申请日2017.08.11
公开(公告)日2017.11.10
IPC分类号C02F9/14; C02F101/16; C02F101/10
摘要
餐厨垃圾厌氧消化废水处理装置，涉及餐厨垃圾浆料厌氧消化脱水后的废水处理装置。废水先后经隔油初沉池(1)、调节池(2)、第一pH调节池(3)、氨吹脱塔(4)、第二pH调节池(5)、A/O生化处理装置(6)、沉淀池(7)、气浮装置(8)、芬顿反应器(9)、混凝沉淀池(10)、曝气生物滤池(11)处理，在满足有效去除废水中COD、BOD5、SS等污染物的同时，可有效去除TN、TP和有效降低废水色度，并提高TN、TP的去除率，处理后的废水中COD、BOD5、NH3‑N、TP、色度等污染物可稳定达到《污水综合排放标准》(GB8978‑1996)“一级标准”要求，且TN小于70mg/L。
权利要求书
1.餐厨垃圾厌氧消化废水处理装置，其特征是：
包括隔油初沉池(1)、调节池(2)、第一pH调节池(3)、氨吹脱塔(4)、第二pH调节池(5)、A/O生化处理装置(6)、沉淀池(7)、气浮装置(8)、芬顿反应器(9)、混凝沉淀池(10)、曝气生物滤池(11);
所述隔油初沉池(1)上部有浮油挡板(1a)，下部有污泥腔(1b)，所述污泥腔(1b)底部有污泥出口，隔油初沉池(1)的废水出口与所述调节池(2)相通;
所述调节池(2)的出水口与所述第一pH调节池(3)相通;
所述第一pH调节池(3)内有第一搅拌机构(3a)，第一pH调节池(3)内腔并与碱投加构件相通;
所述氨吹脱塔(4)上部有尾气出口(4a)，下部有空气进口(4b)，氨吹脱塔(4)内腔上部有配水构件(4c)，配水构件(4c)的废水进口与所述第一pH调节池(3)相通，所述氨吹脱塔(4)的废水出口与第二pH调节池(5)相通;
所述第二pH调节池(5)内有第二搅拌机构(5a)，第二pH调节池(5)内腔并与硫酸投加构件相通;
所述A/O生化处理装置(6)内包括缺氧区(6a)和好氧区(6b)，缺氧区(6a)与好氧区(6b)上部相通，所述第二pH调节池(5)与A/O生化处理装置(6)内的缺氧区(6a)相通，A/O生化处理装置(6)内的好氧区(6b)与所述沉淀池(7)相通;
所述沉淀池(7)下部有贮泥腔(7a)，贮泥腔(7a)底部有污泥排出口;
所述气浮装置(8)设置有撇渣机构(8a)，浮渣槽(8b),溶气机构(8c),所述气浮装置(8)与所述沉淀池(7)上部的出水口相通，气浮装置(8)内腔与混凝剂投加构件相通，气浮装置(8)下部的出水口与所述芬顿反应器9相通;
所述芬顿反应器(9)内设有气体搅拌构件(9a)，芬顿反应器(9)内腔与硫酸投加构件及芬顿试剂投加构件相通;
所述混凝沉淀池(10)包括混凝区(10a)和沉淀区(10b),混凝区(10a)与沉淀区(10b)上部相通,所述混凝区(10a)内设有第三搅拌机构(10c),沉淀区(10b)下部有污泥斗(10d),污泥斗(10d)底部有出泥口，混凝区(10a)与碱投加构件相通，所述芬顿反应器(9)的废水出口与混凝沉淀池(10)的混凝区(10a)相通，混凝沉淀池(10)的沉淀区(10b)上部出水口与所述曝气生物滤池(11)上部相通;
所述曝气生物滤池(11)内腔底部设有曝气构件(11a),中部有生物滤料层(11b)，曝气生物滤池(11)下部有出水口。
2.按照权利要求1所述的餐厨垃圾厌氧消化废水处理装置，其特征是：设置消毒池，所述消毒池的进水口与所述曝气生物滤池(11)下部的出水口相通。
3.按照权利要求1或2所述的餐厨垃圾厌氧消化废水处理装置，其特征是：在所述的A/O生化处理装置(6)中，设有将所述好氧区(6b)内的泥水混合液回流于缺氧区(6a)的回流管件(6c)，回流管件(6c)上设有第一回流泵(6d)。
4.按照权利要求1或2所述的餐厨垃圾厌氧消化废水处理装置，其特征是：设有将所述沉淀池(7)下部贮泥腔内的部分污泥混合物回流于A/O生化处理装置中缺氧区(6a)内的回流管(7b)，回流管(7b)上设有第二回流泵(7c)。
5.按照权利要求1或2所述的餐厨垃圾厌氧消化废水处理装置，其特征是：当所述A/O生化处理装置(6)内泥水混合液温度低于20℃时，设有将所述A/O生化处理装置(6)内泥水混合液温度升至20～35℃的加热装置。
