公布日：2023.11.24
申请日：2023.09.26
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F1/24(2023.01)I;C02F1/40(2023.01)I;C02F11/127(2019.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/
56(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N
摘要
本发明涉及污水处理技术领域，公开了一种餐厨浮油泥的高效处理方法，包括混合处理阶段，混合处理阶段为将生化泥和浮油泥混匀形成混合泥，混合泥依次经好氧反应1～3h、厌氧发酵3～7h，直至混合泥体积增加50～70％时，对混合泥进行离心脱水处理，获得污泥和污水，所得污水进入生化处理系统处理。本方案中将浮油泥和生化泥混匀形成混合泥后，先依次经历好氧反应、厌氧发酵，直至生化菌完全包裹在污泥中随污泥沉降，再通过脱水处理即可将污泥和污水完全分离，有效提升浮油泥中含油污泥和污水的分离效果，从而提升浮油泥处理效率。
权利要求书
1.一种餐厨浮油泥的高效处理方法，其特征在于：将餐厨沼液经离心脱水后的污水排入上清液池中，采用40～60Hz的转速搅拌打散后静置分层，连续泵入餐厨沼液的同时，将上清液池底层污水连续排出至隔油沉淀池，隔油沉淀池连通气浮机；浮油泥持续在上清液池上部累积，待上清液池中上层浮油泥占总液体积40～50%时停止泵入餐厨沼液和停止排出底层污水；搅拌混匀浮油泥和污水后全部排出至污泥池；所述方法还包括混合处理阶段，混合处理阶段为将生化泥和浮油泥混匀形成混合泥，混合泥依次经好氧反应1～3h、厌氧发酵3～7h，直至混合泥体积增加50～70%时，对混合泥进行离心脱水处理，获得污泥和污水，所得污水进入生化处理系统处理；生化泥和浮油泥的质量比为2～7:1；混合处理阶段在污泥池中进行，污泥池设有浮油泥进口、生化泥进口和混合泥出口，污泥池内壁还设有标尺和浮标框，浮标框与污泥池连通，浮标框正上方设有电连接的到位检测装置和报警器。
2.根据权利要求1的一种餐厨浮油泥的高效处理方法，其特征在于：浮油泥的来源还包括：向气浮机内的污水中加入絮凝剂，气浮机内污水通过曝气机曝气泵入微小气泡，微小气泡带动污水中微小浮游泥絮体悬浮，再启动刮板将污水表面悬浮物刮至污泥池，气浮机内污水排出至调节池均匀后泵入生化处理系统。
3.根据权利要求2的一种餐厨浮油泥的高效处理方法，其特征在于：所述气浮机内絮凝剂为PM和PAC两种组合；所述絮凝剂的添加量为：浓度为0.2%的PM溶液与气浮机内污水体积比为1:60；浓度为3%的PAC溶液与气浮机内污水体积比为1:100。
4.根据权利要求3的一种餐厨浮油泥的高效处理方法，其特征在于：其特征在于：所述生化处理系统包括串联的两级A-O装置，所述两级A-O装置的进口与调节池管道连通，所述两级A-O装置出口连通超滤系统，所述超滤系统的回水出口与污泥池连通，将污水过滤所得生化泥泵送至污泥池；所述超滤系统为串联的多级超滤装置。
5.根据权利要求4的一种餐厨浮油泥的高效处理方法，其特征在于：所述两级A-O装置按照污水流动方向为管道连通的第一硝化池、第一反硝化池、第二硝化池和第二反硝化池，所述第一反硝化池和第一硝化池间设有回流管，所述第一反硝化池和第二反硝化池均连通有曝气管；所述第二反硝化池与多级超滤装置的进口连通，所述多级超滤装置的出口连接三通管，所述三通管的一个管道与污泥池连通，所述三通管的另一个管道与第二反硝化池和第一反硝化池均连通。
发明内容
