生活垃圾快速机械脱除水的预处理系统及其处理方法与流程

本发明涉及废水处理技术领域，具体是指一种生活垃圾快速机械脱除水的预处理系统及其处理方法。

背景技术：

随着我国经济的高速发展和城市化进程的不断加快，城市的生活垃圾产量亦逐年上升。生活垃圾的大量增加，使垃圾处理日益困难。目前，我国城市的生活垃圾混合收集后的处理方法主要是填埋、堆肥、焚烧等。其中，填埋垃圾和堆肥垃圾占地面积大，这与城市建设用地产生冲突，尤其是对于特大城市；焚烧垃圾发电逐渐成为我国城市生活垃圾处理的发展方向，它能够同时实现垃圾的资源化、减量化和无害化。因我国生活垃圾中含水量高、有机质成分复杂、时空分布差异较大、热值较低的特点，所以需要对生活垃圾进行脱水以提高其热值。

生活垃圾快速机械脱除水是未经储料坑兼性发酵过程，通过高压挤压等方式从新鲜生活垃圾中快速分离出混合液。生活垃圾的机械脱除水中污染物种类繁多，主要含动植物油、润滑油、大量的悬浮物SS、含氮化合物、重金属离子以及高浓度的有机物等，其会对后续的生物脱氮及深度处理带来极大的困难。

技术实现要素：

本发明提供一种生活垃圾快速机械脱除水的预处理系统及其预处理方法，以解决现有技术中生活垃圾快速机械脱除水中污染物种类繁多，难以处理的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种生活垃圾快速机械脱除水的预处理系统，所述系统包括集水池、气浮装置、纤维过滤器、厌氧序批式反应器、污泥池，其中，

所述集水池收集所述生活垃圾快速机械脱除水；

所述集水池的出口连接所述气浮装置的入口；

所述气浮装置的上部排出口和底部排出口分别连接到所述纤维过滤器的入口和所述污泥池；

所述纤维过滤器的出口连接所述厌氧序批式反应器的入口；

所述厌氧序批式反应器的上部排出口和底部排出口分别连接到后续处理装置和所述污泥池。

根据本发明一实施例，进一步包括高效管式加药反应器，所述集水池的出口通过所述高效管式加药反应器连接所述气浮装置的入口。

根据本发明一实施例，所述气浮装置设置有刮渣机和气液混合罐；其中，

所述刮渣机用于刮除所述气浮装置的漂浮物；

气液混合罐用于提供所述气浮装置的气浮气泡。

根据本发明一实施例，所述纤维过滤器设置有反冲洗装置。

根据本发明一实施例，所述厌氧序批式反应器设置有搅拌装置。

根据本发明一实施例，所述厌氧序批式反应器设置有气体收集装置。

本发明采用的另一个技术方案是：提供一种生活垃圾快速机械脱除水的预处理方法，所述方法包括以下步骤：

集水池收集所述生活垃圾快速机械脱除水；

气浮装置处理所述集水池的生活垃圾快速机械脱除水，产生第一处理水；

纤维过滤器处理所述第一处理水，产生第二处理水；

厌氧序批式反应器处理所述第二处理水，第三处理水。

根据本发明一实施例，所述气浮装置处理集水池的生活垃圾快速机械脱除水的步骤包括：

所述集水池的生活垃圾快速机械脱除水通过高效管式加药反应器连接所述气浮装置。

根据本发明一实施例，所述纤维过滤器处理所述第一处理水的步骤包括：

所述纤维过滤器设置有反冲洗装置。

根据本发明一实施例，所述厌氧序批式反应器处理所述第二处理水的步骤包括：

所述厌氧序批式反应器设置有搅拌装置和气体收集装置。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的生活垃圾快速机械脱除水的处理系统包括气浮装置、纤维过滤器、厌氧序批式反应器，其对生活垃圾快速机械脱除水运用了多种处理方法，结合不同的处理原理，从而达到去除生活垃圾快速机械脱除水的悬浮物SS和大部分有机污染物，其去除效果理想，利于后续生物脱氮及深度处理，实现城市垃圾快速机械脱除水集中处理与达标排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本发明提供的生活垃圾快速机械脱除水的预处理系统第一实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的生活垃圾快速机械脱除水的预处理系统第二实施例的结构示意图；

图3是图2实施例的工艺结构示意图；

图4是本发明生活垃圾快速机械脱除水的预处理方法一实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1是本发明提供的生活垃圾快速机械脱除水的预处理系统第一实施例的结构示意图。

