本實(shí)用新型涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種餐廚垃圾廢水處理脫氮系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
餐廚垃圾主要成分包括米和面粉類食物殘余、蔬菜、動(dòng)植物油、肉骨等，從化學(xué)組成上，有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂類和無機(jī)鹽。目前國內(nèi)主流的餐廚垃圾處理技術(shù)是，將餐廚垃圾通過預(yù)處理分選后，對(duì)餐廚垃圾中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行厭氧發(fā)酵，將餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為沼氣能源，并對(duì)厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼液沼渣進(jìn)行分離，產(chǎn)生的沼液進(jìn)一步處理后排入城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)。根據(jù)住建部污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(CJ343-2010)的要求，納管排放需要將沼液中氨氮、總氮分別處理至45mg/L、70mg/L以下。而餐廚垃圾由于富含蛋白質(zhì)，經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生的沼液中氨氮濃度高達(dá)1800-2400mg/L，COD6000-10000mg/L。
若單獨(dú)采用傳統(tǒng)的硝化-反硝或亞硝化-反硝化化處理系統(tǒng)(A/O)，需要2-3級(jí)A/O裝置串聯(lián)，占地極大，并且曝氣、回流的能耗也將非常巨大。
與傳統(tǒng)的硝化反硝化工藝相比，厭氧氨氧化工藝是目前最先進(jìn)的一種生物脫氮工藝，只需要將一半的氨氮氧化為亞硝態(tài)氮，然后與剩余的氨氮共同被厭氧氨氧化細(xì)菌轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓梢赃_(dá)到88％的總氮脫除效率和99％以上的氨氮去除效率。該工藝的脫氮能力很強(qiáng)，可以達(dá)到2kgN/m3·d的容積負(fù)荷，是傳統(tǒng)硝化-反硝化工藝的10倍。
厭氧氨氧化工藝通常需要在兩個(gè)單獨(dú)的反應(yīng)器，第一個(gè)反應(yīng)器控制氨氮氧化到亞硝化階段，廢水中的一部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮；第二個(gè)反應(yīng)器氨氮和亞硝酸鹽氮在厭氧氨氧化細(xì)菌作用下直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?/p>
亞硝化反應(yīng)器內(nèi)的曝氣需要限制性曝氣，如果在亞硝化反應(yīng)器內(nèi)生成的亞硝酸鹽氮濃度過高，會(huì)對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)的厭氧氨氧化細(xì)菌產(chǎn)生毒害作用。而且，如果曝氣控制不精確，從亞硝化反應(yīng)器進(jìn)入到厭氧氨氧化反應(yīng)器內(nèi)的水中含氧量高，也會(huì)對(duì)厭氧氨氧化細(xì)菌產(chǎn)生不利影響，由此導(dǎo)致工藝和系統(tǒng)不穩(wěn)定，因此，該工藝要求控制精確亞硝化反應(yīng)器內(nèi)的溶解氧濃度、氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮的比例。而且厭氧氨氧化過程會(huì)產(chǎn)生約11％的硝酸鹽氮，總氮去除效率雖可達(dá)到88％，但當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度過高時(shí)，仍然高于排放標(biāo)準(zhǔn)。
另外，亞硝化-厭氧氨氧化反應(yīng)系統(tǒng)需嚴(yán)格控制進(jìn)水COD濃度，因?yàn)閬喯趸?、厭氧氨氧化菌都是自養(yǎng)細(xì)菌，其生長速率緩慢，COD進(jìn)入會(huì)引起異養(yǎng)菌大量增殖，異養(yǎng)菌快速增殖成為優(yōu)勢菌種，亞硝化菌、厭氧氨氧化菌的比例減小，降低脫氮效果。
餐廚廢水還具有高鹽度即高電導(dǎo)率的特點(diǎn)，另外一種典型的厭氧氨氧化技術(shù)采用一步工藝，必須在顆粒污泥條件下運(yùn)行，而高電導(dǎo)率的餐廚廢水使得顆粒污泥解絮而使得運(yùn)行失效。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型目的是提供一種餐廚垃圾廢水處理脫氮系統(tǒng)，其占地小、能耗低、脫氮效率高、運(yùn)行穩(wěn)定。
基于上述問題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是：
餐廚垃圾廢水處理脫氮系統(tǒng)，包括依次連通的受控氧化區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū)，所述受控氧化區(qū)下部的進(jìn)水口連接有進(jìn)水管道，所述受控氧化區(qū)上部的出水口經(jīng)管道連接至所述厭氧區(qū)下部的進(jìn)水口，所述厭氧區(qū)上部的出水口經(jīng)管道連接至所述好氧區(qū)下部的進(jìn)水口；