本发明意在提供一种餐厨浮油泥的高效处理方法，以解决现有技术中生化泥对浮油泥的吸附效果差，导致污泥脱水机所得污水中仍然含有大量油脂而需要多次循环处理，进而降低处理效率的技术问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种餐厨浮油泥的高效处理方法，包括混合处理阶段，混合处理阶段为将生化泥和浮油泥混匀形成混合泥，混合泥依次经好氧反应1～3h、厌氧发酵3～7h，直至混合泥体积增加50～70％时，对混合泥进行离心脱水处理，获得污泥和污水，所得污水进入生化处理系统处理。
本方案的原理是：
本方案通过将浮油泥和生化泥混匀后，依次经好氧发酵降低污水中氨氮、厌氧发酵降低污水中硝氮和COD，在此过程中，生化泥中的生化菌(包括革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌)，一方面通过发酵对生化泥和浮油泥中的总氮、COD进行发酵消除；另一方面，生化菌因其细胞壁的特殊结构(具体的，革兰氏阳性菌的细胞壁包括肽聚糖、磷壁酸和不饱和脂多糖，表面带正电荷；细胞壁中含有较大量的肽聚糖和少量脂多糖，但是不含有磷壁酸，表面带负电荷)；使得革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均能对浮油泥中油脂进行吸附和吞噬，并分泌脂肪酶分解油脂；直至生化菌因吞噬或者吸附油脂达到最高限度而老化死亡，此时生化菌将油脂吞噬至菌体内，菌体还未破裂，使得油脂包裹在菌体或菌胶团内部，表现为油脂随污泥沉降，通过离心脱水即可将污泥和污水分离。
本方案的优点是：
1、提升浮油泥处理效率：相比于现有技术生化泥与浮油泥混匀形成混合泥后，就直接使用污泥脱水机对混合泥进行泥水分离时浮油泥去除效果较差而言，本方案中将浮油泥和生化泥混匀形成混合泥后，先依次经历好氧反应、厌氧发酵，直至生化菌完全包裹在污泥中随污泥沉降，再通过脱水处理即可将污泥和污水完全分离，有效提升浮油泥中含油污泥和污水的分离效果，从而提升浮油泥处理效率。
2、降低浮油泥处理成本：本方案中浮油泥通过与生化泥混合处理后经污泥脱水机分离所得污水中油脂含量非常低，使得污水可以直接进入生化处理系统进行处理后排放，无需重复进入上清池中再次分离浮油泥，不仅有效避免污水中浮油泥对生化处理系统的设备造成影响，还能显著降低污水循环处理量，从而减少絮凝剂使用量，降低浮油泥处理成本。此外，本方案生化泥为生化处理系统常规排出的老化污泥，采用本方案生化泥处理浮油泥，不仅能实现老化污泥的再利用，还能有效降低浮油泥处理成本。
3、提升浮油泥处理效果：本方案混合泥依次经好氧反应1～3h、厌氧发酵3～7h，厌氧发酵形成气体，使得混合泥体积增加；而只有当混合泥体积增加50～70％时，浮油泥中油脂被生化菌完全吞噬或包裹，且生化菌处于死亡未破裂或溶解的状态，有效避免生化菌菌体内油脂再次释放至污水中，导致浮油泥不能完全随污泥沉降，而导致混合泥脱水所得污水中仍然含有浮油泥，进而影响浮油泥处理效果。发明人通过长期实验发现，若好氧发酵时间过短，易因部分好氧菌快速死亡而影响其对油脂的吸附、吞噬和分解效果，而若是反应时间过长，而处理相同体量浮油泥所需时间延长，降低浮油泥处理效率；而若是厌氧发酵时间过短，则会导致油脂未完全被包裹而降低浮油泥处理效果；而若是厌氧发酵时间过长，生化菌死亡后菌体破裂或溶解，导致吞噬或包裹在污泥中的油脂会再次与污泥形成“乳状泥”，降低浮油泥处理效果。
优选的，生化泥和浮油泥的混合比例为2～7:1。
