申请日2014.07.25
公开(公告)日2014.12.10
IPC分类号C02F9/14
摘要
一种餐厨垃圾废水的快速处理装置，其主要由涡凹气浮装置、一级扰流纳米曝气反冲筛滤池、生物膜反应器、絮凝池、二级扰流纳米曝气反冲筛滤池和沉砂池组成。本发明还公开了利用上述装置进行餐厨垃圾废水的处理方法。本发明采用快速处理餐厨垃圾废水理念，以机械法为主，生物法为辅，有效解决餐厨垃圾废水产生量多，处理难度大，反应周期长的问题，缩短污水处理时间，快速使产生废水达到排放标准，做到餐厨垃圾污水的减量化、无害化、资源化。
权利要求书
1.一种餐厨垃圾废水的快速处理装置，其主要结构包括：
一涡凹气浮装置，分为曝气区、刮渣区和出水区三个部分，曝气区底 部与刮渣区底部通过一管道相连，防止进水不足造成涡凹曝气机空转，曝 气区内设有涡凹曝气机，刮渣区上端为一电机通过传动装置带动链轮使刮 泥板转动，将气浮处理污水表面的泥渣、油渣刮除至集渣槽内排除;出水 区内由两个折板组成，隔绝上部浮渣及底部污泥，将中部清液收集起来自 流至一级扰流纳米曝气反冲筛滤池内;
一级扰流纳米曝气反冲筛滤池由一多孔板分为上、下两层，多孔板上 方设置一纳米曝气头，纳米曝气头上铺设一层复合填料，复合填料上方设 置一个搅拌机，复合填料一侧表面上方有一曝气管，曝气管设有多个细孔 曝气孔，曝气孔垂直向上;曝气管上方设置有回流槽，并安装有超声波发 生仪;多孔板下方为储水箱，储水箱的内壁均匀负载非金属掺杂光催化剂， 储水箱的底部安装有紫外灭菌灯，在紫外灭菌灯的空隙间设置纳米曝气 头，储水箱内剩余空间填充有半导体负载填料;一级扰流纳米曝气反冲筛 滤池的出水口连接生物膜反应器内;
生物膜反应器底部开设有排泥孔，生物膜反应器内部位于排泥口上方 设有纳米曝气盘，纳米曝气盘上方有搅拌机，生物膜反应器内的填料上生 长有好氧生物膜;生物膜反应器内安装有温度控制仪，该温度控制仪连接 并控制安置在生物膜反应器内部的感温控头和加热带;生物膜反应器的出 水口连接至絮凝池;
絮凝池底部开设有排泥孔，絮凝池内位于排泥口上方设有纳米曝气 头，纳米曝气头上方设有搅拌机，搅拌机旁设有盛放混凝剂的加药罐;絮 凝池的出水口通过一液压泵与二级扰流纳米曝气反冲筛滤池相连;
二级扰流纳米曝气反冲筛滤池与一级扰流纳米曝气反冲筛滤池结构 相同，二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的出水直接导入沉砂池内;
沉砂池底部开设有排泥孔，上方设有搅拌机，沉砂池的一部分上清液 通过液压泵输入一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲 筛滤池的储水箱内用于反冲洗使用。
2.根据权利要求1所述的快速处理装置，其中，涡凹气浮装置的涡 凹曝气机是由叶轮及电机所构成。
3.根据权利要求1所述的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气 反冲筛滤池、二级扰流纳米曝气反冲筛滤池和絮凝池的纳米曝气头，以及 生物膜反应器的纳米曝气盘均均各自连接一纳米曝气机。
4.根据权利要求1或3所述的的快速处理装置，其中，一级扰流纳 米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池中的多孔板是由两层 多孔板中间夹一层不锈钢纱网组成。
5.根据权利要求4所述的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气 反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池中的半导体负载填料为纳米 TiO2粉体负载在立体网状聚丙烯填料上。
6.根据权利要求5所述的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气 反冲筛滤池的复合填料为粒径3-50mm的赤泥分子筛填料;二级扰流纳米 曝气反冲筛滤池的复合填料为粒径0.5-1.0mm的零价纳米铁和石英砂填 料。
