公布日：2022.04.15
申请日：2020.10.14
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种餐厨废水一体化处理系统及其处理方法，系统包括依次联通设置的前端预处理装置、油水分离器、TUF系统、厌氧消化系统、MBR-生化集成系统、DTNF系统、蒸发系统。通过油水分离器、厌氧消化系统、TUF系统、MBR-生化集成系统、DTNF系统、蒸发系统的相互配合使得系统耐水质冲击能力得到了极大的增强。使之能够适应更极端的厨房环境，同时实现更高效的污水处理效率。
权利要求书
1.一种餐厨废水一体化处理系统，其特征在于，包括前端预处理装置、油水分离器、厌氧消化系统、TUF系统、MBR-生化集成系统、DTNF系统、蒸发系统；所述前端预处理装置、油水分离器、厌氧消化系统、TUF系统、MBR-生化集成系统、DTNF系统、蒸发系统通过管道依次联通设置。
2.根据权利要1所述餐厨废水一体化处理系统，其特征在于，还包括沼气焚烧炉；所述油水分离器内设有加温系统；所述加温系统用于给油水分离器加温，防止油脂凝固；所述加温系统的热交换器与沼气焚烧炉通过导热管和控制阀联通；所述蒸发系统与沼气焚烧炉通过导热管和控制阀联通；所述加温系统还包括天热气热源或电加热热源，用于辅助沼气热源不足。
3.根据权利要求1所述餐厨废水一体化处理系统，其特征在于，所述油水分离器内设有斜板隔油装置、波纹板隔油装置和液位自动控制装置，通过物理运动使得废水中油粒子在经过一定时间的缓流和斜板隔油装置的碰撞后浮于水面上，然后经过波纹板隔油装置的分流分离吸附，最后通过液位自动控制装置将分离后的混合油脂集中到集油槽中并排放出去。
4.根据权利要求1所述餐厨废水一体化处理系统，其特征在于：所述MBR-生化集成系统为撬装式装备；所述MBR-生化集成系统使用浸没式超滤膜；所述DTNF系统为撬装式装备。
5.根据权利要求2所述餐厨废水一体化处理系统，其特征在于：所述的厌氧消化系统为中温湿式单相厌氧系统，所述中温式单相厌氧系统中设有套管式换热器和机械式中央搅拌器；所述套管式换热器设有与沼气焚烧炉联通的导热管和控制阀。
6.根据权利要求5所述餐厨废水一体化处理系统，其特征在于：所述机械式中央搅拌器包括破渣桨叶和导流桨叶；所述导流桨叶设置在下部，用于在塔内形成自上而下的搅拌流场；所述破渣桨叶设置在上部，用于破除浮渣；所述机械式中央搅拌器上设有浮渣清洗装置；所述浮渣清洗装置用于将被破渣桨叶破碎的浮渣清出厌氧消化系统。
7.一种使用权利要求1所述餐厨废水一体化处理系统处理餐厨废水的方法，其特征在于；所述方法包括如下步骤：S1：餐厨垃圾经过前端预处理装置处理后的废水送入系统，通过油水分离器将经过初步除渣后的油水混合物污水中的油、渣自动分离，将油水液相混合物分离为油相、水相；S2：将步骤S1得到的水相送入厌氧消化系统，通过搅拌均匀混合反应后，分解废水中的高分子有机物，通过厌氧菌将浆液内的有机质充分消化降解，使其变为CH4和CO2，出水进入气浮系统进行除渣；S3：将步骤S2除渣分离过后的污水送入TUF系统，在压力驱动下流经滤膜表面，并驱使清水透过膜层形成滤过液，被截留的颗粒物被料液持续带出，滤液进入MBR-生化集成系统处理，残渣随浓液回流至循环池定期排出压滤外运处理；S4：将步骤S3除渣分离过后的污水送入MBR-生化集成系统处理，分解降低COD，同时对废水中氨氮进行去除，在好氧段异氧微生物和氨氧化微生物，以溶解氧为电子受体，以有机物和氨氮为电子供体，发生了氧化还原反应，分别将有机物转化为了CO2和硝酸盐；在缺氧段反硝化菌，以将硝酸盐（NO3−）为电子受体完成呼吸作用以获得能量，并且释放出N2或N2O，生化出水进入产水箱；S5：将步骤S4的产水送入DTNF系统，通过浓水旁通阀及伺服电机控制阀控制系统压力，在高压下使产水通过膜系统，浓水通过浓水管道收集，进一步去除废水内COD至产水达标排放，降低部分氨氮，浓水收集。