有益效果：本方案采用上述设置，便于生化泥中生化菌充分吞噬包裹浮油泥中油脂，使得浮油泥处理终点刚好生化菌也完全死亡，不仅充分废物利用生化泥中生化菌，还能有效提升浮油泥处理效率。发明人通过长期实验发现，当生化泥用量过多时，生化菌好氧反应时间过长，导致整个浮油泥处理时间反而延长，降低浮油泥处理效率；且浮油泥处理终点时污泥中还有部分生化菌存活，将导致生化泥的浪费。而若是生化泥用量过少时，生化菌无法完全包裹油脂，导致混合泥经污泥脱水机处理所得污水中含油率过高，进而降低浮油泥处理效果。
优选的，混合处理阶段在污泥池中进行，污泥池设有浮油泥进口、生化泥进口和混合泥出口，污泥池内壁还设有标尺和浮标框，浮标框与污泥池连通，浮标框正上方设有电连接的到位检测装置和报警器。
有益效果：本方案采用上述设置，便于根据需要设定污泥池内混合泥体积增加上限，并在混合泥体积增加到位后报警提示工作人员，避免厌氧发酵过长时间后反而降低浮油泥处理效果；设置自动化报警装置也能便于工作人员灵活安排工作时间，无需时时看着污泥池，也能便于自动监测厌氧发酵进程，避免厌氧发酵时间随环境中温度变化波动较大时影响浮油泥处理效果。
优选的，浮油泥的来源包括：将餐厨沼液经离心脱水后的污水排入上清液池中，采用40～60Hz的转速搅拌打散后静置分层，连续泵入餐厨沼液的同时，将上清液池底层污水连续排出至隔油沉淀池，隔油沉淀池连通气浮机，浮游泥持续在上清液池上部累积，待上清液池中上层浮油泥占总液体积40～50％时停止泵入餐厨沼液和停止排出污水；搅拌混匀浮油泥和污水后全部排出至污泥池。
有益效果：本方案通过搅拌餐厨沼液使得浮油泥和污水静置分层，并在泵入餐厨沼液的同时只在上清液池下部排出少量污水，尽量减少上清液池中污水搅动，尽可能将餐厨沼液在上清液池中充分分层，其相对比现有技术中泵入餐厨沼液时就同时排出污油泥和污水易搅动上清液池内污水和浮油泥混合而降低分层效果而言，具有更优的浮油泥-污水分层效果，从而有效避免过多浮油泥随污水进入隔油沉淀池而增加絮凝剂用量，有效降低生产成本。
此外，本方案中在浮油泥体积达到上清液池中液体体积的40～50％时停止排出污水，并加大搅拌力度将上清液池中所有污水和浮油泥搅拌混匀后全部排出至污泥池，一方面，有效避免上清液池中浮油泥过多时排出污水而增加浮油泥随污水进入隔油沉淀池和气浮机而增加PM和PAC用量，有效降低生产成本；另一方面，本方案中浮油泥会散发恶臭，本方案这种间歇式排出浮油泥的方式不仅能有效适应污泥池的间歇加料-出料方式；且阶段式全部排出上清液池中浮油泥的方式，还能便于工作人员对上清液池进行清扫，有效避免现有技术连续排出浮油泥的方式导致部分浮油泥粘贴在上清液池壁上无法排出而导致生产环境愈加恶劣。申请人通过长期实验发现，当浮油泥占上清池也中液体总量的比例过高时停止污水排出，则分层中靠近污水的浮油泥更易随污水进入隔油沉淀池和气浮机，导致气浮机的PM和PAC的用量上升，增加生产成本；而当浮油泥占上清池也中液体总量的比例过低时停止污水排出，则会导致进入污泥池的浮油泥含量较低，从而降低批次处理浮油泥的量，进而降低浮油泥处理效率。
优选的，浮油泥的来源还包括：向气浮机内的污水中加入絮凝剂，气浮机内污水通过曝气机爆气泵入微小气泡，微小气泡带动污水中微小浮游泥絮体悬浮，再启动刮板将污水表面悬浮物刮至污泥池，气浮机内污水排出至调节池均匀后泵入生化处理系统。
