餐厨垃圾废水处理脱氮系统的制作方法

文档序号:11418581阅读:722来源:国知局

本实用新型涉及污水处理技术领域,特别涉及一种餐厨垃圾废水处理脱氮系统。



背景技术:

餐厨垃圾主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等,从化学组成上,有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。目前国内主流的餐厨垃圾处理技术是,将餐厨垃圾通过预处理分选后,对餐厨垃圾中的有机质进行厌氧发酵,将餐厨垃圾转化为沼气能源,并对厌氧发酵产生的沼液沼渣进行分离,产生的沼液进一步处理后排入城镇污水处理系统。根据住建部污水排入城镇下水道水质标准(CJ343-2010)的要求,纳管排放需要将沼液中氨氮、总氮分别处理至45mg/L、70mg/L以下。而餐厨垃圾由于富含蛋白质,经厌氧发酵后产生的沼液中氨氮浓度高达1800-2400mg/L,COD6000-10000mg/L。

若单独采用传统的硝化-反硝或亚硝化-反硝化化处理系统(A/O),需要2-3级A/O装置串联,占地极大,并且曝气、回流的能耗也将非常巨大。

与传统的硝化反硝化工艺相比,厌氧氨氧化工艺是目前最先进的一种生物脱氮工艺,只需要将一半的氨氮氧化为亚硝态氮,然后与剩余的氨氮共同被厌氧氨氧化细菌转化为氮气,可以达到88%的总氮脱除效率和99%以上的氨氮去除效率。该工艺的脱氮能力很强,可以达到2kgN/m3·d的容积负荷,是传统硝化-反硝化工艺的10倍。

厌氧氨氧化工艺通常需要在两个单独的反应器,第一个反应器控制氨氮氧化到亚硝化阶段,废水中的一部分氨氮转化为亚硝酸盐氮;第二个反应器氨氮和亚硝酸盐氮在厌氧氨氧化细菌作用下直接转化为氮气。

亚硝化反应器内的曝气需要限制性曝气,如果在亚硝化反应器内生成的亚硝酸盐氮浓度过高,会对厌氧氨氧化反应器内的厌氧氨氧化细菌产生毒害作用。而且,如果曝气控制不精确,从亚硝化反应器进入到厌氧氨氧化反应器内的水中含氧量高,也会对厌氧氨氧化细菌产生不利影响,由此导致工艺和系统不稳定,因此,该工艺要求控制精确亚硝化反应器内的溶解氧浓度、氨氮转化为亚硝酸盐氮的比例。而且厌氧氨氧化过程会产生约11%的硝酸盐氮,总氮去除效率虽可达到88%,但当进水氨氮浓度过高时,仍然高于排放标准。

另外,亚硝化-厌氧氨氧化反应系统需严格控制进水COD浓度,因为亚硝化菌、厌氧氨氧化菌都是自养细菌,其生长速率缓慢,COD进入会引起异养菌大量增殖,异养菌快速增殖成为优势菌种,亚硝化菌、厌氧氨氧化菌的比例减小,降低脱氮效果。

餐厨废水还具有高盐度即高电导率的特点,另外一种典型的厌氧氨氧化技术采用一步工艺,必须在颗粒污泥条件下运行,而高电导率的餐厨废水使得颗粒污泥解絮而使得运行失效。



技术实现要素:

本实用新型目的是提供一种餐厨垃圾废水处理脱氮系统,其占地小、能耗低、脱氮效率高、运行稳定。

基于上述问题,本实用新型提供的技术方案是:

餐厨垃圾废水处理脱氮系统,包括依次连通的受控氧化区、厌氧区和好氧区,所述受控氧化区下部的进水口连接有进水管道,所述受控氧化区上部的出水口经管道连接至所述厌氧区下部的进水口,所述厌氧区上部的出水口经管道连接至所述好氧区下部的进水口;

所述受控氧化区内设有第一曝气装置,所述第一曝气装置连接至第一鼓风机,所述受控氧化区内设有溶解氧浓度测定仪、氨氮浓度测定仪和亚硝基氮浓度测定仪;