所述受控氧化區(qū)內(nèi)設(shè)有第一曝氣裝置，所述第一曝氣裝置連接至第一鼓風(fēng)機(jī)，所述受控氧化區(qū)內(nèi)設(shè)有溶解氧濃度測定儀、氨氮濃度測定儀和亞硝基氮濃度測定儀；
所述厭氧區(qū)內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，所述厭氧區(qū)內(nèi)接種有厭氧氨氧化菌和反硝化菌；
所述好氧區(qū)內(nèi)設(shè)有第二曝氣裝置，所述第二曝氣裝置連接至第二鼓風(fēng)機(jī)，所述好氧區(qū)內(nèi)設(shè)有溶解氧濃度測定儀和氨氮濃度測定儀，所述好氧區(qū)內(nèi)設(shè)有膜組件，所述膜組件連接至出水管道，所述出水管道上設(shè)有抽吸泵。
在其中的一些實(shí)施方式中，所述出水管道內(nèi)的部分清水經(jīng)第一回流管道回流至所述受控氧化區(qū)，所述第一回流管道上設(shè)有第一回流泵、第一閥門和第一流量計(jì)。
在其中的一些實(shí)施方式中，所述厭氧區(qū)的泥水混合液經(jīng)第二回流管道回流至所述受控氧化區(qū)，所述第二回流管道上設(shè)有第二回流泵、第二閥門和第二流量計(jì)。
在其中的一些實(shí)施方式中，所述好氧區(qū)的硝基氮混合液經(jīng)第三回流管道回流至所述厭氧區(qū)，所述第三回流管道上設(shè)有第三回流泵、第三閥門和第三流量計(jì)。
在其中的一些實(shí)施方式中，所述好氧區(qū)的底部設(shè)有連接至污泥脫水系統(tǒng)的污泥管路，所述污泥管路上設(shè)有污泥泵。
在其中的一些實(shí)施方式中，系統(tǒng)中采用絮狀污泥。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：
1.采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，對(duì)于含高濃度氨氮的餐廚廢水，提高了脫氮效率，減小了廢水處理設(shè)備的占地面積；
2.采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)有亞硝化菌、厭氧氨氧化菌和反硝化菌，與傳統(tǒng)的脫氮反應(yīng)器相比，減少了曝氣量，減少了回流量，節(jié)省了設(shè)備運(yùn)行的動(dòng)力成本；
3.采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，厭氧區(qū)接種了反硝化菌，當(dāng)受控氧化區(qū)發(fā)生曝氣過量時(shí)，進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)內(nèi)的少量氧氣會(huì)被反硝化菌利用，可保證厭氧氨氧化細(xì)菌的安全，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；
4.采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，降低了亞硝化-厭氧氨氧化工藝對(duì)進(jìn)水COD的限制，厭氧區(qū)的反硝化菌會(huì)利用COD與厭氧氨氧化產(chǎn)生的硝基氮，提高了總氮的去除率；
5.采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，設(shè)置的好氧區(qū)可將厭氧氨氧化反應(yīng)不完全的氨氮繼續(xù)氧化，提高氨氮的去除效率；
6.采用本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案，好氧區(qū)采用膜生物反應(yīng)組件來對(duì)混合液進(jìn)行分離，分離后的清水完全不含硝化菌，回流至受控氧化區(qū)后不會(huì)破壞受控氧化區(qū)的菌種平衡，并使得反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度可達(dá)到15-18g/L，省掉了污泥濃縮池，可直接進(jìn)行污泥脫水；
7.采用本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案，將厭氧區(qū)泥水混合液回流至受控氧化區(qū)，可以延長受控氧化區(qū)亞硝化菌的停留時(shí)間，提高脫氮效率；
8.采用本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案，將好氧區(qū)的硝基氮混合液回流至厭氧區(qū)，通過反硝化菌將硝基氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂竺摮?，降低出水中總氮濃度?/p>
9.采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，污泥采用絮狀污泥，既能運(yùn)用于低鹽度廢水，也適用于高鹽度廢水，且運(yùn)行管理相對(duì)簡單。
附圖說明
