本实用新型属于餐厨垃圾处理工艺领域，尤其是涉及一种节能高效的餐厨垃圾两相厌氧-好氧耦合处理系统。
背景技术：
随着我国居民生活水平的提高，餐饮业的发展也逐渐扩大，随之而来的则是餐厨垃圾产量的持续上升。餐厨垃圾的高效处理也逐渐成为亟待解决的难题之一。目前，餐厨垃圾的主要处置方式有焚烧,卫生填埋,生态饲料,厌氧消化,好氧堆肥和蚯蚓堆肥等,通常存在着资源化利用效率低,经济效益不够理想的缺陷等，这其中，厌氧生物处理技术因其具有无害化、资源化等优势而被认为是最适宜的餐厨垃圾处理方案。餐厨垃圾的厌氧生物处理即为通过产酸菌及产甲烷菌等厌氧微生物的代谢过程将餐厨垃圾中的有机组分最终转化为沼气、肥料等可利用的资源的过程。然而，因餐厨垃圾的有机质含量较高，且产酸菌及产甲烷菌具有不同的生理特性等原因，单纯的单相厌氧处理工艺往往会出现挥发性脂肪酸不能被及时代谢，进而导致反应器酸化甚至是运行失败。因此，在不同的厌氧反应器中分别营造适宜产酸菌或产甲烷菌生长的环境，进而分别高效进行产酸过程及产甲烷过程的两相厌氧消化工艺特别适于对高有机含量、高含固率的餐厨垃圾进行处理。
尽管餐厨垃圾的两相厌氧工艺具有较为明显的环境效益及经济效益，但目前两相厌氧工艺在具体工程应用中还存在有一些技术上的难题。
(1)由于进入产酸相的餐厨垃圾含固率一般较高，因此需要提供足够的搅拌强度，一方面可保持物料与产酸微生物的悬浮状态，从而保证二者间的均匀混合及快速的物质交换，以免出现沟流等问题影响后续处理效果；另一方面，也可破坏将餐厨垃圾中一些比重较轻的浮渣与微生物的相互作用所形成的形成结壳层，否则将降低消化器运行效能，甚至可导致反应器爆裂。然而，高强度搅拌也必然会导致CSTR运行出现一系列问题。首先，对于机械搅拌，由于搅拌装置须置于消化反应器内部，一旦受到酸性发酵产物的腐蚀，维护更换难度较大、不便于运行维护。并且，其所提供的高剪切力可能会对微生物细胞和污泥絮体造成破坏。而传统水力搅拌方式尽管因主体设备全部置于消化器外部，运行维护较为方便，能耗和初期设备投资也更低，但往往很难提供足够的搅拌动力，传质效率一般不高，增大了消化器停滞区、降低了反应器有效容积。
(2)而对于后续产甲烷相，因为在运行初期，产烷相往往以絮状污泥为主，维持一定比例的出水循环可使泥水充分混和、有利于颗粒污泥的形成、增加污泥保有量，因此在运行初期往往需要维持相当的出水回流。然而，目前较常使用的顶部出水回流至产烷消化器底部的方式往往无法提供足够的混合动力，污泥层一般只存在于消化器中下部，造成物料与微生物混合不均匀，污泥层的容积负荷极低，进而导致反应器启动失败。
(3)高强度搅拌导致产酸相出水中夹带有大量污泥，加之餐厨垃圾中有机质含量每日变化极大，不仅会造成反应器生物量的流失，导致产酸相有机负荷过高，甚至可能对后续产烷消化器的运行产生较大冲击，而由于产甲烷菌的代谢速率较慢对环境变化极为敏感，一旦消化器失稳，可能需要几个月甚至更长时间才能恢复。
(4)餐厨垃圾物料COD含量一般在30000mg/L以上，仅经过厌氧处理很难达到排放标准，且厌氧处理并不能完全去除氨氮类物质，尚需结合其他工艺才能获得较为理想的处理效果。
可见，如何在节能的前提下为餐厨垃圾两相厌氧工艺提供足够的内循环混合动力；同时又保持产酸消化器中的污泥浓度、制定有效的监控调试策略维持两相厌氧系统的运行稳定性；选择合理的后续处理工艺以达到越来越高的排放标准，都是餐厨垃圾的处理工艺需要突破的瓶颈。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种节能高效的餐厨垃圾两相厌氧-好氧耦合处理系统，解决餐厨垃圾现有处理工艺的不足，解决目前两相厌氧工艺内循环速度场分布不均匀、结壳严重、产酸相污泥流失、COD出水不达标等缺陷，进而提供一种可同时达到降低能耗、破壳、高效内循环、维持消化器中污泥浓度并能达到较高排放标准的餐厨垃圾两相厌氧-好氧耦合处理系统。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种节能高效的餐厨垃圾两相厌氧-好氧耦合处理工艺，包括如下步骤：
