有机废弃物发酵沼液的处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种有机废弃物发酵沼液的处理系统。适用于环保技术领域。


背景技术：

2.随着城市经济和社会快速发展以及人民生活水平的快速提高，城市有机垃圾收集量明显增加，当前国内有机废弃物处理水平落后于城市环境综合整治总体发展水平。
3.有机废弃物来源非常广，在生活中来源量也非常大，进行合理的处置能有效的减少有机废弃物所造成的环境污染。有机废弃物主要来源有餐厨垃圾；稻草、玉米、豆类、花生等农作物秸秆；林业生产过程中残余的树枝木条、落叶、干枯藤蔓、杂草、果壳等；动物性来源废物(牛粪、猪类、羊粪、家禽粪等畜禽粪便)；农副加工业产生的有机废物(甘蔗渣、土豆渣、甜菜渣、肉食加工工业产生的屠宰污血等废物)。
4.有机废弃物处理厂的污水主要来源于有机废弃物垃圾厌氧发酵后产生的沼渣经脱水后的沼液，属高浓度有机废水，主要污染物表征值为codcr、nh
3-n、ss等，其特点是污染物浓度高、成分复杂、氨氮含量高。污水来源主要为沼渣脱水滤液，厂区其他工艺废水、冲洗废水等废水，污染物浓度不高，与高浓度沼液均质均量后进入废水处理站处理。
5.目前常见的有机废弃物厌氧发酵产生的沼液处理工艺：“预处理+生化+深度处理”为主的处理工艺，达到出水标准外排。预处理常规采用除油及气浮工艺，生化处理采用“uasb+两级硝化反硝化+mbr”，深度处理采用“nf+ro”，经过两级脱氮处理的超滤出水中bod、氨氮、重金属已基本达到排放标准，出水没有悬浮物，但是难生化降解有机物形成的cod、总氮和色度仍然超标，采用纳滤和反渗透作为深度处理工艺，可使有机污染得到进一步去除。此废水组合处理工艺存在一些缺陷，主要表现在以下几个方面：(1)耗电量大，膜更换频繁，运行费用高；(2)膜处理产生的浓缩液难于处理，易产生二次污染；(3)投资大、运行费用高；(4)uasb调试及运行管理复杂，需要保持一定温度，冬季效果不稳定。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种有机废弃物发酵沼液的处理系统，以解决现有常规技术的投资成本高、运行费用高、膜处理产生的浓缩液难于处理的问题。
7.本实用新型所采用的技术方案是：一种有机废弃物发酵沼液的处理系统，其特征在于：包括沿水流方向依次的预处理单元、生物脱氮除碳单元和深度处理单元；
8.其中预处理单元包括沿水流方向依次设置的水利筛网、转鼓超细格栅、调节池和加压溶气气浮池；
9.所述生物脱氮除碳单元包括沿水流方向依次设置的一级ao硝化反硝化单元、二级ao硝化反硝化单元和mbr膜装置；所述mbr膜装置具有污泥泵和mbr膜，其中污泥泵用于将二级ao硝化反硝化单元产生的活性污泥泵送至mbr膜过滤，对应mbr膜设有用于将mbr膜截留的活性污泥返回到一级ao硝化反硝化单元的污泥回流机构；
10.所述深度处理单元包括沿水流方向依次设置的光催化氧化池、dn型反硝化生物滤池和cn型曝气生物滤池。
11.所述一级ao硝化反硝化单元包括沿水流方向依次设置的anammox反应池和一级硝化池，一级硝化池和anammox反应池之间设有消化液回流机构ⅰ。
12.所述一级硝化池和anammox反应池之间消化液回流比达到800％以上。
13.所述anammox反应池前端设有用于将回流的消化液与回流的污泥及原水混合的生物选择池。
14.所述二级ao硝化反硝化单元包括沿水流方向依次设置的二级反硝化池和二级硝化池，二级硝化池和二级反硝化池之间设有消化液回流机构ⅱ。
15.所述二级硝化池和二级反硝化池之间消化液回流比达到400％以上。
16.所述光催化氧化池配有紫外线设备和臭氧曝气设备。
17.一种所述有机废弃物发酵沼液的处理系统的处理方法，其特征在于：
18.原水经过水力筛网格栅和转鼓超细格栅后进入调节池；调节池对高浓度废水进行水质与水量的调节，调节池水力停留时间为2～3天，调节池废水泵入加压溶气气浮池后流入后续一级ao硝化反硝化单元；
19.一级ao硝化反硝化单元中anammox反应池停留时间设计为40～50小时，一级硝化池停留时间设计为90～100小时，后流入后续的二级ao硝化反硝化单元及消化液回流机构ⅰ；
20.二级ao硝化反硝化单元中二级反硝化池停留时间设计为20小时，二级硝化池停留时间设计为20～30小时，后流入消化液回流机构ⅱ；
