申请日2016.05.23
公开(公告)日2016.11.23
IPC分类号C02F3/34; C12N1/00; C12N1/36
摘要
本实用新型涉及餐厨泔脚垃圾油脂废水处理技术，旨在提供一种用于紫外光解耦合微生物法处理餐厨油脂废水的装置。该装置包括反应器本体，其上方设紫外光源;反应器本体上部为敞口状，设曝气入口、排水口和进水口;横向隔板将反应器内部分隔为紫外光解反应区和微生物降解反应区，并由通孔及内循环泵实现连通和循环;微生物降解反应区中设有相互平行且上下交错的若干竖向隔板，装载了多孔聚氨酯材质载体。本实用新型采用轻质多孔聚氨酯载体将紫外光解和生物膜技术进行耦合，为生物膜生长提供良好的微环境;与现有生物法相比，降解餐厨油脂废水中有机物的效率提升了20%;可广泛用于湖泊、海洋、城市污水、工业废水及农村生活污水等水处理领域。
摘要附图
权利要求书
1.一种用于紫外光解耦合微生物法处理餐厨油脂废水的装置，包括箱式的反应器本体，其特征在于，在反应器本体的上方设有紫外光源;反应器本体的上部为敞口状，或设有用于密闭的能透过紫外光的玻璃或有机玻璃;
在反应器本体的一端的下方设曝气入口，上方设排水口，另一端的下方设进水口;一个封闭的横向隔板将反应器内部分隔为上方的紫外光解反应区和下方的微生物降解反应区两部分;在位于排水口一侧的横向隔板上设有通孔或开口，用于连通两个反应区;
在微生物降解反应区中，设有相互平行且上下交错的若干竖向隔板，竖向隔板上装载了多孔聚氨酯材质载体;内循环泵的入口端接于微生物降解反应区中，其出口端则接至紫外光解反应区。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述横向隔板的上侧边缘与排水口的下侧边缘位于同一水平面上。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述紫外光源是多根并列布置的紫外灯管。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，紫外光源与横向隔板的间距为6cm～10cm。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内循环泵设于反应器本体内，或设于反应器本体外部。
说明书
紫外光解耦合微生物法处理餐厨油脂废水的装置
技术领域
本实用新型属于餐厨泔脚垃圾油脂废水的处理技术领域，具体涉及紫外光解耦合微生物法处理餐厨油脂废水的装置。
背景技术
随着我国经济的快速发展以及旅游业的不断兴起。近年来农家乐的数量正迅猛增加，排放的泔脚垃圾(剩菜剩饭)及洗涤废水也越来越多。其成分复杂，有机含量高，首当其冲：油脂。这类有机物如不经处理而排放到江河湖泊中，会对环境造成污染，油脂漂浮在水面形成油膜，阻碍氧气传输，威胁水生动植物的生存。
目前，生物处理方法来降解油脂废水是极具发展前景。利用微生物的生命活动过程对油脂废水进行转移和转化，将油脂作为其生长所需的碳源和能源，并在酶的作用下水解成甘油和长链脂肪酸，最终降解为H2O和CO2等代谢产物，且具有成本低，无二次污染优点，而倍受青睐。
但是油脂水解后的产物——长链脂肪酸会对微生物的活性产生抑制作用，且抑制效应随着双键数目和顺势异构体数量的增加而增强。抑制机理为长链脂肪酸吸附在细胞壁上，影响了代谢过程中底物和产物的传质过程。
作为高级氧化技术在水处理过程中以羟基自由基为主要氧化剂的氧化技术，能在较短时间内将一些具有复杂结构的有机化合物进行转化或降解，转变为易于生物降解的或毒性较小的有机物，其处理废水具有降解彻底、无二次污染、停留时间短等优点，是当前污水处理研究中的一大热点。
其中包括紫外光解，它可使有机化合物中的C-C、C-N键因吸收紫外光的能量而断裂，同时可产生强氧化性的羟基，使有机物逐渐降解，是一种简单、有效的方法。但是从经济上考虑，单纯采用紫外光解能耗高、反应时间长，在经济上也是不可行的。
所以，将生物法与紫外光解组合工艺在油脂废水处理中的研究，利用它们之间的互补性和协同作用提高废水的处理效率，具有非常重要的意义。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种紫外光解耦合微生物法处理餐厨油脂废水的装置。
为解决技术问题，本实用新型的解决方案是：
提供一种用于紫外光解耦合微生物法处理餐厨油脂废水的装置，包括箱式的反应器本体，在反应器本体的上方设有紫外光源;反应器本体的上部为敞口状，或设有用于密闭的能透过紫外光的玻璃或有机玻璃;
