申请日2019.06.24
公开(公告)日2019.10.01
IPC分类号B09B3/00; C02F11/04; C02F3/28
摘要
一种餐厨垃圾与生活污水协同处理系统，二沉池的回流污泥管分别与厨余发酵区的两个发酵反应器连接交替供给污泥，厨余垃圾储存槽分别与两个发酵反应器连接交替投料，发酵反应器内置竖向的导流筒，导流筒内设置有双层铰刀，对进入导流筒的厨余垃圾破碎、混匀;在发酵反应器内的上部设置下向收集口，厌氧池内设置两个射流混合器和两个污泥提升泵，射流混合器的进水口连接污泥提升泵的出水管，负压吸入口连接下向收集口，发酵液与污泥提升泵输送的活性污泥在射流混合器中混匀后，通过射流混合器的出口管道排放至厌氧池回流污泥外回流进口处，达到优质碳源的定向供给、完成活性污泥系统的厌氧释磷的目的，为达到良好的生物脱氮除磷效果提供保障。
权利要求书
1.一种餐厨垃圾与生活污水协同处理系统，包括厨余发酵区、厌氧池、缺氧池、好氧池以及二沉池，二沉池的回流污泥管(2)连接厌氧池向其提供回流污泥，其特征在于，所述厨余发酵区包括交替运行的两个结构相同的发酵反应器，二沉池的回流污泥管(2)分别与所述两个发酵反应器连接以进行交替供给污泥，用于储存预处理去除固体杂质后的厨余垃圾的储存槽(4)分别与所述两个发酵反应器连接以进行交替投料，所述发酵反应器内置竖向的导流筒，导流筒内设置有双层铰刀，驱动电机的输出连接双层铰刀带动其对进入导流筒的厨余垃圾进行破碎、混匀;在所述发酵反应器内的上部位置设置有下向收集口，所述厌氧池内设置两个射流混合器和两个污泥提升泵，每个射流混合器的进水口连接一个污泥提升泵的出水管，负压吸入口连接一个下向收集口，发酵液与污泥提升泵输送的活性污泥在射流混合器中混匀后，通过射流混合器的出口管道排放至厌氧池回流污泥外回流进口处。
2.根据权利要求1所述餐厨垃圾与生活污水协同处理系统，其特征在于，所述储存槽(4)中设置螺旋输送器(5)，输送驱动电机(6)连接螺旋输送器(5)，螺旋输送器(5)的出口分为两路，分别接入两个发酵反应器，且每路上设置有一个自动启闭器，通过自动启闭器依次开启实现两个发酵反应器的交替运行。
3.根据权利要求1所述餐厨垃圾与生活污水协同处理系统，其特征在于，所述发酵反应器内的底部设置有导流板，导流板与发酵反应器的底面形成的夹角为45～60°，导流板高度为二分之一的发酵反应器内部截面宽度，所述双层铰刀的间距为20cm，铰刀直径不大于30cm，所述导流筒直径为铰刀直径外加10cm间隙，总长度为二分之一的发酵反应器内部深度，安装高度与导流板顶部平齐。
4.根据权利要求1所述餐厨垃圾与生活污水协同处理系统，其特征在于，旋转过程中在导流筒内形成向上的升流流态，在导流筒底部形成负压抽吸作用。
5.根据权利要求1所述餐厨垃圾与生活污水协同处理系统，其特征在于，所述二沉池的回流污泥管(2)上设置有对回流污泥进行加热的换热装置。
6.根据权利要求1所述餐厨垃圾与生活污水协同处理系统，其特征在于，所述厌氧池回流污泥释放至起端，污泥提升泵设置在厌氧池末端，厌氧池通过导流孔与缺氧池的起端连接，缺氧池末端与好氧池的起端连接，好氧池出水与二沉池的进水管连接。
7.一种基于权利要求1所述餐厨垃圾与生活污水协同处理系统的处理方法，其特征在于，步骤如下：
将经过预处理去除固体杂质后的厨余垃圾填装至储存槽(4);
将回流污泥管(2)中的部分回流污泥分别输送至两个交替运行的污泥发酵反应器内右侧上部，将储存槽(4)内的厨余垃圾定量、交替投入两个发酵反应器内左侧上部;
启动驱动电机，带动双层铰刀对厨余垃圾进行破碎、混匀;
将混匀得到的污泥混合液静置发酵，使得未被水解的有机质与活性污泥从发酵液中共沉降，并进一步发挥微生物的水解作用;
启动污泥提升泵，发酵反应器内的上清液通过下向收集口及输送管路被吸入至射流混合器与厌氧池活性污泥混合，并将混合液导流至厌氧池起端的回流污泥管排放口附近，实现发酵液中优质碳源的定向供给，保障活性污泥系统的厌氧段释磷、缺氧段反硝化脱氮的碳源需求，完成餐厨垃圾与污水协同处理目标。