21.mbr膜装置将二级硝化池内活性污泥通过污泥泵输送到mbr膜进行过滤，透过液排出至后续光催化氧化池，被mbr膜的微孔截留的活性污泥经污泥回流机构返回anammox反应池；
22.经光催化氧化池光催化氧化处理后进入dn型反硝化生物滤池和cn型曝气生物滤池，使处理出水各项指标达到排放要求。
23.本实用新型的有益效果是：本实用新型依次通过预处理单元、生物脱氮除碳单元和深度处理单元对有机废弃物发酵沼液进行处理，大大降低了投资和运行成本，还能排放标准严格的项目，大大提升了出水水质，特别是cod、氨氮和总氮。
附图说明
24.图1为实施例的结构框图。
具体实施方式
25.如图1所示，本实施例为一种有机废弃物发酵沼液的处理系统，包括沿水流方向依次的预处理单元、生物脱氮除碳单元和深度处理单元。
26.本例中预处理单元包括沿水流方向依次设置的水利筛网、转鼓超细格栅、调节池和加压溶气气浮池，其中水力筛网格栅间隙为3mm，转鼓超细格栅的格栅间隙为1mm，经过两级过滤主要去除颗粒悬浮物；调节池对高浓度废水进行水质与水量的调节，调节池水力停留时间为2～3天；调节池废水由泵入加压溶气气浮池，主要去除废水中的胶体、细小悬浮物
和油类等，减少对后续硝化反硝化等生物反应的影响。
27.本实施例中生物脱氮除碳单元包括沿水流方向依次设置的一级ao硝化反硝化单元、二级ao硝化反硝化单元和mbr膜装置。
28.本例中一级ao硝化反硝化单元包括沿水流方向依次设置的anammox反应池和一级硝化池，anammox反应池停留时间设计为40～50小时；一级硝化停留时间设计为90～100小时，内部包含将消化液回流至anammox反应池的硝化液回流机构ⅰ，硝化液回流比达到800％以上。在anammox反应池中设置机械搅拌器，在硝化池中设置射流曝气器，通过重力流入后续的二级ao硝化反硝化单元。
29.本实施例中二级ao硝化反硝化单元包括沿水流方向依次设置的二级反硝化池和二级硝化池，二级反硝化停留时间设计为20小时；二级硝化停留时间设计为20～30小时，内部包含将消化液回流至二级反硝化池的硝化液回流机构ⅱ，硝化液回流比达到400％以上。
30.本例针对严格的总氮达标排放标准，在单级生化脱氮工艺基础上采用二级反硝化、硝化工艺，当anammox反应池和一级硝化脱氮不完全时，anammox反应池、硝化过程中残留的氨氮、硝态氮和亚硝态氮在二级反硝化和二级硝化反应中通过进行深度脱氮反应，从而保障了生化脱氮的完全性和稳定性。
31.在射流鼓风曝气条件下可以培养出高活性的好氧微生物，使污水中的可生化降解的有机污染物在硝化池内几乎完全降解，同时把氨氮和有机氮氧化为硝酸盐，由于超滤膜把菌体(活性污泥)和净化水完全分离，使得在生化系统中经过不断驯化产生的微生物菌群得以繁殖，对渗滤液中相对普通污水处理工艺而言难降解的有机物也能逐步降解，可以获得高品质的出水水质。超滤进水兼有回流功能，即超滤进水经过超滤浓缩后，清液排出，而浓缩液回流至反硝化池中，在缺氧环境中还原成氮气排出，达到脱氮的目的，反硝化池内设搅拌装置。
32.本实施例中mbr膜装置具有污泥泵和mbr膜，通过污泥泵将二级ao硝化反硝化单元内的活性污泥泵送至mbr膜过滤，对应mbr膜设有用于将mbr膜截留的活性污泥返回到anammox反应池的污泥回流机构，被超滤膜的微孔截留的活性污泥则返回anammox反应池以提高池中污泥浓度，继续进行生物处理。与传统生化处理工艺相比，微生物菌体被从出水中分离，微生物和悬浮物截留在系统内，出水无菌，无悬浮物。
33.本实施例中在anammox反应池前端设置生物选择池，将回流的硝化液与回流污泥及原水进行充分混合，防止污泥膨胀。部分硝化生成亚硝基氮，生成的亚硝基氮与氨氮在anammox微生物的作用下直接反应生成氮气实现氨氮的去除。
34.本实施例中深度处理单元包括沿水流方向依次设置的光催化氧化池、dn型反硝化生物滤池和cn型曝气生物滤池。光催化氧化池配有臭氧曝气设备与紫外线设备，沉淀时间取1～2h。dn型反硝化生物滤池和cn型曝气生物滤池反硝化容积负荷维持在0.25kgno
3-‑
n/(m3·
d)，空床水力停留时间分别为7h和4h，配套设备：含布水及承托系统、反冲洗布气系统、反冲洗布水系统、填料防堵塞装置等。
