硝化液注入相应的所述缺氧池的所述射流器；
[0022]
每一所述缺氧池均通过相应的所述射流器的强力水力扰动作用，实现所述缺氧池内的完全混合；
[0023]
每一所述缺氧池均设有固定床平板填料。
[0024]
更优选的，每一所述射流泵将同级的所述好氧池的末端硝化液注入相应的所述缺氧池的所述射流器的回流量为处理水量的100％至300％
[0025]
优选的，每一所述好氧池均设有新型固定式离子型酶促悬浮填料。
[0026]
更优选的，每一所述新型固定式离子型酶促悬浮填料的填料膜表面均固定生长微生物。
[0027]
更优选的，每一所述好氧池均采用射流曝气器与微孔曝气联合形式进水曝气供氧；
[0028]
每一所述射流曝气器均配备相应的射流水泵，且均为供气式；
[0029]
每一所述射流曝气器与相应的所述微孔曝气的空气均通过鼓风机提供。
[0030]
优选的，多级所述缺氧池和相应的所述好氧池均采用串联方式连接。
[0031]
优选的，所述膜池均设置有超滤膜生物反应器；所述超滤膜生物反应器用于固液分离；在每一所述膜池处理后的所述餐厨废水均从所述膜池的一侧排出。
[0032]
优选的，所述膜池内设有自动产水反洗系统和加药系统，出水口设有紫外消毒器；
[0033]
所述膜池内的污泥回流量为100％至200％；
[0034]
所述膜池设有定时排放剩余的所述污泥的功能；被排放的所述污泥进行污泥脱水处理；
[0035]
所述膜池配备若干加药系统；
[0036]
若干所述加药系统包括pac加药系统、酸洗加药系统和碱洗加药系统；
[0037]
所述酸洗加药系统的试剂为柠檬酸；
[0038]
所述碱洗加药系统的试剂为氢氧化钠和次氯酸钠混合；
[0039]
每个所述加药系统均配备溶药箱、搅拌机和加药泵。
[0040]
本发明的有益效果：
[0041]
本发明系统处理效果好，抗冲击负荷能力强。采用多级ao工艺串联，污水先在缺氧池中反硝化脱氮，再进入后续好氧池将氨氮氧化，混合硝化液进入下一级反应器，可有效减
小硝化液回流过程，降低运行成本，尤其适用于高氨氮废水的处理。多级ao工艺采取间歇曝气方式使微生物在缺氧与好氧条件交替变化下生长，激发了生物活性，促成短程硝化，强化了生物脱氮效能，较大程度提高了处理效率，硝化速率相较于传统工艺可提升20％以上，可达0.3kgnh3-n/kgmlss
·
d，反硝化速率可达1kgno3-n/kgmlss
·
d。同时，缺氧和好氧环境交替，限制了丝状菌大量滋生，污泥膨胀现象鲜有发生。
[0042]
本发明氧传质效率高，传质效果好。缺氧池中采用射流的形式进行搅拌，同时射流的进水来自好氧池末端的硝化液，这样可以代替硝化液回流，有效的减小了能耗；好氧池中设有特殊的固定床平板填料，好氧池内的污泥浓度增加，处理过程中剩余污泥产量小，此外好氧池中采用射流曝气与微孔曝气的形式供氧，射流曝气器相较于传统曝气，使用寿命长，不易损坏，氧传质效率高，进一步提高了设备的处理效率。
[0043]
本发明固液分离效果好，剩余污泥产量少。使用mbr膜系统代替传统的沉淀池，膜的物理截留能力可将污水固液分离，阻隔大部分悬浮物、有机物及细菌，作为污水深度处理部分，出水水质稳定，处理效果好，可直接回用，且优势菌种在反应器中繁殖能力强，污泥浓度通常是传统工艺的5～10倍，污泥负荷提高，容积负荷较大，抗冲击能力得到提升。由于膜单元和生物反应单元功能分隔，使得mbr系统的hrt和srt可灵活控制，方便管理。
[0044]
本发明占地面积小，投资运行费用低。酶浮填料的使用和膜截留微生物作用，使得系统中的污泥含量远高于常规生化系统，相应的容积负荷得到显著提高，池体容积可相应减小，相比于传统脱氮工艺，本发明的基建投资要节省30％以上。
[0045]
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
[0046]
图1示出本发明一实施例的流程图。
具体实施方式
[0047]
实施例1
[0048]
如图1所示，餐厨废水的高效脱氮处理方法；步骤如下：