6.按照权利要求1或2所述的餐厨垃圾厌氧消化废水处理装置，其特征是：当所述A/O生化处理装置(6)内泥水混合液温度高于35℃时，设有将所述A/O生化处理装置(6)内泥水混合液温度降至20～35℃的冷却装置。
说明书
餐厨垃圾厌氧消化废水处理装置
技术领域
本发明属于一种餐厨垃圾浆料厌氧消化废水处理装置，具体涉及一种餐厨垃圾浆料厌氧消化脱水后的废水，及餐厨垃圾处理其它工序所产生废水的处理装置，属于污水处理领域。
背景技术
餐厨垃圾浆料厌氧消化脱水后的废水，以及餐厨垃圾处理其它工序产生的废水，废水成分复杂，属处理难度大的高浓度有机废水。废水中污染物浓度高，化学需氧量(COD，8000～20000mg/L)、BOD5(4000～8000mg/L)、总氮(TN，2000～3000mg/L)、氨氮(NH3-N，1500～2500mg/L)、总磷(TP，50～150mg/L)、悬浮物(SS，>8000mg/L)、含盐量(15000～30000mg/L)、动植物油(800～1500mg/L)、色度(300～800倍)。废水中的纤维素、蛋白质、脂类等难生物降解有机物质所占比大，其碳氮比(BOD5:TKN)低，仅为2:1～3:1，废水的碳氮比低不利于总氮的有效去除。
餐厨废水处理目前主要采用厌氧生物处理、好氧生物处理、高级氧化和膜技术处理等几种或多种单元组合的处理装置。废水经处理后应达到《污水综合排放标准(GB8978-1996)》中“三级标准”和《污水排入城镇下水道水质标准》GB/T 31962-2015)中“B级”标准，部分地区还需达到更为严格的《污水综合排放标准》(GB8978-1996)“一级标准”，且对总氮排放值有要求。
公开号CN106396282A的文献公开了一种“餐厨垃圾浆料厌氧发酵废水处理装置”，该装置包括隔油初沉池、调节池、第一pH调节池、氨吹脱塔、第二pH调节池、A/O生化处理装置、沉淀池、芬顿反应器、混凝沉淀池。废水先后经隔油初沉池调节池、第一pH调节池、氨吹脱塔、第二pH调节池、A/O生化处理装置、沉淀池、芬顿反应器、混凝沉淀池进行处理，在去除废水中COD、BOD5、SS等污染物的同时，可有效去除TN、TP和有效降低废水色度，并提高TN、TP去除率，处理后的废水中COD、BOD5、TN、NH3-N、TP、色度等污染物均可稳定达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)“三级标准”和《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962-2015)“B级”要求，具有较好效果，但不满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)“一级标准”的要求。
现有技术中还有一种由“预处理装置+厌氧处理装置+好氧处理装置+反渗透膜过滤装置”等组合而成的处理装置，其不足是，一是厌氧处理单元运行管理要求高，尤其是厌氧处理装置在运行过程中消耗废水中的碳源，使废水中碳氮比进一步下降(COD、BOD5降低，氨氮升高)，碳氮比的降低更不利于废水的生物脱氮;二是反渗透膜过滤装置作为末端的深度处理，虽然可以满足《污水排入城镇下水道水质标准》“B级”标准的要求以及《污水综合排放标准》(GB8978-1996)“一级标准”的要求，其不足是废水中的油脂易导致反渗透膜堵塞，废水中的高盐分会加速反渗透膜的老化，反渗透膜使用寿命短，尤其是反渗透膜过滤装置是一种物理过滤装置，只是将废水中的污染物进行了截留，并未将污染物真正降解，所产生的大量浓缩液需另行进行复杂过程的处理，容易导致二次污染，且运行成本较高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种餐厨垃圾厌氧消化废水处理装置，即餐厨垃圾浆料厌氧消化脱水后的废水及餐厨垃圾处理过程其他工序所产生废水的处理装置，本装置在满足有效去除废水中COD、BOD、SS等污染物的同时，可有效去除TN、NH3-N、TP和有效降低废水色度，并提高TN、NH3-N、TP的去除率，处理后的废水中COD、BOD5、NH3-N、TP、色度等污染物均可稳定达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)“一级标准”的要求，且TN可小于70mg/L。