7.根据权利要求1所述的快速处理装置，其中，絮凝池上的加药罐 通过加药阀与絮凝池相连，加药罐内的混凝剂为聚合氯化铝+阳离子聚丙 烯酰胺，添加物质的量比例为20:1。
8.利用权利要求1所述快速处理装置进行餐厨垃圾废水的处理方法：
污水进入涡凹气浮装置的曝气区内，与涡凹曝气机产生的微气泡充分 混合，微气泡在上升的过程中将固体悬浮物带到水面，并横向自流入刮渣 区内，刮渣区内刮泥板在电动机通过链轮的传动作用下运转，沿液面运行 将悬浮物刮至集渣槽内，污水在液面下方经过两个折板流入出水区，折流 板可确保槽中的液体不会流入污泥排放管道，同时进行二次沉淀，防止污 泥进入出水区;经过涡凹曝气装置处理后的污水导入一级扰流纳米曝气反 冲筛滤池内进行筛滤处理;
一级扰流纳米曝气反冲筛滤池内复合填料的纳米曝气进气为O2，用于 清洁填料，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱的纳米曝气进气为O3， 通过纳米曝气大量获得羟基自由基，且纳米级别O3气泡与紫外灭菌灯、 半导体负载填料共存于储水箱，提高高级氧化效果，有效提高·OH产生率; 一级扰流纳米曝气反冲筛滤池出水直接导入生物膜反应器内进行处理进 一步去除污染物;
生物膜反应器在温度控制仪、感温控头和加热带的协同作用下将温度 控制在25-35℃，根据进水水质不同其水力停留时间为2-24h，生物膜反应 器出水导入絮凝池内;
开启絮凝池的加药阀加入混凝剂，开启纳米曝气机将混凝剂与污水均 匀混合，造成微涡流效果对污水中细小悬浮絮体进行絮凝处理，絮凝池上 清液通过液压泵进入二级扰流纳米曝气反冲筛滤池进行筛滤处理;
二级扰流纳米曝气反冲筛滤池内复合填料的纳米曝气进气为O2，用于 清洁填料，二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱的纳米曝气进气为O3， 通过纳米曝气大量获得羟基自由基，且纳米级别O3气泡与紫外灭菌灯、 半导体负载填料共存于储水箱，提高高级氧化效果，有效提高·OH产生率;
二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的出水导入沉砂池内，使污水内残余悬 浮物及填料沉淀，上清液直接用于中水回用;
二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的出水回流至生物膜反应器进水，调节 水质并刺激植物生长过程分泌次生物质。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，沉砂池的上清液在一级扰流 纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池需要反冲洗时，通过 液压泵输入一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤 池的储水箱内用于反冲洗使用。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤 池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池内的紫外灭菌灯平均照射剂量在 300J/m2以上。
说明书
一种餐厨垃圾废水的快速处理装置和方法
技术领域
本发明涉及一种餐厨垃圾废水的快速处理装置。
本发明还涉及利用上述装置快速处理餐厨垃圾废水的方法，具体地涉 及一种去除餐厨垃圾废水中污染物质(如：有机物、油分、悬浮物、胶体、 重金属等)的方法。
背景技术
餐厨垃圾在收集、运输、堆放、处理过程中产生大量污染物，例如恶 臭污染物H2S、NH3以及餐厨垃圾渗滤液。其中餐厨垃圾渗滤液的处理成 为一大难题。
餐厨垃圾在堆放和填埋过程中由于压实、发酵等生物化学降解作用， 同时在降水和地下水的渗流作用下产生了一种高浓度的有机或无机成份 的液体，我们称之为餐厨垃圾渗滤液。影响渗滤液产生的因素很多，主要 有垃圾堆放填埋区域的降雨情况、垃圾的性质与成分、填埋场的防渗处理 情况、场地的水文地质条件等。垃圾渗滤液中CODcr、BOD5浓度和城市 污水相比，浓度高得多，所以渗滤液不经过严格的处理、处置是不可以直 接排入城市污水处理管道的。餐厨垃圾渗滤液具有成分复杂，水质水量变 化大，有机物和氨氮浓度高，微生物营养元素比例失调等特点，其处理相 对城市污水更加复杂。