[0049]
步骤1、对餐厨废水进行预处理；预处理使用物理处理法去除废水中的油脂和大颗粒悬浮物；
[0050]
步骤2、将经过预处理的餐厨废水输入第一级缺氧池，与膜池回流的污泥，以及第一级好氧池回流的混合液混合，由第一级好氧池至第一级缺氧池的回流系统提供硝态氮，进行反硝化反应；
[0051]
步骤3、完成在第一级缺氧池内硝化反应的餐厨废水从第一级缺氧池出水进入第一级好氧池，经曝气去除大部分有机物并实现硝化反应；
[0052]
步骤4、完成在第一级好氧池内曝气的餐厨废水从第一级好氧池出水进入下一级缺氧池，继续对剩余的硝态氮进行反硝化反应；
[0053]
步骤5、重复执行步骤2至步骤4，使餐厨废水经过多级缺氧池和相应的好氧池处理；
[0054]
在好氧微生物的代谢作用下，大分子有机污染物被降解为小分子量的物质；多级
ao工艺结合了ao工艺与非稳态理论的特点，使微生物在缺氧与好氧条件交替变化下生长，激发了生物活性，促成短程硝化，强化了生物脱氮效能，较大程度提高了处理效率。同时，缺氧和好氧环境交替，限制了丝状菌大量滋生，污泥膨胀现象鲜有发生。
[0055]
步骤6、经过多级缺氧池和相应的好氧池处理的餐厨废水出水进入膜池，进一步对剩余有机物进行降解；
[0056]
膜池配备有污泥回流泵；
[0057]
污泥回流泵用于将膜池内的污泥回流至第一级的缺氧池；
[0058]
回流的污泥与经过预处理的餐厨废水混合后在第一级的缺氧池内被稀释，降低第一级的缺氧池内的氨氮浓度；
[0059]
膜池内的剩余污泥排入污泥池；
[0060]
回流的污泥用于强化整个系统的反硝化效率及污泥浓度的平衡，有效缓解高氨氮对微生物生长的抑制作用。
[0061]
步骤7、将经过膜池处理的餐厨废水放入清水池。
[0062]
本发明将多级ao工艺与mbr固液分离处理相结合，通过高效微生物的作用，去除餐厨废水中的各种污染物，尤其是实现了高效脱氮，该方法结合了微生物固定化、联合射流曝气和膜截留技术的优势，充分保证了工艺运行稳定、高效可靠，具体原理如下：
[0063]
好氧池依靠固定于新型酶浮填料表面的生物膜及悬浮活性污泥共同降解有机物，反应池中有效微生物的数量大大增加，生化处理能力得到显著增加，同时酶浮填料的加入使得微生物生存的环境由原来的气、液两相转变成气、液、固三相，这种转变为微生物创造了更丰富的存在形式，形成一个更为复杂的纵横两个方向上相互关联的复合式生态系统。纵向上，微生物构成了一个由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物等多个营养级别组成的复杂生物链。横向上，沿着液体到载体的方向，构成了一个悬浮好氧型、附着好氧型、附着兼氧型、附着厌氧型的多种呼吸类型、营养类型的微生物系统，从而使得系统可同时完成有机物的去除和同步硝化反硝化的任务。
[0064]
联合射流曝气融合了当今的高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，利用循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器，由于负压作用同时吸入大量空气，水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区，把吸入的气体分散成细小的气泡，富含溶解氧的混合污水经导流筒达到反应器底部后，又向上返流形成环流，再经剪切向下射流，如此循环往复运行，污水被反复充氧，气泡和微生物菌团被不断剪切细化，并形成致密细小的絮凝体。同时联合微孔曝气，好氧池中氧气利用率高，传质效果好，处理效率高。
[0065]
膜截留技术用于固液分离，膜截留了几乎所有的微生物，使得系统中污泥浓度远远高于常规活性污泥法和生物膜法，有机负荷得到显著提高，同时氨氧化菌、硝化菌等功能行微生物得到很大程度的富集，进一步保证了良好的氨氮去除效果。
[0066]
在某些实施例中，每一缺氧池均采用内回流射流水力搅拌。
