一种餐厨垃圾好氧降解处理厂废水的处理系统的制作方法

本实用新型属于污水处理领域，尤其涉及一种餐厨垃圾好氧降解处理厂废水的处理系统。

背景技术：

受我国环境承载力及国家相关政策影响，目前城市垃圾分类正在如火如荼的进行着，其中餐厨垃圾作为城市固废的一部分，将其处理好对周围环境有着举足轻重的作用。当前餐厨垃圾处理厂主要有两种处理方式，即厌氧发酵法和好氧降解法。采用好氧降解法的餐厨垃圾处理厂，在处理餐厨垃圾的过程中会产生高浓度的餐厨垃圾废水。

好氧降解餐厨垃圾处理厂生产废水有机碳、氨氮、总氮含量相当高，且含有大量悬浮物、动植物油。一般而言，该废水cod含量高达80000mg/l，bod含量高达40000mg/l，ss高达20000mg/l，动植物油高达50000mg/l，氨氮高达600mg/l，总氮高达1000mg/l。如不进行有效处理，将会对环境造成较大的污染。

技术实现要素：

针对采用好氧降解法的餐厨垃圾处理厂产出的废水，本实用新型的目的在于提供一种高效、运行稳定的餐厨垃圾好氧降解处理厂废水的处理系统，将处理后水质浓度控制在《污水综合排放标准》一级标准。

本实用新型的实现过程如下：

一种餐厨垃圾好氧降解处理厂废水的处理系统，包括废水池、隔油初沉池、三相分离离心机、冷却塔、调节池、涡凹气浮机、加压溶气气浮机、两相厌氧反应器、上流式污泥床-过滤器、强化脱氮的序批式活性污泥反应器，所述废水池的出水口与隔油初沉池连接，隔油初沉池的出水口与三相分离离心机连接，三相分离离心机的出水口与冷却塔连接，冷却塔的出水口与调节池连接，调节池的出水口与涡凹气浮机连接，涡凹气浮机的出水口与加压溶气气浮机连接，加压溶气气浮机的出水口与两相厌氧反应器连接，两相厌氧反应器的出水口与上流式污泥床-过滤器连接，上流式污泥床-过滤器的出水口与强化脱氮的序批式活性污泥反应器连接。

进一步，还包括芬顿氧化池、混凝沉淀池，所述强化脱氮的序批式活性污泥反应器的出水口与芬顿氧化池连接，芬顿氧化池的出水口与混凝沉淀池连接。

进一步，还包括污泥浓缩池、污泥脱水机、好氧降解机，污泥浓缩池的出口与污泥脱水机连接，污泥脱水机的出口与好氧降解机连接。

进一步，隔油初沉池的排泥出口、涡凹气浮机的排渣出口、加压溶气气浮机的排渣出口、两相厌氧反应器的排泥出口、上流式污泥床-过滤器的排泥出口、强化脱氮的序批式活性污泥反应器的排泥出口、混凝沉淀池的排泥出口均与污泥浓缩池连接，三相分离离心机的排渣出口与好氧降解机连接。

进一步，所述废水池内设置有过滤用的格栅；所述隔油初沉池内设置有用于刮去上层油层和下层污泥的刮泥刮油机，还设置有废水提升泵，隔油初沉池的出水通过废水提升泵输送至三相分离离心机中；所述冷却塔为圆形逆流风冷型式冷却塔。

进一步，所述调节池内设置有潜水搅拌机和潜污泵，调节池的出水通过潜污泵提升输送至涡凹气浮机。

进一步，所述调节池内还设置有热交换盘管，调节池外安装有冷水机组，将冷水机组内的冷水循环至盘管内进行热交换，维持水温稳定。

进一步，所述两相厌氧反应器由产酸反应器和产甲烷反应器组成，产酸反应器的出水口与产甲烷反应器连接；所述产酸反应器内设置有搅拌机，产酸反应器采用完全混合式池型；产甲烷反应器采用上流式厌氧污泥床反应器池型，所述产甲烷反应器采用池顶单点布水装置，所述产甲烷反应器的上部设置有三相分离器，所述三相分离器顶部由沼气管连接至火炬燃烧器。

