公布日：2022.04.15
申請日：2020.10.14
分類(lèi)號：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種餐廚廢水一體化處理系統及其處理方法，系統包括依次聯(lián)通設置的前端預處理裝置、油水分離器、TUF系統、厭氧消化系統、MBR-生化集成系統、DTNF系統、蒸發(fā)系統。通過(guò)油水分離器、厭氧消化系統、TUF系統、MBR-生化集成系統、DTNF系統、蒸發(fā)系統的相互配合使得系統耐水質(zhì)沖擊能力得到了極大的增強。使之能夠適應更極端的廚房環(huán)境，同時(shí)實(shí)現更高效的污水處理效率。
權利要求書(shū)
1.一種餐廚廢水一體化處理系統，其特征在于，包括前端預處理裝置、油水分離器、厭氧消化系統、TUF系統、MBR-生化集成系統、DTNF系統、蒸發(fā)系統；所述前端預處理裝置、油水分離器、厭氧消化系統、TUF系統、MBR-生化集成系統、DTNF系統、蒸發(fā)系統通過(guò)管道依次聯(lián)通設置。
2.根據權利要1所述餐廚廢水一體化處理系統，其特征在于，還包括沼氣焚燒爐；所述油水分離器內設有加溫系統；所述加溫系統用于給油水分離器加溫，防止油脂凝固；所述加溫系統的熱交換器與沼氣焚燒爐通過(guò)導熱管和控制閥聯(lián)通；所述蒸發(fā)系統與沼氣焚燒爐通過(guò)導熱管和控制閥聯(lián)通；所述加溫系統還包括天熱氣熱源或電加熱熱源，用于輔助沼氣熱源不足。
3.根據權利要求1所述餐廚廢水一體化處理系統，其特征在于，所述油水分離器內設有斜板隔油裝置、波紋板隔油裝置和液位自動(dòng)控制裝置，通過(guò)物理運動(dòng)使得廢水中油粒子在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的緩流和斜板隔油裝置的碰撞后浮于水面上，然后經(jīng)過(guò)波紋板隔油裝置的分流分離吸附，最后通過(guò)液位自動(dòng)控制裝置將分離后的混合油脂集中到集油槽中并排放出去。
4.根據權利要求1所述餐廚廢水一體化處理系統，其特征在于：所述MBR-生化集成系統為撬裝式裝備；所述MBR-生化集成系統使用浸沒(méi)式超濾膜；所述DTNF系統為撬裝式裝備。
5.根據權利要求2所述餐廚廢水一體化處理系統，其特征在于：所述的厭氧消化系統為中溫濕式單相厭氧系統，所述中溫式單相厭氧系統中設有套管式換熱器和機械式中央攪拌器；所述套管式換熱器設有與沼氣焚燒爐聯(lián)通的導熱管和控制閥。
6.根據權利要求5所述餐廚廢水一體化處理系統，其特征在于：所述機械式中央攪拌器包括破渣槳葉和導流槳葉；所述導流槳葉設置在下部，用于在塔內形成自上而下的攪拌流場(chǎng)；所述破渣槳葉設置在上部，用于破除浮渣；所述機械式中央攪拌器上設有浮渣清洗裝置；所述浮渣清洗裝置用于將被破渣槳葉破碎的浮渣清出厭氧消化系統。
7.一種使用權利要求1所述餐廚廢水一體化處理系統處理餐廚廢水的方法，其特征在于；所述方法包括如下步驟：S1：餐廚垃圾經(jīng)過(guò)前端預處理裝置處理后的廢水送入系統，通過(guò)油水分離器將經(jīng)過(guò)初步除渣后的油水混合物污水中的油、渣自動(dòng)分離，將油水液相混合物分離為油相、水相；S2：將步驟S1得到的水相送入厭氧消化系統，通過(guò)攪拌均勻混合反應后，分解廢水中的高分子有機物，通過(guò)厭氧菌將漿液內的有機質(zhì)充分消化降解，使其變?yōu)镃H4和CO2，出水進(jìn)入氣浮系統進(jìn)行除渣；S3：將步驟S2除渣分離過(guò)后的污水送入TUF系統，在壓力驅動(dòng)下流經(jīng)濾膜表面，并驅使清水透過(guò)膜層形成濾過(guò)液，被截留的顆粒物被料液持續帶出，濾液進(jìn)入MBR-生化集成系統處理，殘渣隨濃液回流至循環(huán)池定期排出壓濾外運處理；S4：將步驟S3除渣分離過(guò)后的污水送入MBR-生化集成系統處理，分解降低COD，同時(shí)對廢水中氨氮進(jìn)行去除，在好氧段異氧微生物和氨氧化微生物，以溶解氧為電子受體，以有機物和氨氮為電子供體，發(fā)生了氧化還原反應，分別將有機物轉化為了CO2和硝酸鹽；在缺氧段反硝化菌，以將硝酸鹽（NO3−）為電子受體完成呼吸作用以獲得能量，并且釋放出N2或N2O，生化出水進(jìn)入產(chǎn)水箱；S5：將步驟S4的產(chǎn)水送入DTNF系統，通過(guò)濃水旁通閥及伺服電機控制閥控制系統壓力，在高壓下使產(chǎn)水通過(guò)膜系統，濃水通過(guò)濃水管道收集，進(jìn)一步去除廢水內COD至產(chǎn)水達標排放，降低部分氨氮，濃水收集。
