一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法

2023-11-08 06:30:27

一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法
【專利摘要】一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法，先將餐廚垃圾進行水解發酵，發酵過後的餐廚垃圾經過離心分離裝置得到水解酸化液；然後在序批式SBR反應器中加入反硝化汙泥，維持汙泥濃度為2000mg/L，並加入反應器體積一半量的生活汙水，連續曝氣；停止曝氣後，在水中加入餐廚垃圾水解酸化液作碳源，調節COD/NO3-N比至6，進行反硝化反應6小時後，反應器出水各類汙染物指標符合排放要求，本發明能夠有效解決汙水廠碳源緊缺的問題，運行成本低。
【專利說明】一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法【技術領域】
[0001]本發明屬於汙水處理【技術領域】，具體涉及一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國汙水處理廠總氮濃度排放標準的提高，國內城市汙水存在反硝化過程中碳氮比過低的問題逐步暴露。而在我國汙水廠運行過程中，外加碳源的費用已佔到總運行費用的50%以上。目前最為廣泛使用的外加碳源是甲醇，雖然運行效果較好但因其具有毒性且價格昂貴的特點，導致汙水處理成本大大增加。因此尋找一個價格低廉、脫氮效率高的外加碳源是非常有必要的。
[0003]餐廚垃圾厭氧處理產生的水解酸化液具有有機物含量高、可生化性好、價格低廉、無毒害作用等特點，採用其作為汙水處理廠的反硝化碳源，不僅可以調節汙水廠碳氮比、提高脫氮效率，還可解決因採用甲醇作碳源而造成的毒性高、處理成本昂貴等問題，既可滿足汙水廠對於外加碳源的需求，也可對餐廚垃圾進行有效處理。
[0004]如何將餐廚垃圾水解酸化液用作反硝化碳源，國內外還沒有相關專利和研究報導。

【發明內容】

[0005]為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法，能夠有效解決汙水廠碳源緊缺的問題。
[0006]為了達到上述目的，本發明採取的技術方案為:
[0007]一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法，包括以下步驟:
[0008]第一步，將餐廚垃圾在35°C、pH為6、含固率為100g/L的條件下加入厭氧產甲烷汙泥進行水解發酵，餐廚垃圾與厭氧產甲烷汙泥的體積比為15:4，發酵過後的餐廚垃圾經過離心分離裝置得到富含乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和乙醇的揮發性脂肪酸的水解酸化液；
[0009]第二步，在序批式SBR反應器中加入反硝化汙泥，維持汙泥濃度為2000mg/L，並加入反應器體積一半量的生活汙水，此時反應器汙水中的總氮濃度低於36mg/L，連續曝氣16小時；
[0010]第三步，停止曝氣後，水體中氨氮轉化為硝酸氮，測量水體中硝酸氮濃度，並在水中加入餐廚垃圾水解酸化液作碳源，調節C0D/N03-N比至6，反應開始時將pH調至7~8，溫度為25°C ；
[0011]第四步，進行反硝化反應，經過6小時後，反應器出水硝酸氮低於0.2mg/L、亞硝氮低於0.05mg/L、氨氮低於3.0mg/L> COD低於50mg/L,符合排放要求。
[0012]本發明具有如下優點及突出性效果:
[0013]1、首次提出利用餐廚垃圾水解酸化液作為碳源處理生活汙水的方法。
[0014]2、該方法有效去除生活汙水中的氨氮、總氮與C0D，反應經過6小時後可達到I級A的出水標準。
[0015]3、運行成本低。該方法的原料為餐廚垃圾水解酸化液，成本低廉，並實現了廢物利用。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例對本發明做詳細描述。
[0017]實施例1
[0018]一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法，包括以下步驟:
[0019]第一步，將餐廚垃圾在35°C、pH為6、含固率為100g/L的條件下加入厭氧產甲烷汙泥進行水解發酵，餐廚垃圾與厭氧產甲烷汙泥的體積比為15:4，所得水解酸化液中揮發性脂肪酸總含量為45000mg/L，COD濃度為92472mg/L，其中乙酸濃度為15956mg/L，丙酸濃度為 15776mg/L，丁酸濃度為 10120mg/L ；