进一步，上流式污泥床-过滤器的池下部为高浓度污泥区，上流式污泥床-过滤器的池上部为填料滤层区，上流式污泥床-过滤器采用池顶单点布水装置，填料滤层区的填料采用球形填料骨架内装若干个悬浮填料的结构。

进一步，强化脱氮的序批式活性污泥反应器内设置有滗水器。

本实用新型的积极效果：

(1)好氧降解机处理餐厨垃圾产生的废水中悬浮物、油含量相当高，在系统入口设置有蒸汽加温装置，将废水温度提升到60℃，防止动植物油凝固。采用隔油初沉+三相分离离心机串联的预处理思路，大大提高了油、水、固三相分离效率，悬浮物、油去除率均可达90％以上，且运行稳定。

(2)受后续工艺单元运行条件限制，本实用新型在预处理三相分离后将水温控制在35℃。采用冷却塔风冷+冷水机组强制换热的组合降温工艺，将水温稳定控制在气浮及生化运转的合适范围内。

(3)采用涡凹气浮+加压溶气气浮串联的双气浮系统，保证系统有较高的油、悬浮物去除效率，同时又能保证设备运行稳定。涡凹气浮作为首道措施，采用涡凹曝气机将空气分散溶解在废水中，针对前段高浊度废水，没有释放器堵塞的隐患。加压溶气气浮作为第二道把关措施，采用回流加压溶气原理，将空气溶解在水里，然后经释放器以微气泡型式释放出来，气浮分离效果好。两级气浮联用可保证废水水质稳定满足生化进水要求。

(4)餐厨废水有机物含量高，采用两相厌氧反应器+ubf的串联路线，最大限度的保证了系统对cod的去除效率。第一级厌氧采用两相反应器型式，将水解酸化与产甲烷段完全分开，可防止厌氧反应器在高浓度进水环境下发生严重酸化，保证系统稳定运行。第二级厌氧采用ubf泥膜混生工艺，可进一步提高系统的有机物去除效率。同时两级厌氧均设置有原水进水通道，可根据实际工况对原水进水比例进行调整，提高厌氧系统的运转灵活性。同时两级厌氧亦可根据实际工况组成两相厌氧的大反应系统，将第一级厌氧作为水解酸化相，将第二级ubf作为产甲烷相。

(5)采用强化脱氮的sbr工艺，序批式一体化池型，可以在低能耗环境下进行高效脱氮，同时整个系统占地面积可大大减小。

(6)采用芬顿氧化进行优化处理，提高系统对难降解污染物的去除效率，可保证稳定达标。

(7)废水系统产生的污泥、废渣在脱水后一同运回至好氧降解机进行无害化处理，最终转化为有机肥。整个废水处理系统无额外固废产生。

附图说明

图1为本实用新型所述餐厨垃圾好氧降解处理厂废水的处理系统的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例1

本实施例所述餐厨垃圾好氧降解处理厂废水的处理系统，见图1，包括废水池、隔油初沉池、三相分离离心机、冷却塔、调节池、涡凹气浮机、加压溶气气浮机、两相厌氧反应器、上流式污泥床-过滤器、强化脱氮的序批式活性污泥反应器，所述废水池的出水口与隔油初沉池连接，隔油初沉池的出水口与三相分离离心机连接，三相分离离心机的出水口与冷却塔连接，冷却塔的出水口与调节池连接，调节池的出水口与涡凹气浮机连接，涡凹气浮机的出水口与加压溶气气浮机连接，加压溶气气浮机的出水口与两相厌氧反应器连接，两相厌氧反应器的出水口与上流式污泥床-过滤器连接，上流式污泥床-过滤器的出水口与强化脱氮的序批式活性污泥反应器连接。