如图1所示，该生活垃圾快速机械脱除水的预处理系统10包括集水池11、气浮装置12、纤维过滤器13、厌氧序批式反应器14、后续处理装置15以及污泥池16。

其中，集水池11收集生活垃圾快速机械脱除水；集水池11的出口连接气浮装置12的入口；气浮装置12的上部排出口和底部排出口分别连接到纤维过滤器13的入口和污泥池16；纤维过滤器13的出口连接厌氧序批式反应器14的入口；厌氧序批式反应器14的上部排出口和底部排出口分别连接到后续处理装置15和污泥池16。

本发明提供的生活垃圾快速机械脱除水的预处理系统10包括气浮装置12、纤维过滤器13、厌氧序批式反应器14，其对生活垃圾快速机械脱除水运用了多种处理方法，结合不同的处理原理，从而达到去除生活垃圾快速机械脱除水的悬浮物SS和大部分有机污染物，其去除效果理想，利于后续生物脱氮及深度处理，实现城市垃圾快速机械脱除水集中处理与达标排放。

请参阅图2，图2是本发明提供的生活污水的处理系统第二实施例的结构示意图。

处理系统20包括集水池21、气浮装置22、纤维过滤器23、厌氧序批式反应器24、后续处理装置25以及污泥池26，还包括高效管式加药反应器27，其中，集水池21的出口通过高效管式加药反应器27连接气浮装置22的入口，即集水池21的生活垃圾快速机械脱除水通过高效管式加药反应器27传输到气浮装置22，纤维过滤器23设置有反冲洗装置。本实施例中，集水池21同时可以收集纤维过滤器23的反冲洗水和污泥池26的污水，污泥池26的污水为小于污泥密度的上层分离污水。

请一并参阅图3，图3是图2实施例的工艺结构示意图。

集水池21中的生活垃圾快速机械脱除水通过高效管式加药反应器27传输到气浮装置22，高效管式加药反应器27可以添加各种药水或溶气气泡，例如除油剂或混凝剂，以形成可分离的絮凝物，起到絮凝和助凝的作用，其中，混凝剂包括聚合氯化铝PAC和聚丙烯酰胺PAM等；药水可以按照生活垃圾快速机械脱除水的处理需求定时定量进行提供，不同的药水可以分开添加，不同的药水在管道传输中还可以分批次添加；同时，加药反应器的各个药水反应器设置有开关，可以一个药水反应器用一个开关控制，也可以多个药水反应器由同一个开关控制。

气浮装置22包括刮渣机221、气液混合罐222、刮渣口223、循环泵224、上部排出口225、水泵226、第一底部排出口227以及第二底部排出口228；其中，刮渣机221设置在气浮装置22的上部，刮渣口223设刮渣机221所在的区域；气液混合罐222与循环泵224连接，将气体和液体的混合物送入气浮装置22，通过气浮装置22处理后的水通过上部排出口225与水泵226送入纤维过滤器23，第一底部排出口227和第二底部排出口228均设置在气浮装置22的底部。

具体的，气浮装置22设置有刮渣机221和气液混合罐222。其中，刮渣机221用于刮除气浮装置22的漂浮物，漂浮物包括浮油或浮渣；气液混合罐222用于提供气浮装置的气浮气泡，气泡直径范围为30～50um。

气浮装置22采用斜板/斜管分离，斜板/斜管在气浮沉淀池中广为采用，其依据浅池原理，把与水平面成一定角度的众多斜板放置于池中，水流经过斜板，重的固体沉于斜板底部，轻的固体浮于斜板顶部，从而实现固液分离。

本实施例中，集水池21的生活垃圾快速机械脱除水进入气浮装置22的进水室，在进水室生活垃圾快速机械脱除水和气水混合物中释放的微小气泡混合，这些微小气泡粘附在污水中的絮体上，形成比重小于水的气浮体，气浮体上升至水面凝聚成浮油及浮渣，通过刮渣机221刮至刮渣口223，收渣池设置在刮渣口223处；气液混合罐222的吸入口利用负压作用吸入气体，由于循环泵224的加压混合，使得气体与液体充分溶解，从而可以产生气浮装置22所需的溶气气泡。

经过气浮装置22处理后的第一处理水从上部排出口225通过水泵226连接至纤维过滤器23的入口；气浮装置22的第一底部排出口227和第二底部排出口228均连接到污泥池26，具体的，第一底部排出口227为进水室的底部排出口，第二底部排出口228为沉淀室的底部排出口。在其他实施例中，为了加快沉淀室的污泥清理效率，还可以在沉淀室设置有刮渣机，即在气浮装置22的底部设有刮渣机，其刮渣机的构造和原理与刮渣机221相似，但设置位置不同。生活垃圾快速机械脱除水经过气浮装置22的处理，可以初步去除生活垃圾快速机械脱除水中大部分的悬浮物SS、动植物油、润滑油及有机污染物，同时对生活垃圾快速机械脱除水中的重金属离子等有明显的去除作用。