所述厌氧区内设有搅拌装置,所述厌氧区内接种有厌氧氨氧化菌和反硝化菌;

所述好氧区内设有第二曝气装置,所述第二曝气装置连接至第二鼓风机,所述好氧区内设有溶解氧浓度测定仪和氨氮浓度测定仪,所述好氧区内设有膜组件,所述膜组件连接至出水管道,所述出水管道上设有抽吸泵。

在其中的一些实施方式中,所述出水管道内的部分清水经第一回流管道回流至所述受控氧化区,所述第一回流管道上设有第一回流泵、第一阀门和第一流量计。

在其中的一些实施方式中,所述厌氧区的泥水混合液经第二回流管道回流至所述受控氧化区,所述第二回流管道上设有第二回流泵、第二阀门和第二流量计。

在其中的一些实施方式中,所述好氧区的硝基氮混合液经第三回流管道回流至所述厌氧区,所述第三回流管道上设有第三回流泵、第三阀门和第三流量计。

在其中的一些实施方式中,所述好氧区的底部设有连接至污泥脱水系统的污泥管路,所述污泥管路上设有污泥泵。

在其中的一些实施方式中,系统中采用絮状污泥。

与现有技术相比,本实用新型的优点是:

1.采用本实用新型的技术方案,对于含高浓度氨氮的餐厨废水,提高了脱氮效率,减小了废水处理设备的占地面积;

2.采用本实用新型的技术方案,整个反应系统内有亚硝化菌、厌氧氨氧化菌和反硝化菌,与传统的脱氮反应器相比,减少了曝气量,减少了回流量,节省了设备运行的动力成本;

3.采用本实用新型的技术方案,厌氧区接种了反硝化菌,当受控氧化区发生曝气过量时,进入厌氧区内的少量氧气会被反硝化菌利用,可保证厌氧氨氧化细菌的安全,提高了系统的稳定性;

4.采用本实用新型的技术方案,降低了亚硝化-厌氧氨氧化工艺对进水COD的限制,厌氧区的反硝化菌会利用COD与厌氧氨氧化产生的硝基氮,提高了总氮的去除率;

5.采用本实用新型的技术方案,设置的好氧区可将厌氧氨氧化反应不完全的氨氮继续氧化,提高氨氮的去除效率;

6.采用本实用新型进一步的技术方案,好氧区采用膜生物反应组件来对混合液进行分离,分离后的清水完全不含硝化菌,回流至受控氧化区后不会破坏受控氧化区的菌种平衡,并使得反应器内污泥浓度可达到15-18g/L,省掉了污泥浓缩池,可直接进行污泥脱水;

7.采用本实用新型进一步的技术方案,将厌氧区泥水混合液回流至受控氧化区,可以延长受控氧化区亚硝化菌的停留时间,提高脱氮效率;

8.采用本实用新型进一步的技术方案,将好氧区的硝基氮混合液回流至厌氧区,通过反硝化菌将硝基氮转化为氮气后脱除,降低出水中总氮浓度;

9.采用本实用新型的技术方案,污泥采用絮状污泥,既能运用于低盐度废水,也适用于高盐度废水,且运行管理相对简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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。

图1为本实用新型餐厨垃圾废水处理脱氮系统实施例的结构示意图;

其中:1、受控氧化区;2、厌氧区;3、好氧区;4、进水管道;5、第一曝气装置;6、第一鼓风机;7、溶解氧浓度测定仪;8、氨氮浓度测定仪;9、硝基氮浓度测定仪;10、搅拌装置;11、第二曝气装置;12、第二鼓风机;13、膜组件;14、出水管道;15、抽吸泵;16、第一回流管道;17、第一回流泵;18、第一阀门;19、第一流量计;20、第二回流管道;21、第二回流泵;22、第二阀门;23、第二流量计;24、第三回流管道;25、第三回流泵;26、第三阀门;27、第三流量计;28、污泥管路;29、污泥泵。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解,这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整,未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