所述处理系统，还包括芬顿氧化池、混凝沉淀池，所述强化脱氮的序批式活性污泥反应器的出水口与芬顿氧化池连接，芬顿氧化池的出水口与混凝沉淀池连接；还包括污泥浓缩池、污泥脱水机、好氧降解机，污泥浓缩池的出口与污泥脱水机连接，污泥脱水机的出口与好氧降解机连接。隔油初沉池的排泥出口、涡凹气浮机的排渣出口、加压溶气气浮机的排渣出口、两相厌氧反应器的排泥出口、上流式污泥床-过滤器的排泥出口、强化脱氮的序批式活性污泥反应器的排泥出口、混凝沉淀池的排泥出口均与污泥浓缩池连接，三相分离离心机的排渣出口与好氧降解机连接。

进一步，所述废水池内设置有过滤用的格栅；所述隔油初沉池内设置有用于刮去上层油层和下层污泥的刮泥刮油机，还设置有废水提升泵，隔油初沉池的出水通过废水提升泵输送至三相分离离心机中；所述冷却塔为圆形逆流风冷型式冷却塔。

进一步，所述调节池内设置有潜水搅拌机和潜污泵，调节池的出水通过潜污泵提升输送至涡凹气浮机。

进一步，所述调节池内还设置有热交换盘管，调节池外安装有冷水机组，将冷水机组内的冷水循环至盘管内进行热交换，维持水温稳定。

进一步，所述两相厌氧反应器由产酸反应器和产甲烷反应器组成，产酸反应器的出水口与产甲烷反应器连接；所述产酸反应器内设置有搅拌机，产酸反应器采用完全混合式池型；产甲烷反应器采用上流式厌氧污泥床反应器池型，所述产甲烷反应器采用池顶单点布水装置，所述产甲烷反应器的上部设置有三相分离器，所述三相分离器顶部由沼气管连接至火炬燃烧器。

进一步，上流式污泥床-过滤器的池下部为高浓度污泥区，上流式污泥床-过滤器的池上部为填料滤层区，上流式污泥床-过滤器采用池顶单点布水装置，填料滤层区的填料采用球形填料骨架内装若干个悬浮填料的结构。

进一步，强化脱氮的序批式活性污泥反应器内设置有滗水器。

本实施例所述餐厨垃圾好氧降解处理厂废水的处理系统的工作原理：

(1)废水先流入废水池，在废水池中经格栅拦截作用去除废水中较大的漂浮物及颗粒杂质，避免后续设备、管道频繁堵塞。废水池中的格栅采用不锈钢材质制作，下部有孔径8mm筛网。

(2)废水池出水进入隔油初沉池，通过重力场作用，利用油、水、固三类物质密度不同的特性，对其进行初分离。废水中比重较大的悬浮物、颗粒物自然沉降到池底部；密度较小的油类物质漂浮在池上部。并且在池内设置有刮泥刮油机，及时刮除废水中的可浮油及底泥。刮出的油类收集至废油池，最终与餐厨垃圾处理车间废油一同外运处置。底泥排入污泥斗内，通过排泥泵输送至污泥浓缩池，与其他工艺单元污泥进行均质混合。隔油初沉池后端设置有废水提升泵，将废水输送至下一个工艺单元。为保证废水中油污分离效果，可以使用蒸汽对废水进行加热，水温控制在60℃，分离效果更好。

(3)废水经过隔油初沉池分离后由泵输送至三相分离离心机，根据废水中油、水、渣各自密度的不同，依靠三相分离离心机设备高速旋转产生的离心力作用，对废水中所含污染物进行分离。固相在离心力的作用下被沉降，二种液相也出现分层，从而实现固-液-液三相分离，并在特殊机构的作用下分别排出机体。整个进料和分离过程可连续自动进行。分离产生的废油外运处置；废渣掺至餐厨垃圾内，投入餐厨垃圾好氧降解机进行降解发酵；废水则流至下一个工艺单元进行处理。