纤维过滤器23包括空气压缩泵231、过滤器排气口232、上部排出口233、中部排出口234以及底部排出口235；其中，空气压缩泵231和过滤器排气口232为纤维过滤器23进行反冲洗时提供压缩气体和释放气流，上部排出口233、中部排出口234以及底部排出口235分别对应连接集水池21、厌氧序批式反应器24以及污泥池26。

具体的，纤维过滤器23选用圆盘式纤维过滤器，并设置有反冲洗装置，圆盘式纤维过滤器方便安装、使用和维修，用来将第一处理水中的纤维分离出来。其中，纤维过滤器23是以旋翼式纤维滤料为技术核心的纤维过滤器，具有适应不同介质、过滤能力强、反冲洗效果好、滤床利用率大的特点；纤维过滤器23设置有反冲洗装置，还设有空气压缩泵231和过滤器排气口232，提供压缩和释放气流，纤维过滤器23在反冲洗时，在水流、气流的强力冲击下，滤床膨胀，滤料上浮，纤维丝束逐步呈膨松状态，由于旋翼式纤维过滤料长有旋翼，其旋翼带动纤维丝束作不充分的旋转，摇摆，相互冲击，从而大大地加速了纤维丝束上附着的悬浮颗粒的分离，提高了滤料的清洗速度，节约了反冲洗的用水量，节省了反冲洗的能源。

第一处理水经过纤维过滤器23处理后成为第二处理水，第二处理水从中部排出口234连接至厌氧序批式反应器24的入口，纤维过滤器23反冲洗后的水从上部排出口233连接至集水池21；纤维过滤器23还可以设有底部排出口235连接到纤维回收处。第一处理水经过纤维过滤器23的处理，可以进一步地去除生活垃圾快速机械脱除水中剩余的悬浮物SS和有机污染物，为后续的生物处理减轻负担。

厌氧序批式反应器24包括搅拌装置241、气体收集装置242、上部排出口243以及底部排出口244；其中搅拌装置241用于搅拌厌氧序批式反应器24中的第二处理水，气体收集装置242收集气体，上部排出口243和底部排出口244分别连接至后续处理装置25和污泥池26。

具体的，厌氧序批式反应器24设置有搅拌装置241和气体收集装置242。搅拌装置241使得厌氧序批式反应器24的微生物与第二处理水充分混合，根据Monod动力学方程，微生物与处理水混合越充分，微生物代谢速率越快越均匀，从而使得第二处理水的有机物转化为甲烷等气体，气体收集装置242收集厌氧序批式反应器24产生的气体，气体净化后可以作为一种新能源，达到保护环境，节约能源的目的。

其中，厌氧序批式反应器24能够在常温时处理生活垃圾快速机械脱除水，温度低时基质去除率低，但厌氧序批式反应器24出水中微生物流失量少，使厌氧序批式反应器24内可保持高的生物量，从而抵消由于低温造成的基质去除率低的影响。

第二处理水经过厌氧序批式反应器24处理后成为第三处理水，第三处理水从上部排出口243连接至后续处理装置25的入口，厌氧序批式反应器24的底部排出口244连接到污泥池26。第二处理水经过厌氧序批式反应器24的处理，去除大部分的有机物，并产生大量的沼气，其去除效果理想，为第三处理水为后续的脱氮、深度处理减轻了负担。

请参阅图4，本发明生活污水的处理方法一实施例包括以下步骤：

S11：集水池收集生活垃圾快速机械脱除水；

S12：气浮装置处理集水池的生活垃圾快速机械脱除水，产生第一处理水；

S13：纤维过滤器处理第一处理水，产生第二处理水；

S14：厌氧序批式反应器处理第二处理水，得到第三处理水。

其中，步骤S12具体为：

集水池的生活垃圾快速机械脱除水通过高效管式加药反应器连接气浮装置。

本实施例中，步骤S13中的纤维过滤器设置有反冲洗装置；步骤S14中的厌氧序批式反应器设置有搅拌装置和气体收集装置。

其中，气浮装置、纤维过滤器、厌氧序批式反应器的结构参见上文所述，此处不再重复赘述。

综上所述，本领域技术人员容易理解，本发明提供的生活垃圾快速机械脱除水的预处理系统包括气浮装置、纤维过滤器、厌氧序批式反应器，其对生活垃圾快速机械脱除水运用了多种处理方法，结合不同的处理原理，从而达到生活垃圾快速机械脱除水的悬浮物SS、大部分有机污染物及重金属，其去除效果理想，利于后续生物脱氮及深度处理，实现城市垃圾快速机械脱除水集中处理与达标排放。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。