S1：将餐厨垃圾筛分为餐厨垃圾有机物和餐厨垃圾无机物，并将餐厨垃圾有机物研磨为粒径在3mm以下之后稀释成浆料；
S2：将步骤S1得到的浆料与预先投加进产酸消化器中的污泥在产酸消化器中进行充分混合搅拌发酵得到混合发酵液、一次粗沼气和一次沼液沼渣；
S3：将步骤S2得到的混合发酵液导入产烷消化器中进行发酵产烷过程，得到位于产烷消化器中部产生污泥、上部产生的出水、二次粗沼气和二次沼液沼渣；
S4：将步骤S3得到污泥进行沉淀浓缩，沉淀后的污泥回流至产酸消化器中后重复步骤S2和S3，沉淀后的上清液以及产烷消化器上部产生的出水投入A/O反应器中先后进行缺氧区的反硝化以及好氧区的短程硝化；
S5：将步骤S4中A/O反应器排出的泥水混合液再次进行沉淀，沉淀后的上清液部分回流至步骤S1中用于稀释餐厨垃圾浆料，另一部分经过膜过滤后达标排放沉淀后的污泥回流至A/O反应器的缺氧区。
进一步的，将步骤S2得到的一次粗沼气和步骤S3的二次粗沼气依次经过调压、脱水、脱硫、提纯后用于燃烧发电；
进一步的，将步骤S2产生的一次沼液沼渣和步骤S3中产生的二次沼液沼渣汇合后进行固液分离，将分离得到的固体物质进行堆肥发酵后经过粉碎、搅拌、造粒和烘干后得到有机肥料。
进一步的，所述步骤S4中污泥的回流比为40-60％。
一种节能高效的餐厨垃圾两相厌氧-好氧耦合处理系统，包括预处理单元、厌氧处理单元、好氧处理单元、沼渣处理单元和沼气净化提纯单元；
所述预处理单元包括依次通过管线连通的储料箱、餐厨垃圾研磨分离设备、出料仓；
所述厌氧处理单元包括通过管线连通的产酸消化器、产烷消化器和一级沉淀池，所述出料仓通过管线与产酸消化器连通以将物料输送至产酸消化器中，所述产酸消化器与产烷消化器之间通过单向管线连通，所述一级沉淀池分别和产酸消化器和产烷消化器连通用于将产烷消化器中产生的污泥经过一级沉淀池沉淀后回流至产酸消化器中；
所述好氧处理单元包括A/O反应器、二级沉淀池和膜过滤槽，所述产烷反应器的上部和一级沉淀池的顶部均通过管线与A/O反应器的进水口连接将产烷反应器的出水和一级沉淀池的上清液输入至A/O反应器中，所述二级沉淀池与A/O反应器的出水口连通，所述膜过滤槽内设置有纳滤膜组件，所述二级沉淀池的出水口分别与出料仓和膜过滤槽连通；
所述沼渣处理单元包括依次连通的固液分离机、堆肥发酵间、肥料加工设备，所述固液分离机分别与产酸消化器和产烷消化器的底部连通；
所述沼气净化提纯单元包括依次连通的双膜气柜、沼气除杂设备和沼气提纯设备，所述双膜气柜分别与产酸消化器和产烷消化器的顶部气体连通。
进一步的，所述产酸消化器的顶部设置有第一出气口，上部侧面设置有第一出料口，下部侧面设置有污泥回流进口，底部设置有第一沼渣沼液排出口；所述产烷消化器的底部的侧面设有第二进料口，顶部连接有第二出气口，上部的侧面设有第二出料口，中下部的侧面设置有排泥管，底部设置有第二沼渣沼液排出口；所述一级沉淀池设置有进泥管、位于顶部的上清液排放管以及位于底部的污泥回流出口，所述进泥管与排泥管相连；
所述第一出料口与第二进料口之间通过单向管线连接，所述第一出气口和第二出气口通过管线与双膜气柜联通，所述第一沼渣沼液排出口和第二沼渣沼液排出口均通过管线与固液分离机连通，所述排泥管与进泥管连通，所述污泥回流出口与污泥回流进口连接，所述上清液排放管与第二出料口连接后与A/O反应器连通。