(4)三相分离离心机出水自流进入冷却塔内，该塔采用圆形逆流风冷型式，依靠塔顶风机带动室外空气在塔内强制流动，并与由塔顶自上而下喷淋的废水逆流接触，从而带走废水中的热量，将水温控制在35℃左右。

(5)冷却塔出水进入调节池，餐厨废水水质水量具有一定的波动性，排水只在白天进行，而废水站为保证微生物食料均匀供给，需要建设足够池容的调节池对废水进行均质均量。在调节池内设有潜水搅拌机，利用机械动力，对废水进行搅拌混合，并对水量进行调蓄。调节末端设置有潜污泵，将废水提升输送至下一工艺单元。夏季室外气温较高，采用冷却塔风冷的型式不能稳定将水温控制在35℃，在调节池内设置有热交换盘管，在池外配置有冷水机组，将机组冷水强制循环至盘管内，实现热交换，保证水温稳定。

(6)调节池流出的废水中油、悬浮固体(ss)含量较高，单纯采用一级气浮，油含量无法满足生化进水要求，因此需采用两级气浮串联(即涡凹气浮机+加压溶气气浮机)对废水进行处理。调节池流出的废水经调节潜污泵输送至涡凹气浮机进行处理，在涡凹气浮机的接触区前投加氯化铁对废水进行破乳，破乳反应完成后投加聚丙烯酰胺(pam)进行絮凝，反应完成后废水流入涡凹气浮机的气浮接触、分离单元进行油渣与水分离。分离油渣以及底部沉淀的底泥一同排入污泥池，涡凹气浮机的出水进入加压溶气气浮机进一步处理。涡凹气浮机的原理是采用涡凹曝气机将“微气泡”直接注入废水中而不需要事先进行溶气，然后通过散气叶轮把“微气泡”均匀的分布于废水中，整个运行过程不存在释放器阻塞现象。

(7)涡凹气浮机的出水进入加压溶气气浮机，同样在废水进入加压溶气气浮机的接触区、分离区前先投加铁盐破乳，并投加絮凝剂促进絮体增大，而后在加压溶气气浮机的分离区利用密度差进行固液分离。分离油渣以及底部沉淀的底泥一同排入污泥池，加压溶气气浮机的出水进入下个工艺单元。加压溶气气浮机的原理是在加压条件下将空气溶解于水中，而后经骤然减压释放，空气以微小气泡形式从水中析出成为载体使废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成泡沫(气、水、颗粒或油三相混合体)，通过收集泡沫或浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。

(8)加压溶气气浮机的出水进入两相厌氧反应器内。该反应器采用中温厌氧。该反应器按流程分为两部分，即产酸反应器和产甲烷反应器。产酸反应器采用完全混合式池型，池内设有搅拌机；产甲烷反应器采用上流式厌氧污泥床反应器(uasb)池型。uasb采用池顶单点布水装置，将来水进行均匀分布。废水在产酸反应器内与含水解菌污泥充分接触，将废水中大分子有机物水解为小分子有机酸；在产酸反应器出水处投加碳酸钠维持ph在6.8～7.2，以保证产产甲烷反应器内菌种活性。在产甲烷反应器内废水流经含产甲烷菌的高浓度污泥层，通过微生物的代谢作用，将废水中的小分子有机酸进行降解，最终转化为甲烷，达到去除有机物的目的。uasb上部设置有三相分离器，进行污泥、沼气、水三相分离，经分离后废水流入下一工艺单元进行处理；沼气在三相分离器顶部由沼气管收集引至火炬燃烧器，将沼气中有害物质燃烧分解成二氧化碳和水，最终排入大气中。