8.S6：將步驟S5系統濃水引入蒸發(fā)系統，濃縮結晶，外運處置。
9.根據權利要求7所述使用餐廚廢水一體化處理系統處理餐廚廢水的方法，其特征在于，步驟S2中，所述厭氧消化系統的有機負荷為3-3.5kgVS/(m3·d)；所述厭氧消化系統的C/N比為30:1；所述厭氧消化系統的水力停留時(shí)間控為20天。
10.根據權利要求7所述使用餐廚廢水一體化處理系統處理餐廚廢水的方法，其特征在于，步驟S3中，所述TUF系統操作壓力<0.6Mpa；膜通量為80LMH。
11.根據權利要求7所述使用餐廚廢水一體化處理系統處理餐廚廢水的方法，其特征在于，步驟S5中，所述DTNF系統運行壓力為2.5MPa，系統產(chǎn)水率為90%，膜通量最高為35LMH。
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是，針對上述現有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提出創(chuàng )新方案，尤其是一種能夠有效提高餐廚廢水處理系統對于水質(zhì)沖擊的耐受能力的方案。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明使用的方案如下：一種餐廚廢水一體化處理系統，其特征在于，包括前端預處理裝置、油水分離器、厭氧消化系統、TUF系統、MBR-生化集成系統、DTNF系統、蒸發(fā)系統；所述前端預處理裝置、油水分離器、厭氧消化系統、TUF系統、MBR-生化集成系統、DTNF系統、蒸發(fā)系統通過(guò)管道依次聯(lián)通設置。
進(jìn)一步，根據上述設計方案所述餐廚廢水一體化處理系統，其特征在于，還包括沼氣焚燒爐；所述油水分離器內設有加溫系統；所述加溫系統用于給油水分離器加溫，防止油脂凝固；所述加溫系統的熱交換器與沼氣焚燒爐通過(guò)導熱管和控制閥聯(lián)通；所述蒸發(fā)系統與沼氣焚燒爐通過(guò)導熱管和控制閥聯(lián)通。
進(jìn)一步，根據上述設計方案所述餐廚廢水一體化處理系統，其特征在于，所述油水分離器內設有斜板隔油裝置、波紋板隔油裝置和液位自動(dòng)控制裝置，通過(guò)物理運動(dòng)使得廢水中油粒子在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的緩流和斜板隔油裝置的碰撞后浮于水面上，然后經(jīng)過(guò)波紋板隔油裝置的分流分離吸附，最后通過(guò)液位自動(dòng)控制裝置將分離后的混合油脂集中到集油槽中并排放出去。
進(jìn)一步，根據上述設計方案所述餐廚廢水一體化處理系統，其特征在于：所述MBR-生化集成系統為撬裝式裝備；所述MBR-生化集成系統使用浸沒(méi)式超濾膜；所述DTNF系統為撬裝式裝備。
進(jìn)一步，根據上述設計方案所述餐廚廢水一體化處理系統，其特征在于：所述的厭氧消化系統為中溫濕式單相厭氧系統，所述中溫式單相厭氧系統中設有套管式換熱器和機械式中央攪拌器；所述套管式換熱器設有與沼氣焚燒爐聯(lián)通的導熱管和控制閥。
進(jìn)一步，根據上述設計方案所述餐廚廢水一體化處理系統，其特征在于：所述機械式中央攪拌器包括破渣槳葉和導流槳葉；所述導流槳葉設置在下部，用于在塔內形成自上而下的攪拌流場(chǎng)；所述破渣槳葉設置在上部，用于破除浮渣；所述機械式中央攪拌器上設有浮渣清洗裝置；所述浮渣清洗裝置用于將被破渣槳葉破碎的浮渣清出厭氧消化系統。