[0020]第二步，在體積為9L的序批式SBR反應器中加入反硝化汙泥，維持汙泥濃度為2000mg/L，並加入4.5L的生活汙水，此時反應器中氨氮濃度為17.lmg/L，硝酸氮濃度為
1.3mg/L，亞硝氮濃度為5.7mg/L，連續曝氣16小時；
[0021]第三步，停止曝氣後，水體中氨氮轉化為硝酸氮，測量水體中硝酸氮濃度為22.2mg/L，在水中加入 餐廚垃圾水解酸化液作碳源，調節C0D/N03-N比至6，反應開始時將pH調至7~8，溫度為25°C ；
[0022]第四步，進行反硝化反應，反硝化反應進行至I小時後，水中硝酸氮濃度為0.27mg/L，亞硝氮濃度為8mg/L，當反應經過6小時後，反應器出水硝酸氮為0.lmg/L、亞硝氮Omg/L、氨氮2.6mg/L、COD為20.5mg/L,符合排放要求。
[0023]本實施例有效處理了生活汙水，C0D、氨氮等水質指標均達排放標準。
[0024]實施例2
[0025]一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法，包括以下步驟:
[0026]第一步，將餐廚垃圾在35°C、pH為6、含固率為100g/L的條件下加入厭氧產甲烷汙泥進行水解發酵，餐廚垃圾與厭氧產甲烷汙泥的體積比為15:4，所得水解酸化液中揮發性脂肪酸總含量為45000mg/L，COD濃度為92472mg/L，其中乙酸濃度為15956mg/L，丙酸濃度為 15776mg/L，丁酸濃度為 10120mg/L ；
[0027]第二步，在體積為9L的序批式SBR反應器中加入反硝化汙泥，維持汙泥濃度為2000mg/L,並加入4.5L的生活汙水，此時反應器中氨氮濃度為17.0mg/L,硝酸氮濃度為
0.77mg/L，亞硝氮濃度為3.09mg/L，連續曝氣16小時；
[0028]第三步，停止曝氣後，水體中氨氮轉化為硝酸氮，測量水體中硝酸氮濃度為27.5mg/L，在水中加入餐廚垃圾水解酸化液作碳源，調節C0D/N03-N比至6，反應開始時將pH調至7~8，溫度為25°C ；
[0029]第四步，進行反硝化反應，反硝化反應進行至I小時後，水中硝酸氮濃度為1.7mg/L,亞硝氮濃度為14.9mg/L,當反應經過6小時後，反應器出水硝酸氮為0.2mg/L、亞硝氮
0.04mg/L、氨氮 0mg/L、COD 為 34.7mg/L,符合排放要求。
[0030]本實施例有效處理了生活汙水，C0D、氨氮等水質指標均達排放標準。
[0031]實施例3[0032]一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法，包括以下步驟:
[0033]第一步，將餐廚垃圾在35°C、pH為6、含固率為100g/L的條件下加入厭氧產甲烷汙泥進行水解發酵，餐廚垃圾與厭氧產甲烷汙泥的體積比為15:4，所得水解酸化液中揮發性脂肪酸總含量為45000mg/L，COD濃度為92472mg/L，其中乙酸濃度為15956mg/L，丙酸濃度為 15776mg/L，丁酸濃度為 10120mg/L ；
[0034]第二步，在體積為9L的序批式SBR反應器中加入反硝化汙泥，維持汙泥濃度為2000mg/L,並加入4.5L的生活汙水，此時反應器中氨氮濃度為33.8mg/L,硝酸氮濃度為0.6mg/L，亞硝氮濃度為0.05mg/L，連續曝氣16小時；[0035]第三步，停止曝氣後，水體中氨氮轉化為硝酸氮，測量水體中硝酸氮濃度為35.8mg/L,在水中加入餐廚垃圾水解酸化液作碳源，調節C0D/N03-N比至6，反應開始時將pH調至7~8，溫度為25°C ；
[0036]第四步，進行反硝化反應，反硝化反應進行至1.5小時後，水中硝酸氮濃度為
2.43mg/L,亞硝氮濃度為14.3lmg/L,當反應經過6小時後，反應器出水硝酸氮為0.3mg/L、亞硝氮0.04mg/L、氨氮3.0mg/L、COD為41.lmg/L,符合排放要求。
[0037]本實施例有效處理了生活汙水，C0D、氨氮等水質指標均達排放標準。
【權利要求】
1.一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法，其特徵在於，包括以下步驟: 第一步，將餐廚垃圾在35°c、pH為6、含固率為100g/L的條件下加入厭氧產甲烷汙泥進行水解發酵，餐廚垃圾與厭氧產甲烷汙泥的體積比為15:4，發酵過後的餐廚垃圾經過離心分離裝置得到富含乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和乙醇的揮發性脂肪酸的水解酸化液； 第二步，在序批式SBR反應器中加入反硝化汙泥，維持汙泥濃度為2000mg/L，並加入反應器體積一半量的生活汙水，此時反應器汙水中的總氮濃度低於36mg/L，連續曝氣16小時； 第三步，停止曝氣後，水體中氨氮轉化為硝酸氮，測量水體中硝酸氮濃度，並在水中加入餐廚垃圾水解酸化液作碳源，調節C0D/N03-N比至6，反應開始時將pH調至7~8，溫度為 25 0C ； 第四步，進行反硝化反應，經過6小時後，反應器出水硝酸氮低於0.2mg/L、亞硝氮低於.0.05mg/L、氨氮低於3.0mg/L、COD低於50mg/L,符合排放要求。