(9)uasb出水进入上流式污泥床-过滤器(ubf反应器)，该池采用单相厌氧工艺，池下部为高浓度污泥区，上部为填料滤层区。同样采用池顶点对点布水系统，将来水在池内进行均匀分布。而后废水流经富含产酸菌、产甲烷菌的高浓度污泥层，经过微生物降解，将有机物转化为甲烷、二氧化碳和水。ubf反应器上部设置有填料滤层区，在填料上可形成厌氧生物膜，进一步提高对污染物的去除率。同时该填料层能提高反应器对出水污泥的拦截率，促进厌氧颗粒污泥的形成。该填料采用球形填料骨架内装若干个悬浮填料的结构，具有比表面积大，同时孔隙率较高，不易堵塞的特点。ubf反应器出水进入下一工艺单元进行处理。

(10)ubf反应器出水进入强化脱氮的序批式活性污泥反应器(dsbr)。废水经过厌氧系统处理后cod、bod等污染物浓度已大幅削减，但废水中氨氮、总氮浓度仍较高，该单元的目的在于高效稳定的硝化、脱氮。该池按照时间先后顺序划分为多个好氧、缺氧工艺段，即进水→好氧→缺氧→好氧→缺氧.....→沉淀→排水，厌氧和好氧反应在同一个池内进行，只是时间上相互交错。这种处理方式相较于现有的脱氮工艺没有大流量硝化液回流，同时也不需要污泥回流，运行费用低，并且脱氮效率高。废水中硝态氮在缺氧状态时通过反硝化菌的代谢作用，将其转化为氮气，起到良好的脱氮作用；缺氧时池内搅拌机开启，保证池内传质高效进行。在好氧状态时主要进行氨化以及硝化反应，将有机氮转化为氨氮，进而转化为硝态氮。同时上一个好氧状态为下一个缺氧状态提供硝态氮源。经反复多次好氧、缺氧交替处理后废水中总氮、氨氮含量均可控制在排放标准要求以下。这时反应器进入沉淀阶段，进行泥水分离，将增殖的活性污泥排出系统，以维持整个系统的微生物总量。沉淀结束后进入排水阶段，依靠滗水器将清液排出，进入下一个工艺单元。在该系统设置有碳酸钠、碳源投加装置，以保证反应高效进行。

(11)dsbr出水进入芬顿氧化，引入酸性芬顿强氧化体系，将餐厨垃圾废水中残留的难于生化处理的大分子有机物进行化学强氧化，最终氧化为二氧化碳和水。芬顿出水通过回调ph值，在系统中生成氢氧化铁絮体，同时投加絮凝剂pam，将残存的有机物吸附在生成的絮体表面，在混凝沉淀系统中去除。该工艺单元出水可保证水质稳定达标。

(12)各工艺单元产生污泥一同排入污泥浓缩池减量，而后由螺杆泵输送至污泥脱水机进行脱水处理。脱水后干泥与三相分离离心机排出的固相残渣一同运回至好氧降解机内，作无害化循环处理。

实施例2

本实施例所述餐厨垃圾好氧降解处理厂废水的处理系统，包括废水池、隔油初沉池、三相分离离心机、冷却塔、调节池、涡凹气浮机、加压溶气气浮机、两相厌氧反应器、上流式污泥床-过滤器、强化脱氮的序批式活性污泥反应器，所述废水池的出水口与隔油初沉池连接，隔油初沉池的出水口与三相分离离心机连接，三相分离离心机的出水口与冷却塔连接，冷却塔的出水口与调节池连接，调节池的出水口与涡凹气浮机连接，涡凹气浮机的出水口与加压溶气气浮机连接，加压溶气气浮机的出水口与两相厌氧反应器连接，两相厌氧反应器的出水口与上流式污泥床-过滤器连接，上流式污泥床-过滤器的出水口与强化脱氮的序批式活性污泥反应器连接。

进一步，所述废水池内设置有过滤用的格栅；所述隔油初沉池内设置有用于刮去上层油层和下层污泥的刮泥刮油机，还设置有废水提升泵，隔油初沉池的出水通过废水提升泵输送至三相分离离心机中；所述冷却塔为圆形逆流风冷型式冷却塔。