一種使用權利要求1所述餐廚廢水一體化處理系統處理餐廚廢水的方法，其特征在于；所述方法包括如下步驟：S1：餐廚垃圾經(jīng)過(guò)前端預處理裝置處理后的廢水送入系統，通過(guò)油水分離器將經(jīng)過(guò)初步除渣后的油水混合物污水中的油、渣自動(dòng)分離，將油水液相混合物分離為油相、水相；S2：將步驟S1得到的水相送入厭氧消化系統，通過(guò)攪拌均勻混合反應后，分解廢水中的高分子有機物，通過(guò)厭氧菌將漿液內的有機質(zhì)充分消化降解，使其變?yōu)镃H4和CO2，出水進(jìn)入氣浮系統進(jìn)行除渣；S3：將步驟S2除渣分離過(guò)后的污水送入TUF系統，在壓力驅動(dòng)下流經(jīng)濾膜表面，并驅使清水透過(guò)膜層形成濾過(guò)液，被截留的顆粒物被料液持續帶出，濾液進(jìn)入MBR-生化集成系統處理，殘渣隨濃液回流至循環(huán)池定期排出壓濾外運處理；S4：將步驟S3除渣分離過(guò)后的污水送入MBR-生化集成系統處理，分解降低COD，同時(shí)對廢水中氨氮進(jìn)行去除，在好氧段異氧微生物和氨氧化微生物，以溶解氧為電子受體，以有機物和氨氮為電子供體，發(fā)生了氧化還原反應，分別將有機物轉化為了CO2和硝酸鹽；在缺氧段反硝化菌，以將硝酸鹽（NO3−）為電子受體完成呼吸作用以獲得能量，并且釋放出N2或N2O，生化出水進(jìn)入產(chǎn)水箱；S5：將步驟S4的產(chǎn)水送入DTNF系統，通過(guò)濃水旁通閥及伺服電機控制閥控制系統壓力，在高壓下使產(chǎn)水通過(guò)膜系統，濃水通過(guò)濃水管道收集，進(jìn)一步去除廢水內COD至產(chǎn)水達標排放，降低部分氨氮，濃水收集。
S6：將步驟S5系統濃水引入蒸發(fā)系統，濃縮結晶，外運處置。
進(jìn)一步，根據上述設計方案所述使用餐廚廢水一體化處理系統處理餐廚廢水的方法，其特征在于，步驟S2中，所述厭氧消化系統的有機負荷為3-3.5kgVS/(m3·d)；所述厭氧消化系統的C/N比為30:1；所述厭氧消化系統的水力停留時(shí)間控為20天。
進(jìn)一步，根據上述設計方案所述使用餐廚廢水一體化處理系統處理餐廚廢水的方法，其特征在于，步驟S3中，所述TUF系統操作壓力<0.6Mpa；膜通量為80LMH。
進(jìn)一步，根據上述設計方案所述使用餐廚廢水一體化處理系統處理餐廚廢水的方法，其特征在于，步驟S5中，所述DTNF系統運行壓力為2.5MPa，系統產(chǎn)水率為90%，膜通量最高為35LMH。
本發(fā)明的技術(shù)效果如下：針對餐廚漿液高含固率，高粘度和高顆粒含量的特性，選用套管式換熱器來(lái)為餐廚漿液進(jìn)行換熱。使用機械式中央攪拌器帶有多組攪拌槳葉，下部槳葉在塔內形成自上而下的攪拌流場(chǎng)，上部的槳葉用于破除浮渣。同時(shí)配有清洗浮渣的裝置，在浮渣被打碎的同時(shí)對粉碎后的浮渣進(jìn)行沖洗，使浮渣能夠順利的排出厭氧罐外。
針對餐廚漿液高含固率，高粘度和高顆粒含量的特性，選用套管式換熱器來(lái)為餐廚漿液進(jìn)行換熱。使用機械式中央攪拌器帶有多組攪拌槳葉，下部槳葉在塔內形成自上而下的攪拌流場(chǎng)，上部的槳葉用于破除浮渣。同時(shí)配有清洗浮渣的裝置，在浮渣被打碎的同時(shí)對粉碎后的浮渣進(jìn)行沖洗，使浮渣能夠順利的排出厭氧罐外。
油水分離器包含隔油裝置和加溫系統，隔油裝置包括斜板隔油裝置、波紋板隔油裝置和液位自動(dòng)控制裝置，通過(guò)物理運動(dòng)使得廢水中油粒子在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的緩流和斜板隔油裝置的碰撞后浮于水面上，然后經(jīng)過(guò)波紋板隔油裝置的分流分離吸附，最后通過(guò)液位自動(dòng)控制裝置將分離后的混合油脂集中到集油槽中并排放出去。加溫系統與沼氣焚燒爐聯(lián)通，合理的利用了沼氣燃燒產(chǎn)生的熱能對油水分離器進(jìn)行加熱，將進(jìn)水溫度控制在50℃，保證油脂在低溫下不會(huì )凝固成塊，更利于油脂的排出。在沼氣產(chǎn)出不足時(shí)利用電加熱裝置將進(jìn)水溫度控制在50℃，保證油脂在低溫下不會(huì )凝固成塊，更利于油脂的排出。
撬裝式裝備便于根據廢水量與現場(chǎng)情況靈活調節占地問(wèn)題與處理量問(wèn)題，系統啟動(dòng)速度快，水質(zhì)可以很快達到要求，同時(shí)膜生物反應器省去了二沉池、濾池及一系列輔助設備，甚至污泥的處理及費用。
DTNF系統為撬裝式裝備，進(jìn)一步處理MBR-生化集成裝置出水，DTNF系統產(chǎn)水率為70%-75%，COD去除率可達90%，可進(jìn)一步去除30-40%氨氮，同時(shí)可將廢水中一價(jià)鹽與高價(jià)鹽分離。
（發(fā)明人：劉軍;郭成;李春泉;劉彥奎;孫少龍;王英惠;程池權）