进一步的，所述产酸消化器上设置有产酸进料系统与至少一组的水力循环破壳系统，所述的产酸进料系统包括产酸进料泵与至少一级的产酸进料管路，所述产酸进料管路与出料仓连通；所述的产酸进料泵与产酸进料管路相连，所述的产酸进料管路进入所述的产酸消化器中，所述的产酸进料管路上设置有产酸进料阀门，所述的水力循环破壳系统包括产酸循环泵与至少一级的产酸循环管路，所述的产酸循环泵与产酸循环管路相连，所述的产酸循环管路进入所述的产酸消化器中，所述的产酸循环管路上设置有产酸循环阀门。
进一步的，所述的产甲烷消化器上底部设置有产甲烷进料系统与至少一组的内循环系统，所述的单向管线与产甲烷进料系统相连，所述的产甲烷进料系统包括产甲烷进料泵与产甲烷进料管路，所述的产甲烷进料泵与产甲烷进料管路相连，所述的产甲烷进料管路进入所述的产甲烷消化器中，所述的产甲烷进料管路上设置有产甲烷进料阀门，所述的内循环系统包括产甲烷循环泵与至少一级的产甲烷循环管路，所述的产甲烷循环泵与所述的产甲烷循环管路相连，所述的产甲烷循环管路进入所述的产甲烷消化器中，所述的产甲烷循环管路上设置有产甲烷循环阀门。
进一步的，所述各个管线上均设有可独立自动控制的阀门。
进一步，所述的产酸循环泵的一侧设置有产酸循环进水阀门；所述的产甲烷循环泵的一侧设置有产甲烷循环进水阀门。
进一步的，所述的循环水利管路上设置有产酸相出水阀门。
进一步的，所述一级沉淀池与产酸消化器之间的管线中设置有第一污泥回流泵；所述二级沉淀池与A/O反应器之间的管线中设置有第二污泥回流泵；所述二级沉淀池与出料仓之间的管线中设置有水回流泵。
进一步，所述的产酸消化器的直径d＜10m时，所述的产酸消化器上设置有单侧的水力循环破壳系统，所述的产酸消化器的直径10m≤d≤20m时，所述的产酸消化器上设置有对称的双侧的水力循环破壳系统，所述的产酸消化器的直径d＞20m时，所述的产酸消化器上设置有均匀分布的3组以上的水力循环破壳系统。
进一步，所述的产酸消化器的径高比l＞1.5时，所述的产酸消化器上设置有二级产酸循环管路，所述的产酸消化器的径高比0.5≤l≤1.5时，所述的产酸消化器上设置有三级产酸循环管路，所述的产酸消化器的径高比l＜0.5时，所述的产酸消化器上设置有四级以上产酸循环管路。
进一步，所述产酸消化器内的物料中含固率小于3％时，所述产酸消化器采用一级或二级的产酸进料管路进料；所述产酸消化器内的物料中含固率大于等于3％时，所述的产酸消化器采用顶部进料方式。
一级产酸进料管路从底部进入产酸消化器，二级产酸进料管路从液层顶部进入产酸消化器，管路中间分别设置阀门。并可根据产酸消化器的高度，分别设置三级、四级等更多级产酸进料管路。产酸循环管路从产酸消化器中部泵入混合发酵液，一级产酸循环管路从底部伸入产酸消化器，中间加设可独立控制阀门，二级产酸循环管路从液层顶部伸入产酸消化器，中间加设可独立控制阀门。同样可根据消化器高度、物料含固率、容积负荷、污泥及物料分布情况等实际情况增设三级、四级等更多级产酸循环管路。
进一步，所述的产甲烷消化器的直径d＜8m时，所述的产甲烷消化器上设置有单侧的内循环系统，所述的产甲烷消化器的直径8m≤d≤15m时，所述的产甲烷消化器上设置有对称的双侧的内循环系统，所述的产甲烷消化器的直径d＞15m时，所述的产甲烷消化器上设置有均匀分布的3组以上的内循环系统。
进一步，所述的产甲烷消化器的径高比l＞1.4时，所述的产甲烷消化器上设置有二级产甲烷循环管路，所述的产甲烷消化器的径高比0.4≤l≤1.4时，所述的产甲烷消化器上设置有三级产甲烷循环管路，所述的产甲烷消化器的径高比l＜0.4时，所述的产甲烷消化器上设置有四级以上产甲烷循环管路。
相对于现有技术，本实用新型所述的节能高效的餐厨垃圾两相厌氧-好氧耦合处理系统具有以下优势：
(1)本实用新型所设出料仓通入经过过滤的二级沉淀池的上清液，即具有可自控的出水回流系统，可灵活调节进入两相厌氧消化器的物料的COD值，提高产酸和产烷消化器抗冲击负荷能力，尤其适于对类似餐厨垃圾这类COD含量及成分变化较大的有机废物进行处理。