[0067]
在某些实施例中，每一缺氧池底部均设有射流器；
[0068]
每一射流器的射流泵均用于将同级的好氧池的末端硝化液注入相应的缺氧池的射流器；
[0069]
每一缺氧池均通过相应的射流器的强力水力扰动作用，实现缺氧池内的完全混合；
[0070]
每一缺氧池均设有固定床平板填料。
[0071]
填料为离子型酶促悬浮填料，由于填料加工过程中经过离子化材料改性及亲水高分子共混改性，表面带正电荷，这将使微生物在载体表面附着、固定过程更加容易进行，缺氧池的污泥浓度得到提高，有效地提高了生化处理效果。
[0072]
由于固定床平板填料的存在还实现了同步硝化反硝化反应，有超过80％的总氮在第一段ao得以去除。
[0073]
在某些实施例中，每一射流泵将同级的好氧池的末端硝化液注入相应的缺氧池的射流器的回流量为100％至300％。
[0074]
在某些实施例中，每一好氧池均设有新型固定式离子型酶促悬浮填料。
[0075]
在某些实施例中，每一新型固定式离子型酶促悬浮填料的填料膜表面均固定生长微生物。
[0076]
使微生物在载体表面附着、固定过程更加容易进行，微生物处理污染物效果显著提高。
[0077]
新型固定式离子型酶促悬浮填料，即酶浮填料，采用一系列工艺加工成型，实现了填料的“双层膜”和“空隙层”的特殊结构，从而实现了比表面积大，孔隙率高的特点。
[0078]
酶浮填料在加工过程中经过离子化材料改性及亲水高分子共混改性，表面带正电荷，这将使微生物在载体表面附着、固定过程更加容易进行。酶浮填料在保证比表面积大的前提下，有较好的机械强度。在水力剪切作用以及载体之间的摩擦碰撞过程中不会发生破损。
[0079]
由于生产过程中主要使用改性高分子材料作为基材，耐酸、耐碱、对含有有机物(烃类、苯类)的高难度污水适应性更好，耐腐蚀性强，使用寿命6年以上。可有效使用于含特殊污染物(如酚、有毒、有害金属离子、高酸、高碱等)的污水。
[0080]
在某些实施例中，每一好氧池均采用射流曝气器与微孔曝气联合形式进水曝气供氧；
[0081]
每一射流曝气器均配备相应的射流水泵，且均为供气式；
[0082]
每一射流曝气器与相应的微孔曝气的空气均通过鼓风机提供。
[0083]
上述结构能够优化池内水体流态。
[0084]
在某些实施例中，多级缺氧池和相应的好氧池均采用串联方式连接。
[0085]
在某些实施例中，膜池均设置有超滤膜生物反应器；超滤膜生物反应器用于固液分离；在每一膜池处理后的餐厨废水均从膜池的一侧排出。
[0086]
膜池采用生物反应器代替传统二沉池，发挥固液分离功能，固液分离能力效果好且稳定，污泥截留在膜池内，提高了膜池内污泥浓度，污泥浓度可达8000至10000mg/l，有机负荷显著提高。
[0087]
在某些实施例中，膜池内设有自动产水反洗系统和加药系统，出水口设有紫外消毒器；
[0088]
膜池内的污泥回流量为100％至200％；
[0089]
膜池设有定时排放剩余的污泥的功能；被排放的污泥进行污泥脱水处理；
[0090]
膜池配备若干加药系统；
[0091]
若干加药系统包括pac加药系统、酸洗加药系统和碱洗加药系统；
[0092]
酸洗加药系统的试剂为柠檬酸；
[0093]
碱洗加药系统的试剂为氢氧化钠和次氯酸钠混合；
[0094]
每个加药系统均配备溶药箱、搅拌机和加药泵。
[0095]
实施例2
[0096]
例如某餐厨垃圾废水处理站，采用本发明方法处理，具体为三级缺氧好氧+膜池的组合工艺。
[0097]
进水codcr为5000-8000mg/l，nh3-n为1000-2000mg/l，tn为1000-2500mg/l，总水力停留时间为110h，处理后的出水，codcr小于300mg/l，nh3-n小于10mg/l，tn小于30mg/l，codcr的平均去除率在90％以上，nh3-n和tn的平均去除率在99％以上。
[0098]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。