8.根据权利要求7所述处理方法，其特征在于，单个发酵反应器每天的厨余垃圾投配比为3～6%，回流污泥充水比为发酵反应器有效容积的15～20%，均分为三个周期投加。
9.根据权利要求7所述处理方法，其特征在于，所述双层铰刀转速8000～10000rad/min，工作模式为运行15min间歇45min，持续三次，铰刀完成运行后静置30min，对上层发酵液进行负压吸取并混合投加至厌氧池。
10.根据权利要求7所述处理方法，其特征在于，所述污泥提升泵的流量为10～15%的污水处理量，扬程为10～15m。
说明书
一种餐厨垃圾与生活污水协同处理系统与方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种餐厨垃圾与生活污水协同处理系统与方法。
背景技术
餐厨垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活废物，极易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒。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，餐厨垃圾饲料化是比较合理可行的资源化利用途径。
例如，CN02155417.X公开了一种利用餐厨废弃物生产高钙多维酵母蛋白饲料的方法，将经粉碎机粉碎、脱水、加氮中和、灭菌后的餐厨废弃物及泔水物料与通过流量控制器混合控制的酵母和微生物生物菌种进行混合接种后经计算机控制分批进行固体发酵再经干燥、磨粉、化验及包装制成高钙多维酵母蛋白饲料;CN98103203.6公开一种将厨余废弃物再生成禽畜饲料或农业用有机肥料的一种方法，直接将收集的厨余废弃物于一次作业中，经来源分类、破碎、计量配方、脱水后至累批待料槽汇总送入卧式搅拌槽进行蒸煮灭菌、发酵或干燥处理后制成半成品送至半成品贮桶，再依所需进行造粒或粉剂制成鱼、禽、畜饲料或有机肥料。上述方法的高效利用需要建立规模化、系统化的处理生产线，在规模足够大时才能降低处理系统的投资成本和运行成本，使得餐厨垃圾用作饲料资源化在经济上达到可行的目标。然而，国内目前只有少数特大城市餐厨垃圾产量规模能实现资源化利用的经济可行性，而广大中小城市根本无法达到该经济规模。
另一方面，由于城市规模不断扩大，城市污水经由排水管网收集-输送-排放的路径与时间逐渐增加。污水中有机物在管网这一生化反应器内的降解作用越来越显著，造成污水厂进水C/N比过低，并进而影响到污水处理厂脱氮除磷工艺的运行效果，使得处理水中N、P难以稳定达到相应的排放标准。为了解决这一问题，操作人员采取了向水中投加碳源(乙酸钠/甲醇等)的方式，该方法增加了城市污水处理系统的运行成本。
如前所述，餐厨垃圾中富含有机物。利用餐厨垃圾作为城市污水中碳源的添加母体，可实现以废治废的良好效果。目前我国所有县级行政区域和部分村镇都建设有城市污水处理设施，为餐厨垃圾与污水协同处理提供了良好基础。然而厨余垃圾中有机物大部分以固体物质存在，直接投入城市污水处理构筑物会出现沉降、降解流程长、处理不彻底等后果，并对系统造成严重的冲击负荷;很难达到理想的处理目标。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种餐厨垃圾与生活污水协同处理系统与方法，将经过预处理去除固体杂质后的厨余垃圾，通过螺旋输送和电动闸门的控制分别投入两个交替运行的污泥发酵反应器;厨余垃圾进入发酵反应器后与自二沉池来的部分回流污泥进行混合，并在高速搅拌器与导流筒的共同作用下，使得厨余垃圾破碎、混匀，回流污泥可充分接触、吸附厨余垃圾破碎产物，以提供良好的餐厨垃圾发酵条件;经过生物发酵的混合液静置后，上清液通过水射器射流吸入并与厌氧池混合液充分混匀、搅拌，达到优质碳源的定向供给、完成活性污泥系统的厌氧释磷的目的，为达到良好的生物脱氮除磷效果提供保障。