(2)本实用新型在产酸消化器和产烷消化器中设置有多级水力循环系统，相比机械搅拌的双涡旋搅拌效果，可在消化器内同时实现至少四涡旋搅拌，减小停滞区，延长了物料的水力停留时间，可确保高固废物与微生物在低能耗下均匀混合；同时也可获得较为均匀的速度场分布，不会因剧烈的涡旋效应破坏污泥絮体，更有利于颗粒污泥形成。
(3)本实用新型实现了对工艺运行的灵活调节，可根据物料的粘度、含固率及有机负荷调整水力循环级别及运行时间，可根据污泥及物料在反应器内的分布位置调整循环泵开启台数及循环级别，提高了两相系统运行效率。
(4)本实用新型中的高效促进产酸的两相厌氧消化器内循环混合装置的上部进料及水力循环破壳系统均可起到破坏浮渣层，防止浮渣结壳的作用。
(5)本实用新型中所设污泥回流结构具有多方面作用，首先，可补充产酸相所流失的活性污泥，保持产酸相稳定的污泥浓度，并可根据进水有机负荷变化情况灵活控制消化器内的污泥浓度以保证微生物的代谢稳定性；其次，污泥回流管设于反应器底部，回流时可同时起到对消化液进行循环搅拌的作用，可有效避免消化器底部产生死区，是水力外循环搅拌系统的有效补充；再次，污泥经过产烷消化器及依次沉淀池后回流，可有效增加厌氧污泥在体系内的停留时间，强化有机物去除效果。
(6)本实用新型选择将居于产烷消化器污泥床上部的比重较轻、以产酸菌为主的絮状污泥优先通过第一沉淀池进行回流。在补充产酸消化器污泥浓度的同时，最大限度保留了产烷相中产甲烷菌的活性。不仅如此，由于回流管置于产烷消化器中间位置，降低了对底部以产甲烷菌为主的污泥床的水力扰动，有利于颗粒污泥的形成。
(7)本实用新型利用厌氧出水中参与有机物完成后续餐厨垃圾脱氮过程，由于产烷消化器出水的pH值及碱度较高，一方面，无须另外投加碳源，并节省了曝气费用；另一方面，厌氧处理阶段已将部分蛋白类物质脱氮转化为氨氮，为氨氮的短程硝化利进行创造了有利条件。
附图说明
图1为本实用新型创造实施例所述的节能高效的餐厨垃圾两相-厌氧好氧耦合处理的工艺流程图。
附图标记说明：
1、储料箱；2、球磨机；3、出料仓；4、产酸消化器；41、进料泵；42、43、循环泵；44、进料泵控制阀门；45、一级进料阀门、46、二级进料阀门；47、410、循环泵进水控制阀门、48、411、一级循环阀门；49、412、二级循环阀门；413、产酸消化器沼液沼渣排出口控制阀门；414、产酸消化器沼气排出口止回阀；5、产烷消化器；51、进料泵；52、53、循环泵；54、进料泵控制阀门；54、58、循环泵进水控制阀门；55、59、一级循环阀门；56、510、二级循环阀门；57、511、三级循环阀门；512、产烷消化器出水控制阀门；513、产烷消化器沼液沼渣排出口控制阀门；514、产烷消化器沼气排出口止回阀；6、一级沉淀池；61、泥水混合物进口控制阀门；62、上清液出水控制阀门；63、产酸消化器回流污泥的污泥回流泵；64、污泥回流泵控制阀门；7、A/O反应器；71、反应器进水控制阀门、72、反应器出水控制阀门；73、气泵；74、搅拌器；75、曝气头；8、二级沉淀池；81、二级沉淀池上清液出水阀门；82、厌氧区回流污泥的污泥回流泵；83、污泥回流泵控制阀门；84、水回流阀门；85、水回流泵；9、膜过滤槽；10、双膜气柜；11、沼气脱水罐；12、干式脱硫塔；13、沼气膜法提纯设备；14、沼气发电间；15、沼液沼渣固液分离机；16、堆肥发酵间；17、肥料加工设备；18、单向管线。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本实用新型所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例及附图来详细说明本实用新型。
实施例1
一种节能高效的餐厨垃圾两相厌氧-好氧耦合处理工艺，包括如下步骤：