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實(shí)用新型餐廚垃圾廢水處理脫氮系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中：1、受控氧化區(qū)；2、厭氧區(qū)；3、好氧區(qū)；4、進(jìn)水管道；5、第一曝氣裝置；6、第一鼓風(fēng)機(jī)；7、溶解氧濃度測定儀；8、氨氮濃度測定儀；9、硝基氮濃度測定儀；10、攪拌裝置；11、第二曝氣裝置；12、第二鼓風(fēng)機(jī)；13、膜組件；14、出水管道；15、抽吸泵；16、第一回流管道；17、第一回流泵；18、第一閥門；19、第一流量計(jì)；20、第二回流管道；21、第二回流泵；22、第二閥門；23、第二流量計(jì)；24、第三回流管道；25、第三回流泵；26、第三閥門；27、第三流量計(jì)；28、污泥管路；29、污泥泵。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說明本實(shí)用新型而不限于限制本實(shí)用新型的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
參見圖1，為本實(shí)用新型實(shí)施例的示意圖，提供一種餐廚垃圾廢水處理脫氮系統(tǒng)，包括依次連通的受控氧化區(qū)1、厭氧區(qū)2和好氧區(qū)3，其中受控氧化區(qū)1下部的進(jìn)水口連接有進(jìn)水管道4，受控氧化區(qū)1上部的出水口經(jīng)管道連接至厭氧區(qū)2下部的進(jìn)水口，厭氧區(qū)2上部的出水口經(jīng)管道連接至好氧區(qū)3下部的進(jìn)水口，受控氧化區(qū)1、厭氧區(qū)2的出水分別自流至厭氧區(qū)2、好氧區(qū)3。
受控氧化區(qū)1內(nèi)設(shè)有第一曝氣裝置5，第一曝氣裝置5連接至第一鼓風(fēng)機(jī)6，受控氧化區(qū)1內(nèi)設(shè)有溶解氧濃度測定儀7、氨氮濃度測定儀8和亞硝基氮濃度測定儀9，實(shí)施中，根據(jù)溶解氧、氨氮、亞硝基氮的濃度控制第一鼓風(fēng)機(jī)6的曝氣量和進(jìn)水流量，使受控氧化區(qū)1約50-60％的氨氮被氧化為亞硝基氮，并降解一部分COD。
厭氧區(qū)2設(shè)有攪拌裝置10，同時(shí)在厭氧區(qū)2接種有厭氧氨氧化菌和反硝化菌，厭氧氨氧化菌將氨氮和亞硝基氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂蜕倭肯趸?，反硝化菌利用水中COD將硝基氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦觥?/p>
好氧區(qū)3內(nèi)設(shè)有第二曝氣裝置11，第二曝氣裝置11連接至第二鼓風(fēng)機(jī)12，好氧區(qū)3內(nèi)設(shè)有溶解氧濃度測定儀7和氨氮濃度測定儀8，實(shí)施中通過氨氮、溶解氧的濃度控制第二鼓風(fēng)機(jī)12的曝氣量，使剩余的氨氮被氧化成硝基氮，剩余的COD被完全氧化成CO2。好氧區(qū)3中采用膜組件13(MBR組件)對(duì)混合液進(jìn)行分離，膜組件13連接至出水管道14，在出水管道14上設(shè)有抽吸泵15。
為了進(jìn)一步優(yōu)化本實(shí)用新型的實(shí)施效果，出水管道14內(nèi)部分清水經(jīng)第一回流管道16回流至受控氧化區(qū)2，一方面可以降低受控氧化區(qū)氨氮濃度，避免對(duì)亞硝化菌造成毒性，另一方面可以降低進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)的亞硝基氮濃度，避免對(duì)厭氧氨氧化菌產(chǎn)生抑制作用，實(shí)施中，第一回流管道16上設(shè)有第一回流泵17、第一閥門18和第一流量計(jì)19，為了控制的方便，第一閥門18可以為電磁閥并與控制器連接。
為了進(jìn)一步優(yōu)化本實(shí)用新型的實(shí)施效果，延長受控氧化區(qū)1亞硝化菌的停留時(shí)間，提高脫氮效率，將厭氧區(qū)2的泥水混合液經(jīng)第二回流管道20回流至受控氧化區(qū)1，第二回流管道20上設(shè)有第二回流泵21、第二閥門22和第二流量計(jì)23，為了控制的方便，第二閥門22可以為電磁閥并與控制器連接。
為了進(jìn)一步優(yōu)化本實(shí)用新型的實(shí)施效果，進(jìn)一步降低出水中的總氮濃度，好氧區(qū)3的硝基氮混合液經(jīng)第三回流管道24回流至厭氧區(qū)2，第三回流管道24上設(shè)有第三回流泵25、第三閥門26和第三流量計(jì)27，為了控制的方便，第三閥門26可以為電磁閥并與控制器連接。
本例中，好氧區(qū)3采用MBR組件對(duì)混合液進(jìn)行分離，好氧區(qū)3內(nèi)污泥濃度可達(dá)到15-18g/L，可省去污泥濃縮池，在好氧區(qū)3底部設(shè)有連接至污泥脫水系統(tǒng)的污泥管路28用以排出好氧區(qū)3的污泥，在污泥管路28上設(shè)有污泥泵29。
本例中，系統(tǒng)中采用絮狀污泥，使該系統(tǒng)既能運(yùn)用于低鹽度廢水，也適用于高鹽度廢水，且運(yùn)行管理相對(duì)簡單。
以處理150m3/d、氨氮濃度1800mg/L的餐廚垃圾廢水為例，受控氧化區(qū)、厭氧區(qū)、好氧區(qū)的容積分別為250、350和220m3，曝氣量400m3/h，整體水力停留時(shí)間為大約5.5天，即可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，若采用單獨(dú)的硝化-反硝化的反應(yīng)器，好氧區(qū)、厭氧區(qū)的容積至少為1600、1100m3，曝氣量900m3/h，可見本實(shí)用新型的脫氮系統(tǒng)節(jié)省了占地面積和基建費(fèi)用和運(yùn)行成本。
上述實(shí)例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。