进一步，所述调节池内设置有潜水搅拌机和潜污泵，调节池的出水通过潜污泵提升输送至涡凹气浮机。

进一步，所述调节池内还设置有热交换盘管，调节池外安装有冷水机组，将冷水机组内的冷水循环至盘管内进行热交换，维持水温稳定。

进一步，所述两相厌氧反应器由产酸反应器和产甲烷反应器组成，产酸反应器的出水口与产甲烷反应器连接；所述产酸反应器内设置有搅拌机，产酸反应器采用完全混合式池型；产甲烷反应器采用上流式厌氧污泥床反应器池型，所述产甲烷反应器采用池顶单点布水装置，所述产甲烷反应器的上部设置有三相分离器，所述三相分离器顶部由沼气管连接至火炬燃烧器。

进一步，上流式污泥床-过滤器的池下部为高浓度污泥区，上流式污泥床-过滤器的池上部为填料滤层区，上流式污泥床-过滤器采用池顶单点布水装置，填料滤层区的填料采用球形填料骨架内装若干个悬浮填料的结构。

进一步，强化脱氮的序批式活性污泥反应器内设置有滗水器。

实施例3

本实施例所述餐厨垃圾好氧降解处理厂废水的处理系统，包括废水池、隔油初沉池、三相分离离心机、冷却塔、调节池、涡凹气浮机、加压溶气气浮机、两相厌氧反应器、上流式污泥床-过滤器、强化脱氮的序批式活性污泥反应器，所述废水池的出水口与隔油初沉池连接，隔油初沉池的出水口与三相分离离心机连接，三相分离离心机的出水口与冷却塔连接，冷却塔的出水口与调节池连接，调节池的出水口与涡凹气浮机连接，涡凹气浮机的出水口与加压溶气气浮机连接，加压溶气气浮机的出水口与两相厌氧反应器连接，两相厌氧反应器的出水口与上流式污泥床-过滤器连接，上流式污泥床-过滤器的出水口与强化脱氮的序批式活性污泥反应器连接。

所述处理系统，还包括芬顿氧化池、混凝沉淀池，所述强化脱氮的序批式活性污泥反应器的出水口与芬顿氧化池连接，芬顿氧化池的出水口与混凝沉淀池连接。

进一步，所述废水池内设置有过滤用的格栅；所述隔油初沉池内设置有用于刮去上层油层和下层污泥的刮泥刮油机，还设置有废水提升泵，隔油初沉池的出水通过废水提升泵输送至三相分离离心机中；所述冷却塔为圆形逆流风冷型式冷却塔。

进一步，所述调节池内设置有潜水搅拌机和潜污泵，调节池的出水通过潜污泵提升输送至涡凹气浮机。

进一步，所述调节池内还设置有热交换盘管，调节池外安装有冷水机组，将冷水机组内的冷水循环至盘管内进行热交换，维持水温稳定。

进一步，所述两相厌氧反应器由产酸反应器和产甲烷反应器组成，产酸反应器的出水口与产甲烷反应器连接；所述产酸反应器内设置有搅拌机，产酸反应器采用完全混合式池型；产甲烷反应器采用上流式厌氧污泥床反应器池型，所述产甲烷反应器采用池顶单点布水装置，所述产甲烷反应器的上部设置有三相分离器，所述三相分离器顶部由沼气管连接至火炬燃烧器。

进一步，上流式污泥床-过滤器的池下部为高浓度污泥区，上流式污泥床-过滤器的池上部为填料滤层区，上流式污泥床-过滤器采用池顶单点布水装置，填料滤层区的填料采用球形填料骨架内装若干个悬浮填料的结构。

进一步，强化脱氮的序批式活性污泥反应器内设置有滗水器。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作出的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施仅限于这些说明。对于本实用新型所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应该视为属于本实用新型的保护范围。