35.对于经过长时间生化后的废水，其中残留的有机物为极难生物降解的溶解性有机物，对于该类有机物，最常用的处理方法是采用光催化氧化。经过光催化氧化处理后，cod和色度被大幅降低，且提高了污水的可生化性，将难降解有机物转化为易生物降解有机物；出水进入dn型反硝化生物滤池和cn型曝气生物滤池，此段是是缺氧反硝化段和好氧硝化段，
通过滤料的截留、吸附及生物降解作用，使处理出水各项指标达到排放要求，通过深度处理cod≤300mg/l，tn≤50mg/l。
36.本实施例在以处理有机废弃沼液量约900吨/天，处理方法如下：
37.原水经过水力筛网格栅和转鼓超细格栅后进入调节池，主要去除颗粒悬浮物等；调节池对高浓度废水进行水质与水量的调节，调节池水力停留时间为2～3天，调节池废水泵入加压溶气气浮池，主要去除废水中的胶体、细小悬浮物和油类等，减少对后续硝化反硝化等生物反应的影响，后流入后续anammox反应池；
38.一级ao硝化反硝化单元中anammox反应池停留时间设计为40～50小时，一级硝化池停留时间设计为90～100小时，后流入后续的二级ao硝化反硝化单元及消化液回流机构ⅰ；
39.二级ao硝化反硝化单元中二级反硝化池停留时间设计为20小时，二级硝化池停留时间设计为20～30小时，后流入消化液回流机构ⅱ；
40.mbr膜装置将二级硝化池内活性污泥通过污泥泵输送到mbr膜进行过滤，透过液排出至后续光催化氧化池，被mbr膜的微孔截留的活性污泥经污泥回流机构返回anammox反应池；
41.经光催化氧化池光催化氧化处理后进入dn型反硝化生物滤池和cn型曝气生物滤池，使处理出水各项指标达到排放要求。
42.进出水水质如表1：
[0043][0044]
各处理单元设计去除效果如表2：
[0045]
[0046][0047]
工程设计：
[0048]
(1)预处理单元：设置一座调节池贮存格栅过滤之后的沼液和生产、生活废水，为后端工艺提供水量调节，同时设置事故池贮存事故水，均采用全地下钢砼结构。气浮池采用一体化设备，去除细小的悬浮物ss后加强后续沼液生化处理效果。
[0049]
预处理段设计参数如表3：
[0050][0051]
(2)高效生物脱氮除碳单元：主要由2级a/o池和mbr膜装置组成。两级a/o池设计2个系列独立运行，均采用钢筋混凝土结构，反硝化a池总停留时间为67h，硝化o池总停留126h，生化处理段共停留时间193h，约8天。反硝化a池采用机械搅拌，硝化o池采用射流曝气，配套射流曝气搅拌系统、硝酸盐回流泵和消泡剂投加装置，同时，为了避免生化系统本身产生的热量和夏季水温过高的影响，配套冷却降温系统。外置超滤装置采用错流式管式超滤膜组件，均采用标准化设计，组件易于拆卸维护，打开膜组件可以轻松检查维护任何一片过滤膜片及其它部件，维修简单，当零部件数量不够时，组件允许少装一些膜片及导流盘而不影响超滤膜组件的使用。
[0052]
高效生物脱氮除碳单元设计参数如表4：
[0053][0054]
(3)深度处理单元：
[0055]
本工程深度处理采用光催化氧化+dn型反硝化生物滤池+cn型曝气生物滤池技术。首先在催化剂和紫外光的作用下cod和色度被大幅降低，且提高了污水的可生化性，将难降解有机物转化为易生物降解有机物，将难降解的大分子有机物进一步氧化生成二氧化碳和水或转化为小分子有机物，从而在提高污水可生化性的同时，显著降低污水中的色度；后续利用dn型反硝化生物滤池和cn型曝气生物滤池，此段是缺氧反硝化段和好氧硝化段，通过滤料的截留、吸附及生物降解作用，使处理出水各项指标达到排放要求。通过深度处理出水cod≤300mg/l，tn≤50mg/l。
[0056]
光催化氧化池配有臭氧曝气设备与紫外线设备，沉淀时间取1～2h。dn型反硝化生物滤池和cn型曝气生物滤池，反硝化容积负荷维持在0.25kgno3
‑‑
n/(m3
·
d)，空床水力停留时间分别为7h和4h。配套设备：含布水及承托系统、反冲洗布气系统、反冲洗布水系统、填料防堵塞装置等。
[0057]
运行成本分析：整个系统的直接运行成本较低，约25元/吨，主要的运营成本在电费及药剂费上。
[0058]
本实施例在出水标准严格的情况下，特别是cod与tn的排放指标严格的情况下，保
证了出水的稳定达标，并且运行稳定，整个组合处理工艺占地面积小、投资省、运行费用低且使用范围广，同样能适用于其它高氨氮高有机物浓度的废水，比如餐厨厌氧发酵废水、养殖厌氧发酵废水、尾菜厌氧发酵废水、焦化废水、垃圾渗滤液等污废水处理领域。