在餐厨垃圾无害化处理渗滤液技术的研究中，可以看出与常规的渗滤 液处理技术相比，所需的处理技术更高，同时也需要更多的时间来完善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种餐厨垃圾废水的快速处理装置。
本发明的又一目的在于提供一种利用上述装置对餐厨垃圾废水进行 处理的方法。
为实现上述目的，本发明提供的一种餐厨垃圾废水的快速处理装置， 其主要结构包括：
一涡凹气浮装置，分为曝气区、刮渣区和出水区三个部分，曝气区底 部与刮渣区底部通过一管道相连，防止进水不足造成涡凹曝气机空转，曝 气区内设有涡凹曝气机，刮渣区上端为一电机通过传动装置带动链轮使刮 泥板转动，将气浮处理污水表面的泥渣、油渣刮除至集渣槽内排除;出水 区内由两个折板组成，隔绝上部浮渣及底部污泥，将中部清液收集起来自 流至一级扰流纳米曝气反冲筛滤池内;
一级扰流纳米曝气反冲筛滤池由一多孔板分为上、下两层，多孔板上 方设置一纳米曝气头，纳米曝气头上铺设一层复合填料，复合填料上方设 置一个搅拌机，复合填料一侧表面上方有一曝气管，曝气管设有多个细孔 曝气孔，曝气孔垂直向上;曝气管上方设置有回流槽，并安装有超声波发 生仪;多孔板下方为储水箱，储水箱的内壁均匀负载非金属掺杂光催化剂， 储水箱的底部安装有紫外灭菌灯，在紫外灭菌灯的空隙间设置纳米曝气 头，储水箱内剩余空间填充有半导体负载填料;一级扰流纳米曝气反冲筛 滤池的出水口连接生物膜反应器内;
生物膜反应器底部开设有排泥孔，生物膜反应器内部位于排泥口上方 设有纳米曝气盘，纳米曝气盘上方有搅拌机，生物膜反应器内的填料上生 长有好氧生物膜;生物膜反应器内安装有温度控制仪，该温度控制仪连接 并控制安置在生物膜反应器内部的感温控头和加热带;生物膜反应器的出 水口连接至絮凝池;
絮凝池底部开设有排泥孔，絮凝池内位于排泥口上方设有纳米曝气 头，纳米曝气头上方设有搅拌机，搅拌机旁设有盛放混凝剂的加药罐;絮 凝池的出水口通过一液压泵与二级扰流纳米曝气反冲筛滤池相连;
二级扰流纳米曝气反冲筛滤池与一级扰流纳米曝气反冲筛滤池结构 相同，二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的出水直接导入沉砂池内;
沉砂池底部开设有排泥孔，上方设有搅拌机，沉砂池的一部分上清液 通过液压泵输入一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲 筛滤池的储水箱内用于反冲洗使用。
所述的快速处理装置，其中，涡凹气浮装置的涡凹曝气机是由叶轮及 电机所构成。
所述的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池、二级扰 流纳米曝气反冲筛滤池和絮凝池的纳米曝气头，以及生物膜反应器的纳米 曝气盘均均各自连接一纳米曝气机。
所述的的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级 扰流纳米曝气反冲筛滤池中的多孔板是由两层多孔板中间夹一层不锈钢 纱网组成。
所述的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰 流纳米曝气反冲筛滤池中的半导体负载填料为纳米TiO2粉体负载在立体 网状聚丙烯填料上。
所述的快速处理装置，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池的复合填 料为粒径3-50mm的赤泥分子筛填料，用于过滤、吸附缓释;二级扰流纳 米曝气反冲筛滤池的复合填料为粒径0.5-1.0mm的零价纳米铁和石英砂填 料。
所述的快速处理装置，其中，絮凝池上的加药罐通过加药阀与絮凝池 相连，加药罐内的混凝剂为聚合氯化铝+阳离子聚丙烯酰胺，添加物质的 量比例为20:1。