S1：将餐厨垃圾筛分为餐厨垃圾有机物和餐厨垃圾无机物，并将餐厨垃圾有机物稀释后研磨为粒径在3mm以下的浆料；
S2：将步骤S1得到的浆料与预先投加进产酸消化器中的污泥在产酸消化器中进行充分混合搅拌发酵得到混合发酵液、一次粗沼气和一次沼液沼渣；
S3：将步骤S2得到的混合发酵液导入产烷消化器中进行发酵产烷过程，得到位于产烷消化器中部产生污泥、上部产生的出水、二次粗沼气和二次沼液沼渣；
S4：将步骤S3得到污泥进行沉淀浓缩，沉淀后的污泥回流至产酸消化器中后重复步骤S2和S3，污泥的回流比为40-60％，沉淀后的上清液以及产烷消化器上部产生的出水投入A/O反应器中先后进行缺氧区的反硝化以及好氧区的短程硝化；
S5：将步骤S4中A/O反应器排出的泥水混合液再次进行沉淀，沉淀后的上清液部分回流至步骤S1中用于稀释餐厨垃圾浆料，另一部分经过膜过滤后排出，沉淀后的污泥回流至A/O反应器的缺氧区；
S6：将步骤S2得到的混合气体和步骤S3的二次甲烷气体依次经过调压、脱水、脱硫、提纯后用于燃烧发电；
S7：将步骤S2产生的一次沼液沼渣和步骤S3中产生的二次沼液沼渣汇合后进行固液分离，将分离得到的固体物质进行堆肥发酵后经过粉碎、搅拌、造粒和烘干后得到有机肥料。
实施例2
本实用新型所述的节能高效的餐厨垃圾两相厌氧-好氧耦合处理系统，主要包含预处理单元、厌氧处理单元、好氧处理单元、沼渣处理单元、沼气净化提纯单元。
(1)预处理单元
预处理单元设有储料箱、餐厨垃圾研磨分离设备、出料仓。
储料箱用于盛放餐厨垃圾原料，设有出料口与餐厨垃圾研磨分离设备相连。研磨分离设备用于将所述储料箱输出的餐厨垃圾中的有机物和无机物分离开，并将有机物研磨成粒径在3mm以下的浆料。出料仓用于盛放从研磨分离设备输出的餐厨垃圾浆料。出料仓通过进料泵与产酸消化器的进料管相连。
(2)厌氧处理单元
厌氧处理单元由通过管线连通的产酸消化器、产烷消化器、一级沉淀池组成。
其中，产酸消化器设有两组多级水力循环破壳系统及二级进料系统。产酸消化器顶部及底部均连接有进料管，顶部设第一出气口，上部侧面设有第一出料口，下部侧面设有污泥回流管进口，底部设有第一沼渣沼液排出口。
产烷消化器设有两组多级内循环系统。产酸消化器底部侧面设有第二进料口，顶部连接有第二出气口，上部侧面设有第二出料口，中下部侧面设有排泥管，底部设有第二沼渣沼液排出口。
一级沉淀池设置有进泥管、位于顶部的上清液排放管以及位于底部的污泥回流出口，进泥管与排泥管相连。
第一出料口与第二进料口之间通过单向管线连接，第一出气口和第二出气口通过管线与双膜气柜连通，第一沼渣沼液排出口和第二沼渣沼液排出口均通过管线与固液分离机连通，排泥管与进泥管连通，污泥回流出口与污泥回流进口连接，上清液排放管与第二出料口连接后与A/O反应器连通。
产酸消化器的一级进料管路从底部进入产酸消化器，二级进料管路从液层顶部进入产酸消化器，管路中间分别设置阀门。并可根据产酸消化器的高度、进料含固率及污泥浓度分别设置三级、四级等更多级进料管路系统。产酸消化器的多级产酸循环管路从产酸消化器中部泵入混合发酵液，一级循环管从底部伸入产酸消化器，中间加设可独立控制阀门，二级循环水力管路从液层顶部伸入产酸消化器，中间加设可独立控制阀门。同样可根据消化器高度、物料含固率、容积负荷、污泥及物料分布情况等实际情况增设三级、四级等更多级产酸循环管路。
产烷消化器的多级产甲烷循环管路从产烷消化器中部泵入混合发酵液，一级产甲烷循环管路从底部伸入产烷消化器，中间加设可独立控制阀门，二级产甲烷循环管路从液层顶部伸入产烷消化器，中间加设可独立控制阀门。同样可根据消化器高度、物料含固率、容积负荷等实际情况增设三级、四级等更多级产甲烷循环管路。
具体地，水力循环破壳系统的设置数量以及设置规格可根据如下参数设置：