有益效果：本方案采用上述设置，便于充分收集餐厨沼液中浮油泥和絮体，避免其进入生化处理系统中损坏设备。申请人通过长期实验发现，浮油泥进入生化处理系统的包括危害如下方面：(1)生化处理系统中的菌种降解油类物质的本领极低，且降解浮油泥或油类物质后都容易死亡，不能持续降解和处理污水；(2)污水生化系统包含厌氧和好氧两类菌群，硝化菌降解污水需要氧气，而浮油泥或油类物质浮在污水表面，对硝化罐存在一定的氧气抑制，长此以往，以导致硝化菌大量死亡而降低降解效率；(3)大部分污水系统所采用的都是外置超滤膜(即纳米级滤膜)，而浮油泥或油类物质通过滤膜后会直接附着于滤膜上，堵死滤膜使其无法工作，而全部更换超滤膜成本较高，不利于企业发展；(4)油类物质依然属于有机物(即COD)，当油类物质过多且不可降解时，所体现的污水系统的产水COD将超标，重复处理污水将显著增加能耗。且申请人发现，当进入生化处理系统的污水中含油率低于0.1％，其对生化处理系统的影响较小；而本方案通过在气浮机中添加絮凝剂形成微小絮体，并通过曝气机充入溶气水(包含微小气泡)悬浮微小絮体，有效降低进入生化处理系统的污水含油率；且通过曝气机和絮凝剂的组合应用，不仅有效减少絮凝剂用量、降低成本，还能有效提升浮油泥悬浮效果，进一步充分收集浮油泥和絮体。
优选的，所述气浮机内絮凝剂为PM和PAC两种组合；所述絮凝剂的添加量为：浓度为0.2％的PM溶液与气浮机内污水体积比为1:60；浓度为3％的PAC溶液与气浮机内污水体积比为1:100。
有益效果：本方案采用上述设置，便于将气浮机内污水中浮油泥和其他有机物絮凝漂浮后刮去，避免其进入后续生化处理系统而增加生化污泥的处理负担。发明人通过长期实验发现，若是絮凝剂添加过多或浓度过高，不仅增加生产成本，且过量絮凝剂进入气浮机中污水，因其表面张力与下层污水不同，且由于其表面张力的变化，污水中的油及部分其它杂质实际上并未与水分子直接接触，而且在乳化物之间也难以相互聚合形成悬浮物，反而降低气浮机内污水中浮油泥的去除效果；而若是絮凝剂添加过少或者浓度沟过低，则会导其无法将污水中浮油泥充分絮凝悬浮，进而降低污水中浮油泥的去除效果，进而以导致浮油泥随污水进入生化处理系统中损坏设备。
优选的，生化泥的来源包括：生化处理系统中老化污泥经超滤系统过滤中水后所得。
有益效果：污水处理至达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准后被称为中水，本方案采用上述设置，便于减少进入污泥池的生化泥中含水量，提升生化泥中生化菌浓度，进而提升浮油泥处理效果。此外，老化污泥中的污水属于处理后达到排放标准的污水，脱除这部分污水，有效避免这部分污水再次随生化泥再次进入生化处理系统而增加污水处理体量，而污水处理体量的增加意味着同一时间段内污水处理量更少而降低污水处理效率。因此，本方案脱除老化污泥中污水的生化泥获得方式有效提升污水处理效率。
优选的，所述生化处理系统包括串联的两级A-O装置，所述两级A-O装置的进口与调节池管道连通，所述两级A-O装置出口连通有超滤系统，所述超滤系统的回水出口与污泥池连通，将污水过滤所得生化泥泵送至污泥池；所述超滤系统为并联的多级超滤装置。
有益效果：本方案采用上述设置，便于对气浮机脱除悬浮物后所得污水进行处理，并将老化污泥在超滤系统的过滤下快速获得浓缩的生化泥，从而提升浮油泥处理效果。
优选的，所述两级A-O装置按照污水流动方向为管道连通的第一硝化池、第一反硝化池、第二硝化池和第二反硝化池，所述反第一硝化池和第一硝化池间设有回流管，所述第一反硝化池和第二反硝化池均连通有曝气管；所述第二反硝化池与多级超滤装置的进口连通，所述多级超滤装置的出口连接三通管，所述三通管的一个管道与污泥池连通，所述三通管的另一个管道与第二反硝化池和第一反硝化池均连通。
有益效果：本方案采用上述设置，便于提升污水处理效果，将污水处理至污水排放标准而直接排放。设置三通管则便于选择性的对超滤所得生化泥进行回收或全部排放至污泥池处理浮油泥，提升生化泥循环需求。
（发明人：王洪亮;万喜;雷宇;刘明强;周晓瑾）