本发明的技术方案如下：
参见附图，包括隔油初沉池1、调节池2、第一pH调节池3、氨吹脱塔4、第二pH调节池5、A/O生化处理装置6、沉淀池7、气浮装置8、芬顿反应器9、混凝沉淀池10、曝气生物滤池11;
所述隔油初沉池1上部有浮油挡板1a，下部有污泥腔1b，所述污泥腔1b底部有污泥出口，隔油初沉池1的废水出口与所述调节池2相通;所述隔油初沉池对废水进行隔油、初沉处理，去除大部分悬浮物SS;
所述调节池2的出水口与所述第一pH调节池3相通;调节池2对废水水量、水质进行调节;
所述第一pH调节池3内有第一搅拌机构3a，第一pH调节池3内腔并与碱投加构件相通;第一pH调节池3对废水的pH值进行第一次调节，使废水中氨氮的形态由NH4+转化为游离氨(NH3)，为后续氨吹脱塔处理过程中有效去除氨氮提供有利条件;
所述氨吹脱塔4上部有尾气出口4a，下部有空气进口4b，氨吹脱塔4内腔上部有配水构件4c，配水构件4c的废水进口与所述第一pH调节池3相通，所述氨吹脱塔4的废水出口与第二pH调节池5相通;废水经氨吹脱塔处理，实现游离氨的吹脱与去除，使废水中的碳氮比(BOD5:TKN)提高，为后续A/O生化处理装置的生物脱氮提供适宜的碳氮比条件;
所述第二pH调节池5内有第二搅拌机构5a，第二pH调节池5内腔并与硫酸投加构件相通;第二pH调节池对废水的pH值进行第二次调节，形成微生物适宜的生长环境，为后续A/O生化处理装置的生化处理提供必要环境;
所述A/O生化处理装置6包括缺氧区6a和好氧区6b，所述缺氧区6a与好氧区6b上部相通，所述第二pH调节池5与A/O生化处理装置6的缺氧区6a相通，A/O生化处理装置6的好氧区6b与所述沉淀池7相通;A/O生化处理装置6对废水进行生化处理，有效去除大部分COD、BOD5，进一步去除NH3-N、TN，有效去除磷;
所述沉淀池7下部有贮泥腔7a，贮泥腔7a底部有污泥排出口;废水经沉淀池7沉淀处理，进一步去除SS和TP;
所述气浮装置8设置有撇渣机构8a，浮渣槽8b，溶气机构8c，所述气浮装置8与所述沉淀池7上部的出水口相通，气浮装置8内腔与混凝剂投加构件相通，气浮装置8下部的出水口与所述芬顿反应器9相通;作业中，由混凝剂投加构件向气浮装置中投加混凝剂，并与废水进行混凝，溶气机构8c向废水中释放加压溶气水，使废水中产生大量的微细气泡，微细气泡附着在废水中的悬浮物颗粒上，利用浮力使悬浮物浮在水面，从而实现固-液分离，去除废水中的悬浮物、胶体类污染物，进一步去除COD、TP、色度等污染物;浮在水面的浮渣通过撇渣机构8a撇入浮渣槽8b内，浮渣排入另设的贮泥池12;
所述芬顿反应器9内设有气体搅拌构件9a，芬顿反应器9内腔与硫酸投加构件及芬顿试剂投加构件相通;废水在所述芬顿反应器9内在酸性pH值环境下与芬顿试剂进行接触反应，废水经芬顿反应器处理，进一步降低废水中的COD、BOD5，同时，废水中的有色基团被破坏，为后续混凝沉淀池有效降低废水的色度创造条件;
所述混凝沉淀池10包括混凝区10a和沉淀区10b,混凝区10a与沉淀区10b上部相通,所述混凝区10a内设有第三搅拌机构10c,沉淀区10b下部有污泥斗10d,污泥斗10d底部有出泥口，混凝区10a与碱投加构件相通，所述芬顿反应器9的废水出口与混凝沉淀池10的混凝区10a相通，混凝沉淀池10的沉淀区10b上部出水口与所述曝气生物滤池11上部相通;作业中，由碱投加构件向混凝区中投加碱，并与废水进行混合，将废水pH值调节为中性，废水在中性pH值环境下，在混凝沉淀池的混凝区10a内发生混凝反应，形成不溶于水的氢氧化铁、磷酸铁絮体，去除废水中的铁离子与TP,同时，进一步去除废水中的COD、SS、色度和其它污染物，经所述混凝区10a处理后的废水进入沉淀区10b，实现固液分离，沉淀区10b内的上清液进入曝气生物滤池11，污泥斗10d内污泥通过其底部的出泥口排入另外设置的贮泥池12;