产酸消化器的直径d＜10m时，产酸消化器上设置有单侧的水力循环破壳系统，产酸消化器的直径10m≤d≤20m时，产酸消化器上设置有对称的双侧的水力循环破壳系统，产酸消化器的直径d＞20m时，产酸消化器上设置有均匀分布的3组以上的水力循环破壳系统。
产酸消化器的径高比l＞1.5时，产酸消化器上设置有二级产酸循环管路，产酸消化器的径高比0.5≤l≤1.5时，产酸消化器上设置有三级产酸循环管路，产酸消化器的径高比l＜0.5时，产酸消化器上设置有四级以上产酸循环管路。
具体地，产酸进料管路的设置规格可根据如下参数设置：
产酸消化器内的物料中含固率小于3％时，产酸消化器采用一级或二级的产酸进料管路进料；产酸消化器内的物料中含固率大于等于3％时，产酸消化器采用顶部进料方式。
进一步的，产甲烷消化器中的内循环系统的设置规格可根据如下参数设置：
产甲烷消化器的直径d＜8m时，产甲烷消化器上设置有单侧的内循环系统，所述的产甲烷消化器的直径8m≤d≤15m时，产甲烷消化器上设置有对称的双侧的内循环系统，产甲烷消化器的直径d＞15m时，产甲烷消化器上设置有均匀分布的3组以上的内循环系统。
产甲烷消化器的径高比l＞1.4时，产甲烷消化器上设置有二级产甲烷循环管路，所述的产甲烷消化器的径高比0.4≤l≤1.4时，产甲烷消化器上设置有三级产甲烷循环管路，产甲烷消化器的径高比l＜0.4时，产甲烷消化器上设置有四级以上产甲烷循环管路。
(3)好氧处理单元
好氧处理单元由A/O反应器、二级沉淀池组成及膜过滤槽构成。产烷反应器的上部和一级沉淀池的顶部均通过管线与A/O反应器的进水口连接将产烷反应器的出水和一级沉淀池的上清液输入至A/O反应器中，二级沉淀池与A/O反应器的出水口连通，膜过滤槽内设置有纳滤膜组件，二级沉淀池的出水口分别与出料仓和膜过滤槽连通。
具体地，A/O反应器由缺氧区和好氧区构成。缺氧区设有机械搅拌装置，好氧区设有曝气系统进行曝气及搅拌，二级沉淀池设有中心进水管、污泥回流管、上清液排放管。膜过滤槽设有进水管、出水管及纳滤膜组件构成。A/O反应器底部设置的污泥回流进口与二级沉淀池的污泥回流管相连，好氧区末端顶部设出水管与二级沉淀池中心进水管相连。
(4)沼渣处理单元
沼渣处理单元由固液分离机、堆肥发酵间、肥料加工设备组成，固液分离机分别与产酸消化器和产烷消化器的底部连通。
(5)沼气净化提纯单元
沼气净化提纯单元由双膜气柜、沼气除杂设备和沼气提纯设备组成，双膜气柜分别与产酸消化器的第一出气口和产烷消化器的第二出气口气体连通。
本实施例的具体工作过程为：储料箱用于储存餐厨垃圾原料，原料经球磨机2粉碎并通过所述球磨机出口滤网过滤后，3mm以下浆料进入出料仓3。出料仓3中浆料经二级沉淀池上清液出水稀释后，由进料泵41输送至产酸消化器4的进料口。产酸消化器4有效容积2500m3。提前将污泥加入至产酸消化器中，启动产酸消化器水力循环破壳系统，当开启进料阀门46、关闭进料阀门45时，可实现低含固率餐厨垃圾滤液的上流式进料；当开启进料阀门45、关闭进料阀门46时，可实现高含固率餐厨垃圾浆料的进料；当同时开始进料阀门45及进料阀门46时，可实现高有机负荷餐厨垃圾浆料的均匀布水。当启动循环泵42、43，开启吸水管路阀门47、410及一级循环阀门48、411，关闭二级循环阀门49、412时，可实现上层液面的搅拌，达到整体破壳的目的；当启动循环泵42、43，开启吸水管路阀门47、410及二级循环阀门49、412，关闭一级循环阀门48、411时，可实现下部污泥层整体的水力搅拌，强化物料与微生物的均匀混合，增加物料水力停留时间；当启动循环泵42、43，同时开启吸水管路阀门47、410、一级循环阀门48、411及二级循环阀门49、412时，可实现混合发酵液整体内循环及浮渣层整体持续破壳的效果。根据实际情况，还可通过单独开启单侧水力循环破壳系统达到局部污泥与物料的均匀混合或局部破壳的效果。二级以上的进料及水力循环破壳系统的运行可依所述类推。