8.S6：将步骤S5系统浓水引入蒸发系统，浓缩结晶，外运处置。
9.根据权利要求7所述使用餐厨废水一体化处理系统处理餐厨废水的方法，其特征在于，步骤S2中，所述厌氧消化系统的有机负荷为3-3.5kgVS/(m3·d)；所述厌氧消化系统的C/N比为30:1；所述厌氧消化系统的水力停留时间控为20天。
10.根据权利要求7所述使用餐厨废水一体化处理系统处理餐厨废水的方法，其特征在于，步骤S3中，所述TUF系统操作压力<0.6Mpa；膜通量为80LMH。
11.根据权利要求7所述使用餐厨废水一体化处理系统处理餐厨废水的方法，其特征在于，步骤S5中，所述DTNF系统运行压力为2.5MPa，系统产水率为90%，膜通量最高为35LMH。
发明内容
本发明所要解决的问题是，针对上述现有技术中的缺点，提出创新方案，尤其是一种能够有效提高餐厨废水处理系统对于水质冲击的耐受能力的方案。
为解决上述问题，本发明使用的方案如下：一种餐厨废水一体化处理系统，其特征在于，包括前端预处理装置、油水分离器、厌氧消化系统、TUF系统、MBR-生化集成系统、DTNF系统、蒸发系统；所述前端预处理装置、油水分离器、厌氧消化系统、TUF系统、MBR-生化集成系统、DTNF系统、蒸发系统通过管道依次联通设置。
进一步，根据上述设计方案所述餐厨废水一体化处理系统，其特征在于，还包括沼气焚烧炉；所述油水分离器内设有加温系统；所述加温系统用于给油水分离器加温，防止油脂凝固；所述加温系统的热交换器与沼气焚烧炉通过导热管和控制阀联通；所述蒸发系统与沼气焚烧炉通过导热管和控制阀联通。
进一步，根据上述设计方案所述餐厨废水一体化处理系统，其特征在于，所述油水分离器内设有斜板隔油装置、波纹板隔油装置和液位自动控制装置，通过物理运动使得废水中油粒子在经过一定时间的缓流和斜板隔油装置的碰撞后浮于水面上，然后经过波纹板隔油装置的分流分离吸附，最后通过液位自动控制装置将分离后的混合油脂集中到集油槽中并排放出去。
进一步，根据上述设计方案所述餐厨废水一体化处理系统，其特征在于：所述MBR-生化集成系统为撬装式装备；所述MBR-生化集成系统使用浸没式超滤膜；所述DTNF系统为撬装式装备。
进一步，根据上述设计方案所述餐厨废水一体化处理系统，其特征在于：所述的厌氧消化系统为中温湿式单相厌氧系统，所述中温式单相厌氧系统中设有套管式换热器和机械式中央搅拌器；所述套管式换热器设有与沼气焚烧炉联通的导热管和控制阀。
进一步，根据上述设计方案所述餐厨废水一体化处理系统，其特征在于：所述机械式中央搅拌器包括破渣桨叶和导流桨叶；所述导流桨叶设置在下部，用于在塔内形成自上而下的搅拌流场；所述破渣桨叶设置在上部，用于破除浮渣；所述机械式中央搅拌器上设有浮渣清洗装置；所述浮渣清洗装置用于将被破渣桨叶破碎的浮渣清出厌氧消化系统。