参见图1,为本实用新型实施例的示意图,提供一种餐厨垃圾废水处理脱氮系统,包括依次连通的受控氧化区1、厌氧区2和好氧区3,其中受控氧化区1下部的进水口连接有进水管道4,受控氧化区1上部的出水口经管道连接至厌氧区2下部的进水口,厌氧区2上部的出水口经管道连接至好氧区3下部的进水口,受控氧化区1、厌氧区2的出水分别自流至厌氧区2、好氧区3。

受控氧化区1内设有第一曝气装置5,第一曝气装置5连接至第一鼓风机6,受控氧化区1内设有溶解氧浓度测定仪7、氨氮浓度测定仪8和亚硝基氮浓度测定仪9,实施中,根据溶解氧、氨氮、亚硝基氮的浓度控制第一鼓风机6的曝气量和进水流量,使受控氧化区1约50-60%的氨氮被氧化为亚硝基氮,并降解一部分COD。

厌氧区2设有搅拌装置10,同时在厌氧区2接种有厌氧氨氧化菌和反硝化菌,厌氧氨氧化菌将氨氮和亚硝基氮转化为氮气和少量硝基氮,反硝化菌利用水中COD将硝基氮转化为氮气排出。

好氧区3内设有第二曝气装置11,第二曝气装置11连接至第二鼓风机12,好氧区3内设有溶解氧浓度测定仪7和氨氮浓度测定仪8,实施中通过氨氮、溶解氧的浓度控制第二鼓风机12的曝气量,使剩余的氨氮被氧化成硝基氮,剩余的COD被完全氧化成CO2。好氧区3中采用膜组件13(MBR组件)对混合液进行分离,膜组件13连接至出水管道14,在出水管道14上设有抽吸泵15。

为了进一步优化本实用新型的实施效果,出水管道14内部分清水经第一回流管道16回流至受控氧化区2,一方面可以降低受控氧化区氨氮浓度,避免对亚硝化菌造成毒性,另一方面可以降低进入厌氧区的亚硝基氮浓度,避免对厌氧氨氧化菌产生抑制作用,实施中,第一回流管道16上设有第一回流泵17、第一阀门18和第一流量计19,为了控制的方便,第一阀门18可以为电磁阀并与控制器连接。

为了进一步优化本实用新型的实施效果,延长受控氧化区1亚硝化菌的停留时间,提高脱氮效率,将厌氧区2的泥水混合液经第二回流管道20回流至受控氧化区1,第二回流管道20上设有第二回流泵21、第二阀门22和第二流量计23,为了控制的方便,第二阀门22可以为电磁阀并与控制器连接。

为了进一步优化本实用新型的实施效果,进一步降低出水中的总氮浓度,好氧区3的硝基氮混合液经第三回流管道24回流至厌氧区2,第三回流管道24上设有第三回流泵25、第三阀门26和第三流量计27,为了控制的方便,第三阀门26可以为电磁阀并与控制器连接。

本例中,好氧区3采用MBR组件对混合液进行分离,好氧区3内污泥浓度可达到15-18g/L,可省去污泥浓缩池,在好氧区3底部设有连接至污泥脱水系统的污泥管路28用以排出好氧区3的污泥,在污泥管路28上设有污泥泵29。

本例中,系统中采用絮状污泥,使该系统既能运用于低盐度废水,也适用于高盐度废水,且运行管理相对简单。

以处理150m3/d、氨氮浓度1800mg/L的餐厨垃圾废水为例,受控氧化区、厌氧区、好氧区的容积分别为250、350和220m3,曝气量400m3/h,整体水力停留时间为大约5.5天,即可达到排放标准,若采用单独的硝化-反硝化的反应器,好氧区、厌氧区的容积至少为1600、1100m3,曝气量900m3/h,可见本实用新型的脱氮系统节省了占地面积和基建费用和运行成本。

上述实例只为说明本实用新型的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人员能够了解本实用新型的内容并据以实施,并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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