混合发酵液随后由进料泵51和单向管线18输送进入产烷消化器5，产烷消化器5有效容积1500m3。启动产烷消化器5的内循环系统，当启动循环泵52，开启吸水管路阀门54和一级循环阀门55，关闭二级循环阀门56和三级循环阀门57时，可实现上层液面局部的循环搅拌，达到强化破壳、促进污泥层所产生的发酵气快速上升，同时破坏较大气泡，避免大气泡所夹带的污泥上浮造成污泥流失的目的；根据实际情况，还可通过启动循环泵53，开启吸水管路阀门58和一级循环阀门59，关闭二级循环阀门510和三级循环阀门511达到上述目的；当启动循环泵52，开启吸水管路阀门54和二级循环阀门56，关闭一级循环阀门55和三级循环阀门57时，可实现消化器局部比重较轻的絮状污泥与颗粒污泥间的分离，促使絮状污泥上升污泥层上部并便于从排泥口流出的目的。根据实际情况，还可通过启动循环泵53，开启吸水管路阀门58和二级循环阀门510，关闭一级循环阀门59和三级循环阀门511达到上述目的。
当启动循环泵52，开启吸水管路阀门54和三级循环阀门57，关闭一级循环阀门55和二级循环阀门56时，可实现消化器内污泥层的循环搅拌，促进局部物质交换速率及发酵气从污泥层溢出的目的。根据实际情况，还可通过启动循环泵53，开启吸水管路阀门58和三级循环阀门511，关闭一级循环阀门59和二级循环阀门510达到上述目的；
污泥层的循环搅拌，促进局部物质交换速率及发酵气从污泥层溢出的目的。根据实际情况，还可通过启动循环泵53，开启吸水管路阀门58和三级循环阀门511，关闭一级循环阀门59和二级循环阀门510达到上述目的；
对于以颗粒污泥为主或体积较大的产烷消化器，如发现上述运行方式下局部循环动力不足或破壳效果有限，则可通过以下方式运行混合系统：当同时启动循环泵52、53，开启循环泵进水管路阀门54、58及三级循环阀门7、12，关闭一级循环阀门55、59及二级循环阀门56、510时，可实现污泥层整体循环搅拌、絮状污泥上升至污泥床上部的目的；当同时启动循环泵52、53，开启循环泵进水管路阀54、58及一级循环阀门55、59及三级循环阀门57、511，关闭二级循环阀门56、510时，可实现强化浮渣层整体破壳及整体促进发酵气上浮破坏大气泡的目的；当同时启动循环泵52、53，开启循环泵进水管路阀门54、58、一级循环阀55、59及三级循环阀门57、511，关闭二级循环阀门56、510时，可实现浮渣层整体破壳及发酵液整体循环混合的目的；当同时启动循环泵52、53，开启循环泵进水管路阀门54、58、二级循环阀门56、510及三级循环阀门57、511，关闭一级循环阀门55、59时，可实现强化污泥层的循环搅拌、絮状污泥上升及发酵气溢出的目的；当同时启动循环泵52、53，开启循环泵进水管路阀门54、58、一级循环阀门55、59、二级循环阀门56、510及三级循环阀门57、511，可同时实现浮渣层整体破壳、强化发酵液整体循环混合、促使絮状污泥上浮的目的。三级以上的进料及水力循环混合系统的运行可依所述类推。
开启产烷消化器5与一级沉淀池6间的自控阀门61，产烷消化器5中部比重较轻的絮状污泥进入一级沉淀池6，在一级沉淀池6中进行污泥浓缩后，由污泥回流泵63回流至产酸消化器4。一级沉淀池上清液与产烷消化器5出水汇合后，输送至A/O反应器7的缺氧区。A/O反应器有效容积4000m3，分为容积相同的五个区域，其中前两区为缺氧区，后三区为好氧区。开启缺氧区搅拌器73进行泥水混合，进行缺氧区反硝化过程。随后，污水推流进入好氧区，开启所述好氧区的气泵74及曝气头75进行曝气及泥水混合，进行短程消化过程。随后进入二级沉淀池8。二级沉淀池8上清液一部分通过水回流泵85回流至预处理单元的出料仓3中用于稀释餐厨垃圾物料，降低产酸消化器4有机负荷的同时，完成回流水中硝酸盐氮的厌氧反硝化过程。另一部分进入膜过滤槽9，经膜组件过滤去除各种微细悬浮物和细菌后排放。