所述曝气生物滤池11内腔底部设有曝气构件11a,中部有生物滤料层11b，曝气生物滤池11下部有出水口;曝气生物滤池11对废水进行生物和物理处理，废水与微生物膜充分接触，降解废水中的有机物并进行硝化反硝化脱氮，同时进行滤料的过滤和吸附，进一步去除了废水中的COD、BOD5、TN、NH3-N、SS;所述曝气生物滤池11处理后的废水达标排放。
本发明具有以下特点与技术效果：
1、本发明中采用“第一pH调节池+氨吹脱塔”组合为一种新的处理单元，在第一pH调节池内对废水的pH值进行第一次调节，使废水中氨氮的形态从NH4+转化为游离氨(NH3)，为后续氨吹脱塔处理过程有效去除废水中的游离氨提供了有利的技术条件，在氨吹脱塔处理中通过液——气传质过程，经转化的游离氨则由液相转为气相而成为含氨尾气并排出，从而实现氨吹脱塔对废水中部分游离氨的有效去除，为实现有效去除TN、NH3-N和提高TN、NH3-N去除率的目的建立了良好基础。
2、本发明中将所述的“氨吹脱塔+第二pH调节池+A/O生化处理装置”组成另一创新的处理单元，由于所述氨吹脱塔的处理将废水中的游离氨进行有效去除，有效提高废水中的碳氮比，为后续A/O生化处理装置的生物脱氮提供适宜的碳氮比条件，氨吹脱处理后的废水进入第二pH调节池内对废水的pH值进行第二次调节，又形成了微生物适宜的生长环境;
由于氨吹脱塔的处理为A/O生化处理装置的生物脱氮提供适宜的碳氮比条件，对废水的pH值进行第二次调节又形成了微生物适宜的生长环境，在A/O生化处理装置对废水进行生化处理的过程中，A/O生化处理装置的好氧区内活性污泥中的微生物可有效地进行新陈代谢，将废水中COD、BOD5降解，同时活性污泥中的硝化菌将废水中的氨氮氧化为硝酸盐氮和亚硝酸氮，由于氨吹脱处理过程有效提高了废水中的碳氮比，废水中的碳源丰富，A/O生化处理装置缺氧区内的反硝化菌消耗碳源在去除废水中COD、BOD5的同时，将硝酸盐氮和亚硝酸氮转化为氮气，通过硝化-反硝化反应，实现了有效脱氮;同时，活性污泥中的聚磷菌(微生物)在新陈代谢过程中吸收磷，形成聚磷酸盐贮存于所述的聚磷菌(微生物)体内，有效去除废水中的磷。
3、本发明后续的“沉淀池+气浮装置+芬顿反应器+混凝沉淀池+曝气生物滤池”与前述处理单元的组合构成了本发明对废水进行处理的整体新方案，在前述处理单元获得相应有效的处理效果的基础上，在沉淀池的沉淀池处理中，进一步去除了废水中的SS;在气浮装置内进一步去除了胶体类污染物、COD、SS、TP，废水经气浮装置处理后，水中的COD污染物，特别是大分子难降解污染物得到部分去除，可减小后续芬顿反应器中芬顿试剂的投加量，节约芬顿试剂的成本;芬顿反应器进一步降低了废水中的COD、BOD5，废水中的有色基团被破坏，为后续混凝沉淀池有效降低废水的色度创造条件;在混凝沉淀池处理中，将芬顿反应出水pH调节至中性，进一步去除废水中COD、SS、色度和其它污染物;在曝气生物滤池的生物和物理处理步骤中，进一步去除COD、BOD5、TN、NH3-N，同时去除废水中尚存的SS，使经本发明处理后的废水中COD、BOD5、NH3-N、TP、色度等污染物均可稳定达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)“一级标准”的要求，且TN可小于70mg/L。
4、本发明在“公开号CN106396282A”的技术方案基础上，在芬顿反应器前端增设了“气浮装置”，在芬顿反应器后端依次增设了“混凝沉淀池”、“曝气生物滤池”，即构成本发明方案的后部“气浮装置+芬顿反应器+混凝沉淀池+曝气生物滤池”的处理单元，使得经本发明处理后的废水中COD、BOD5、NH3-N、TP、色度等污染物均可稳定达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)“一级标准”的要求，且所增设的部分均可采用现有技术结构，运行稳定，便于维护，可降低运行成本，相对于现有的“预处理+厌氧+好氧+深度处理(反渗透膜过滤)”组合装置，避免了该组合装置因采用厌氧处理和膜技术而存在的不足。