本发明提供的利用上述快速处理装置进行餐厨垃圾废水的处理方法：
污水进入涡凹气浮装置的曝气区内，与涡凹曝气机产生的微气泡充分 混合，微气泡在上升的过程中将固体悬浮物带到水面，并横向自流入刮渣 区内，刮渣区内刮泥板在电动机通过链轮的传动作用下运转，沿液面运行 将悬浮物刮至集渣槽内，污水在液面下方经过两个折板流入出水区，折流 板可确保槽中的液体不会流入污泥排放管道，同时进行二次沉淀，防止污 泥进入出水区;经过涡凹曝气装置处理后的污水导入一级扰流纳米曝气反 冲筛滤池内进行筛滤处理;
一级扰流纳米曝气反冲筛滤池内复合填料的纳米曝气进气为O2，用于 清洁填料，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱的纳米曝气进气为O3， 通过纳米曝气大量获得羟基自由基，且纳米级别O3气泡与紫外灭菌灯、 半导体负载填料共存于储水箱，提高高级氧化效果，有效提高·OH产生率; 一级扰流纳米曝气反冲筛滤池出水直接导入生物膜反应器内进行处理;
生物膜反应器在温度控制仪、感温控头和加热带的协同作用下将温度 控制在25-35℃，根据进水水质不同其水力停留时间为2-24h，生物膜反应 器出水导入絮凝池内;
开启絮凝池的加药阀加入混凝剂，开启纳米曝气机将混凝剂与污水均 匀混合，造成微涡流效果对污水中细小悬浮絮体进行絮凝处理，絮凝池上 清液通过液压泵进入二级扰流纳米曝气反冲筛滤池进行筛滤处理;
二级扰流纳米曝气反冲筛滤池内复合填料的纳米曝气进气为O2，用于 清洁填料，二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱的纳米曝气进气为O3， 通过纳米曝气大量获得羟基自由基，且纳米级别O3气泡与紫外灭菌灯、 半导体负载填料共存于储水箱，提高高级氧化效果，有效提高·OH产生率;
二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的出水导入沉砂池内，使污水内残余悬 浮物及填料沉淀，上清液直接用于中水回用。二级扰流纳米曝气反冲筛滤 池的出水回流至生物膜反应器进水，调节水质并刺激植物生长过程分泌次 生物质。
所述的方法，其中，沉砂池的上清液在一级扰流纳米曝气反冲筛滤池 和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池需要反冲洗时，通过液压泵输入一级扰流 纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝气反冲筛滤池的储水箱内用于反 冲洗使用。
所述的方法，其中，一级扰流纳米曝气反冲筛滤池和二级扰流纳米曝 气反冲筛滤池内的紫外灭菌灯平均照射剂量在300J/m2以上。
本发明采用快速处理餐厨垃圾废水理念，不同于现有处理工艺，主要 以机械法为主，生物法为辅，切实有效解决餐厨垃圾废水产生量多，处理 难度大，反应周期长的问题，缩短污水处理时间，快速使产生废水达到排 放标准，做到餐厨垃圾污水的减量化、无害化、资源化，避免由于餐厨垃 圾废水长期放置引发对周边环境的影响。同时本工艺占地面积小，操作简 单，设计新颖，经济效益与环境效益高。本发明采用两次筛滤方法，其中 扰流纳米曝气反冲筛滤池中纳米二氧化钛晶体作为光触媒在紫外灯照射 下激发极具氧化力的自由负离子，同时在纳米曝气过程中以及超声波发生 过程激发的能量亦可发生并加强自由负离子的产生，达成光催化效果;而 自由负离子以及其摆脱共价键的束缚后留下空位，与纳米气泡表面带有的 电荷同时产生微电解效果，在一次筛滤在涡凹气浮预处理之后，降低餐厨 垃圾废水中悬浮物及胶体以减少废水中COD指标，二次筛滤在出水前进 行深度处理，同时通过产生羟基自由基来对污水中不能被普通氧化剂氧化 的污染物进行氧化降解。同时灭杀污水中的细菌，病原菌，起到灭菌消毒 的作用，防止有机物、微生物导致污水腐烂、发酵、发臭等腐烂、发酵、 发臭。将餐厨垃圾废水处理运行成本降低了4倍，并彻底解决了废水处理 工艺中恶臭环境的困扰，同时系统运行可靠、稳定，彻底解决了餐厨垃圾 废水处理这个巨大的难题。