一种使用权利要求1所述餐厨废水一体化处理系统处理餐厨废水的方法，其特征在于；所述方法包括如下步骤：S1：餐厨垃圾经过前端预处理装置处理后的废水送入系统，通过油水分离器将经过初步除渣后的油水混合物污水中的油、渣自动分离，将油水液相混合物分离为油相、水相；S2：将步骤S1得到的水相送入厌氧消化系统，通过搅拌均匀混合反应后，分解废水中的高分子有机物，通过厌氧菌将浆液内的有机质充分消化降解，使其变为CH4和CO2，出水进入气浮系统进行除渣；S3：将步骤S2除渣分离过后的污水送入TUF系统，在压力驱动下流经滤膜表面，并驱使清水透过膜层形成滤过液，被截留的颗粒物被料液持续带出，滤液进入MBR-生化集成系统处理，残渣随浓液回流至循环池定期排出压滤外运处理；S4：将步骤S3除渣分离过后的污水送入MBR-生化集成系统处理，分解降低COD，同时对废水中氨氮进行去除，在好氧段异氧微生物和氨氧化微生物，以溶解氧为电子受体，以有机物和氨氮为电子供体，发生了氧化还原反应，分别将有机物转化为了CO2和硝酸盐；在缺氧段反硝化菌，以将硝酸盐（NO3−）为电子受体完成呼吸作用以获得能量，并且释放出N2或N2O，生化出水进入产水箱；S5：将步骤S4的产水送入DTNF系统，通过浓水旁通阀及伺服电机控制阀控制系统压力，在高压下使产水通过膜系统，浓水通过浓水管道收集，进一步去除废水内COD至产水达标排放，降低部分氨氮，浓水收集。
S6：将步骤S5系统浓水引入蒸发系统，浓缩结晶，外运处置。
进一步，根据上述设计方案所述使用餐厨废水一体化处理系统处理餐厨废水的方法，其特征在于，步骤S2中，所述厌氧消化系统的有机负荷为3-3.5kgVS/(m3·d)；所述厌氧消化系统的C/N比为30:1；所述厌氧消化系统的水力停留时间控为20天。
进一步，根据上述设计方案所述使用餐厨废水一体化处理系统处理餐厨废水的方法，其特征在于，步骤S3中，所述TUF系统操作压力<0.6Mpa；膜通量为80LMH。
进一步，根据上述设计方案所述使用餐厨废水一体化处理系统处理餐厨废水的方法，其特征在于，步骤S5中，所述DTNF系统运行压力为2.5MPa，系统产水率为90%，膜通量最高为35LMH。
本发明的技术效果如下：针对餐厨浆液高含固率，高粘度和高颗粒含量的特性，选用套管式换热器来为餐厨浆液进行换热。使用机械式中央搅拌器带有多组搅拌桨叶，下部桨叶在塔内形成自上而下的搅拌流场，上部的桨叶用于破除浮渣。同时配有清洗浮渣的装置，在浮渣被打碎的同时对粉碎后的浮渣进行冲洗，使浮渣能够顺利的排出厌氧罐外。
针对餐厨浆液高含固率，高粘度和高颗粒含量的特性，选用套管式换热器来为餐厨浆液进行换热。使用机械式中央搅拌器带有多组搅拌桨叶，下部桨叶在塔内形成自上而下的搅拌流场，上部的桨叶用于破除浮渣。同时配有清洗浮渣的装置，在浮渣被打碎的同时对粉碎后的浮渣进行冲洗，使浮渣能够顺利的排出厌氧罐外。
油水分离器包含隔油装置和加温系统，隔油装置包括斜板隔油装置、波纹板隔油装置和液位自动控制装置，通过物理运动使得废水中油粒子在经过一定时间的缓流和斜板隔油装置的碰撞后浮于水面上，然后经过波纹板隔油装置的分流分离吸附，最后通过液位自动控制装置将分离后的混合油脂集中到集油槽中并排放出去。加温系统与沼气焚烧炉联通，合理的利用了沼气燃烧产生的热能对油水分离器进行加热，将进水温度控制在50℃，保证油脂在低温下不会凝固成块，更利于油脂的排出。在沼气产出不足时利用电加热装置将进水温度控制在50℃，保证油脂在低温下不会凝固成块，更利于油脂的排出。
撬装式装备便于根据废水量与现场情况灵活调节占地问题与处理量问题，系统启动速度快，水质可以很快达到要求，同时膜生物反应器省去了二沉池、滤池及一系列辅助设备，甚至污泥的处理及费用。
DTNF系统为撬装式装备，进一步处理MBR-生化集成装置出水，DTNF系统产水率为70%-75%，COD去除率可达90%，可进一步去除30-40%氨氮，同时可将废水中一价盐与高价盐分离。
（发明人：刘军;郭成;李春泉;刘彦奎;孙少龙;王英惠;程池权）