在反应器本体的一端的下方设曝气入口，上方设排水口，另一端的下方设进水口;一个封闭的横向隔板将反应器内部分隔为上方的紫外光解反应区和下方的微生物降解反应区两部分;在位于排水口一侧的横向隔板上设有通孔或开口，用于连通两个反应区;
在微生物降解反应区中，设有相互平行且上下交错的若干竖向隔板，竖向隔板上装载了多孔聚氨酯材质载体;内循环泵的入口端接于微生物降解反应区中，其出口端则接至紫外光解反应区。
作为改进，所述横向隔板的上侧边缘与排水口的下侧边缘位于同一水平面上。
作为改进，所述紫外光源是多根并列布置的紫外灯管;紫外光源与横向隔板的间距为6cm～10cm。
作为改进，所述内循环泵设于反应器本体内，或设于反应器本体外部。
本实用新型所述装置可用于紫外光解耦合微生物法处理餐厨油脂废水。具体处理过程包括以下步骤：
a、接种微生物
将多孔聚氨酯材质载体安装于反应器中，再将采集自餐厨泔脚垃圾油脂废水区的沉积物样品引入反应器;在室温为30℃恒温、曝气量为1L/min～2.5L/min、水力停留时间HRT为24h～36h的条件下，以间歇式进水方式引入餐厨泔脚垃圾油脂废水3～7天，使载体表面附着微生物;
b、培养微生物：
以间歇式进水方式向反应器中引入含餐厨泔脚垃圾油脂废水的培养液，继续在室温为30℃恒温、曝气量为1L/min～2.5L/min、水力停留时间HRT为24h～36h的条件下，培养步骤a中载体表面附着的微生物;培养3～7天后，排除反应器内全部沉积物样品和培养液，载体表面附着的微生物厚度为0.5-1.0mm;
所述含餐厨泔脚垃圾油脂废水的培养液，是向培养液中加入餐厨泔脚垃圾油脂废水混合而成，培养液与餐厨泔脚垃圾油脂废水的体积比为100∶1;
所述培养液通过下述方式配置获得：取65mg K2HPO4、25.5mg KH2PO4、133.8mgNa2HPO4·12H2O、500mg NH4Cl、82.5mg CaCl2、67.5mg MgSO4·7H2O、0.75mg FeCl3·6H2O和1000mL去离子水;混合、溶解后，调节pH值为7.0，并在121℃温度下灭菌20min，即得到培养液;
c、驯化微生物：
在室温为30℃恒温、曝气量为1L/min～2.5L/min、水力停留时间HRT为24h～36h的条件下，以间歇式进水方式引入COD质量浓度按梯度递增的餐厨泔脚垃圾油脂废水，对步骤b中载体表面附着的微生物进行梯度驯化，每3天作为一个梯度驯化周期，驯化9天后得到经驯化处理的微生物;
d、餐厨泔脚垃圾油脂废水的处理
在室温为30℃恒温、曝气量为1L/min～2.5L/min、水力停留时间HRT为24h～36h的条件下，采用间歇式进水方式将待处理餐厨泔脚垃圾油脂废水引入步骤c中经梯度驯化处理的反应器中，进行餐厨泔脚垃圾油脂废水处理;在处理过程中，将紫外光源放置于反应器中废水的表面6cm～10cm上方，并保持紫外光照射。
所述梯度驯化是指：按餐厨泔脚垃圾油脂废水的COD质量浓度由低到高的顺序进行驯化;后一梯度所用餐厨泔脚垃圾油脂废水的COD质量浓度，是前一梯度的1.0-1.5倍;最终所用餐厨泔脚垃圾油脂废水的COD质量浓度为1500mg/L;各梯度所用废水均由最终使用的餐厨泔脚垃圾油脂废水稀释而成。
所述待处理餐厨泔脚垃圾油脂废水的COD质量浓度为1200～1500mg/L，pH值为6.5-7.0。
所述多孔聚氨酯材载体的比表面积为4.8m2/g，孔隙度为88%
控制紫外光的波长为254nm，功率为30W～40W，紫外光强度为1.0mW/cm2。
实用新型原理：
本实用新型的能同时利用同一反应器进行紫外光解反应与微生物反应。紫外光解使餐厨泔脚垃圾油脂废水中难被微生物降解的长链脂肪酸转化为可被微生物降解的短链脂肪酸，同时微生物进行生化处理，彻底除去餐厨油脂废水中的污染物。本实用新型紫外光解耦合微生物法一体化处理餐厨油脂废水的方法可充分发挥紫外光解处理废水和生物法处理废水的优点，对废水处理更彻底、效率更高。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：
1、本实用新型采用轻质多孔聚氨酯载体将紫外光解和生物膜技术进行耦合，该载体能为生物膜生长提供良好的微环境;
2、本实用新型将紫外光解和微生物处理废水相结合，与现有生物法相比，降解餐厨油脂废水中有机物的效率提升了20%;
3、本实用新型可以广泛用于湖泊、海洋、城市污水、工业废水及农村生活污水等水处理领域。