在系统启动阶段，控制产烷消化器5内污泥浓度在18g/L，控制一级沉淀池污泥回流泵63回流至产酸消化器4的污泥回流比为50％。逐渐降低二级沉淀吹回流上清液与餐厨垃圾浆料的比例，提高产酸消化器4中的有机负荷，对产酸消化器4及产烷消化器5中的污泥进行驯化。当在线产酸消化器pH计数值稳定在3.4以上，产烷消化器pH计数值稳定在6.6以上时，确认启动期结束，进入稳定运行阶段。在消化器稳定运行阶段，借助消化器及A/O反应器7内在线监测设备所输出的数据，自控系统可自行判断及系统运行情况，调整出水回流量、污泥回流量及排泥量。当产酸消化器4污泥浓度低于8g/L时，增大污泥回流泵63的流量，提高产烷相向产酸相的污泥回流比例；当产酸消化器污泥浓度高于10g/L时，开启沼液沼渣排放阀门413使产酸消化器内的污泥浓度降至8g/L；当产烷相污泥浓度高于20g/L时，开启沼液沼渣排放阀门513使产烷消化器5内的污泥浓度将至18g/L。当产酸相出料口处COD高于30000mg/L或产烷相出料口处COD高于3000mg/L时，增大回流泵84的流量，以提高出水回流比例。当产酸相出水pH值低于3.5或者产烷相出水pH值低于6.8时，同时增加出水及污泥的回流比例。
当缺氧区硝酸盐氮的浓度高于5mg/L时，加大回流泵82的流量，提高二级沉淀池8向缺氧区的污泥回流比例；当好氧区氨氮浓度高于12mg/L时，加大曝气头75的曝气量。
产烷消化器5所产生的一次粗沼气与产酸消化器4所产生的二次粗沼气分别通过各自出气口汇合后与后续沼气净化提纯单元相连。沼气净化提纯单元依次含有双膜气柜10、沼气脱水罐11、干式脱硫塔12、中空纤维膜分离提纯设备13和沼气发电间14。产酸消化器的出气口与产烷消化器的出气口均与所述双膜气柜10的入口相连。粗沼气从气柜出口逸出后依次通过沼气脱水罐11、干式脱硫塔12、中空纤维膜分离提纯设备13后，所产生的精沼气用于燃烧发电。
产烷消化器5所产生的一次沼液沼渣与产酸消化器4所产生的二次沼液沼渣分别通过各自排出口阀门513和413汇合后与后续沼渣处理单元相连。产酸消化器4的沼渣沼液排出口与产烷消化器5的沼渣沼液排出口均与沼渣处理单元的固液分离机15入口相连。浓缩后的沼渣进入所述堆肥发酵间16进行好氧堆肥处理后，经肥料加工设备粉碎、搅拌、造粒、烘干后形成无公害有机肥料。
工程应用效果表明，本实用新型的技术能在保持产酸相中高固物料与污泥均匀混合搅拌的同时，可有效维持产酸相的污泥浓度、避免液面层发生结壳现象，并能根据实际需要分别灵活控制出水及污泥的回流比例，一方面可显著提高餐厨垃圾脱氮的处理效率，另一方面在A/O段无须外加碳源，并节省了曝气费用，降低了运行难度及成本。经统计，该工程中餐厨垃圾原料的COD及总氮变化极大，其中COD含量高达50000-100000mg/L，总氮含量在1500mg/L以上，经本专利所述厌氧-好氧耦合体系处理后，出水COD及总氮去除率可分别达到96.5％及99.8％以上。日产沼气量可达6000m3/d，并保持了稳定的沼气产率，产出的沼气所发电量完全可满足该工程用电需要。所产沼渣肥料完全可以满足周围农田营养土配置、基肥或追肥等需要。并且，该餐厨垃圾处理工程从2017年9月投入使用以来，一直运行正常，未出现过结壳或因物料搅拌不均匀而导致沼气产量有较大波动的情况。不仅如此，运行中因根据实际需要采取了多级水力循环灵活切换的控制策略，与可行性研究阶段600kwh/d的能耗预测相比，本系统的耗电量平均仅为320kwh/d，节电率达到了46％。验证了本专利技术在实际工程中的适用性及经济性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。