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种餐厨垃圾与生活污水协同处理系统，包括厨余发酵区、厌氧池、缺氧池、好氧池以及二沉池，二沉池的回流污泥管2连接厌氧池向其提供回流污泥，其特征在于，所述厨余发酵区包括交替运行的两个结构相同的发酵反应器，二沉池的回流污泥管2分别与所述两个发酵反应器连接以进行交替供给污泥，用于储存预处理去除固体杂质后的厨余垃圾的储存槽4分别与所述两个发酵反应器连接以进行交替投料，所述发酵反应器内置竖向的导流筒，导流筒内设置有双层铰刀，驱动电机的输出连接双层铰刀带动其对进入导流筒的厨余垃圾进行破碎、混匀;在所述发酵反应器内的上部位置设置有下向收集口，所述厌氧池内设置两个射流混合器，每个射流混合器的进水口连接一个污泥提升泵的出水管，负压吸入口连接一个下向收集口，发酵液与污泥提升泵输送的活性污泥在射流混合器中混匀后，通过射流混合器的出口管道排放至厌氧池回流污泥外回流进口处。
所述储存槽4中设置螺旋输送器5，输送驱动电机6连接螺旋输送器5，螺旋输送器5的出口分为两路，分别接入两个发酵反应器，且每路上设置有一个自动启闭器，通过自动启闭器依次开启实现两个发酵反应器的交替运行。
所述发酵反应器内的底部设置有导流板，导流板与发酵反应器的底面形成的夹角为45～60°，导流板高度为二分之一的发酵反应器内部截面宽度，所述双层铰刀的间距为20cm，铰刀直径不大于30cm，所述导流筒直径为铰刀直径外加10cm间隙，总长度为二分之一的发酵反应器内部深度，安装高度与导流板顶部平齐。
旋转过程中在导流筒内形成向上的升流流态，在导流筒底部形成负压抽吸作用。
所述二沉池的回流污泥管2上设置有对回流污泥进行加热的换热装置。
所述厌氧池回流污泥释放至起端，污泥提升泵设置在厌氧池末端，厌氧池通过导流孔与缺氧池的起端连接，缺氧池末端与好氧池的起端连接，好氧池出水与二沉池的进水管连接。
本发明还提供了一种基于所述餐厨垃圾与生活污水协同处理系统的处理方法，步骤如下：
将经过预处理去除固体杂质后的厨余垃圾填装至储存槽4;
将回流污泥管2中的部分回流污泥分别输送至两个交替运行的污泥发酵反应器内右侧上部，将储存槽4内的厨余垃圾定量、交替投入两个发酵反应器内左侧上部;
启动驱动电机，带动双层铰刀对厨余垃圾进行破碎、混匀;
将混匀得到的污泥混合液静置发酵，使得未被水解的有机质与活性污泥从发酵液中共沉降，并进一步发挥微生物的水解作用;
启动污泥提升泵，发酵反应器内的上清液通过下向收集口及输送管路被吸入至射流混合器与厌氧池活性污泥混合，并将混合液导流至厌氧池起端的回流污泥管排放口附近，实现发酵液中优质碳源的定向供给，保障活性污泥系统的厌氧段释磷、缺氧段反硝化脱氮的碳源需求，完成餐厨垃圾与污水协同处理目标。
单个发酵反应器每天的厨余垃圾投配比为3～6%，回流污泥充水比为发酵反应器有效容积的15～20%，均分为三个周期投加。
所述双层铰刀转速8000～10000rad/min，工作模式为运行15min间歇45min，持续三次，铰刀完成运行后静置30min，对上层发酵液进行负压吸取并混合投加至厌氧池。
所述污泥提升泵的流量为10～15%的污水处理量，扬程为10～15m。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明可同步解决城市污水C/N过低而导致的脱氮除磷效果不佳与城市厨余处置途径匮乏的双重问题，实现“以废治废”绿色处理。
2.发酵反应器交替运行，可实现发酵液向污水处理系统不间断的投加，确保处理效果。
3.对于夜间处理水量较小的城市污水厂，可调整发酵反应器的运行特征，实现夜间污水厂碳源补给，维持污水处理系统的稳定运行。