2.根據權利要求1所述的一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法，其特徵在於，包括以下步驟: 第一步，將餐廚垃圾在35°C、pH為6、含固率為100g/L的條件下加入厭氧產甲烷汙泥進行水解發酵，餐廚垃圾與厭氧產甲烷汙泥的體積比為15:4，所得水解酸化液中揮發性脂肪酸總含量為45000mg/L，COD濃度為92472mg/L，其中乙酸濃度為15956mg/L，丙酸濃度為.15776mg/L，丁酸濃度為 10120mg/L ； 第二步，在體積為9L的序批式SBR反應器中加入反硝化汙泥，維持汙泥濃度為2000mg/L，並加入4.5L的生活汙水，此時反應器中氨氮濃度為17.lmg/L，硝酸氮濃度為1.3mg/L，亞硝氮濃度為5.7mg/L，連續曝氣16小時； 第三步，停止曝氣後，水體中氨氮轉化為硝酸氮，測量水體中硝酸氮濃度為22.2mg/L,在水中加入餐廚垃圾水解酸化液作碳源，調節C0D/N03-N比至6，反應開始時將pH調至7~.8，溫度為250C ； 第四步，進行反硝化反應，反硝化反應進行至I小時後，水中硝酸氮濃度為0.27mg/L,亞硝氮濃度為8mg/L，當反應經過6小時後，反應器出水硝酸氮為0.lmg/L、亞硝氮Omg/L、氨氮2.6mg/L、COD為20.5mg/L，符合排放要求。
3.根據權利要求1所述的一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法，其特徵在於，包括以下步驟: 第一步，將餐廚垃圾在35°C、pH為6、含固率為100g/L的條件下加入厭氧產甲烷汙泥進行水解發酵，餐廚垃圾與厭氧產甲烷汙泥的體積比為15:4，所得水解酸化液中揮發性脂肪酸總含量為45000mg/L，COD濃度為92472mg/L，其中乙酸濃度為15956mg/L，丙酸濃度為.15776mg/L，丁酸濃度為 10120mg/L ； 第二步，在體積為9L的序批式SBR反應器中加入反硝化汙泥，維持汙泥濃度為2000mg/L，並加入4.5L的生活汙水，此時反應器中氨氮濃度為17.0mg/L，硝酸氮濃度為0.77mg/L,亞硝氮濃度為3.09mg/L，連續曝氣16小時； 第三步，停止曝氣後，水體中氨氮轉化為硝酸氮，測量水體中硝酸氮濃度為27.5mg/L,在水中加入餐廚垃圾水解酸化液作碳源，調節C0D/N03-N比至6，反應開始時將pH調至7~.8，溫度為250C ；第四步，進行反硝化反應，反硝化反應進行至I小時後，水中硝酸氮濃度為1.7mg/L，亞硝氮濃度為14.9mg/L,當反應經過6小時後，反應器出水硝酸氮為0.2mg/L、亞硝氮0.04mg/L、氨氮Omg/L、COD為34.7mg/L,符合排放要求。
4.根據權利要求1所述的一種基於餐廚垃圾水解酸化液處理生活汙水的方法，其特徵在於，包括以下步驟: 第一步，將餐廚垃圾在35°C、pH為6、含固率為100g/L的條件下加入厭氧產甲烷汙泥進行水解發酵，餐廚垃圾與厭氧產甲烷汙泥的體積比為15:4，所得水解酸化液中揮發性脂肪酸總含量為45000mg/L，COD濃度為92472mg/L，其中乙酸濃度為15956mg/L，丙酸濃度為15776mg/L，丁酸濃度為 10120mg/L ； 第二步，在體積為9L的序批式SBR反應器中加入反硝化汙泥，維持汙泥濃度為2000mg/L，並加入4.5L的生活汙水,此時反應器中氨氮濃度為33.8mg/L,硝酸氮濃度為0.6mg/L,亞硝氮濃度為0.05mg/L，連續曝氣16小時； 第三步，停止曝氣後，水體中氨氮轉化為硝酸氮，測量水體中硝酸氮濃度為35.8mg/L,在水中加入餐廚垃圾水解酸化液作碳源，調節C0D/N03-N比至6，反應開始時將pH調至7~8，溫度為250C ； 第四步，進行反硝化反應，反硝化反應進行至1.5小時後，水中硝酸氮濃度為2.43mg/L,亞硝氮濃度為14.31mg/L,當反應經過6小時後，反應器出水硝酸氮為0.3mg/L、亞硝氮0.04mg/L、氨氮 3.0mg/L、COD 為 41.lmg/L,符合排放要求。
【文檔編號】B09B3/00GK103833133SQ201410080898
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月6日 優先權日:2014年3月6日
【發明者】蔣建國, 李夢露, 張昊巍 申請人:清華大學