【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及垃圾處理設(shè)備，具體涉及一種用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器及運(yùn)行方法。
技術(shù)介紹
1、餐廚垃圾中含有大量的蛋白質(zhì)、碳水化合物、油脂、纖維素等，這些有機(jī)物質(zhì)具有較好的可生化性，有研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)物質(zhì)的含量可達(dá)干物質(zhì)含量的95-98％，這表明餐廚垃圾具有很高的能源回收潛力。
2、厭氧消化工藝是提取餐廚垃圾中化學(xué)能的一種很好的方式，然而，傳統(tǒng)的厭氧消化工藝為了保證穩(wěn)定運(yùn)行，所采用的水力停留時(shí)間(hrt)≥30天，這導(dǎo)致該工藝處理餐廚垃圾能力低下，有機(jī)負(fù)荷僅為0.8～2kg?cod/(m3d)。而如果盲目降低hrt，則會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)速率較慢的產(chǎn)甲烷菌流失，使得高有機(jī)負(fù)荷下厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷階段反應(yīng)更加不平衡，容易出現(xiàn)揮發(fā)酸積累，導(dǎo)致系統(tǒng)酸敗。此外，餐廚垃圾具有極高的cod與顆粒物濃度，并且難以完全通過(guò)厭氧消化去除，導(dǎo)致沼液中cod可高達(dá)15000～25000mg/l，ts為2～3％左右。因此，厭氧出水帶泥需先通過(guò)氣浮或離心等處理進(jìn)行泥水分離，才能進(jìn)入好氧處理，造成處理工藝繁雜等問(wèn)題。
3、雖然厭氧膜生物反應(yīng)器的提出能夠有效的解決固液分離問(wèn)題，并提高厭氧罐內(nèi)的污泥停留時(shí)間。但是，反應(yīng)器內(nèi)的膜通量會(huì)隨著裝置運(yùn)行而不斷降低，膜組件的跨膜壓差會(huì)不斷升高(直至>30kpa)，導(dǎo)致膜組件需要頻繁清洗或更換，從而造成了較大的運(yùn)行成本并嚴(yán)重影響處理效果。此外，厭氧膜生物反應(yīng)器通過(guò)提高污泥濃度而提升有機(jī)負(fù)荷的效果十分有限，并常常伴隨揮發(fā)酸積累問(wèn)題，有待利用更高效的功能微生物群落組成和電子轉(zhuǎn)移方式改變厭氧消化
4、現(xiàn)階段針對(duì)于餐廚垃圾這種含固率較高的廢物處理方法，多是粉碎、制漿、提油后直接進(jìn)行厭氧消化，以盡可能地提取其中的碳元素和能量。而所使用的厭氧消化反應(yīng)器則為全混式厭氧反應(yīng)器(cstr)，并采用大扭矩的機(jī)械攪拌槳直接進(jìn)行混合，以保證其中的功能微生物與底物充分混合，體系中較高的液體粘性導(dǎo)致了攪拌槳所受的機(jī)械應(yīng)力較大，且厭氧消化過(guò)程中產(chǎn)生的酸會(huì)逐漸腐蝕攪拌槳，導(dǎo)致設(shè)備故障率高、維修困難、運(yùn)行成本較高。因此，通過(guò)提供較高的液體上升流速的方式進(jìn)行混勻，然而，這種方式提供的擾動(dòng)十分有限，特別是在原液含固率較高時(shí)難以實(shí)現(xiàn)攪拌效果。
5、同樣的，由于餐廚垃圾體系中較高含固率的原因，現(xiàn)有沼液處理工藝極為依賴前置高效的固液分離技術(shù)，需要在沼液脫氮除碳前先降低其中的懸浮物含量，從而避免對(duì)后續(xù)生化系統(tǒng)的沖擊。目前使用較多的方法為氣浮、絮凝沉淀、離心式固液分離機(jī)等等，均導(dǎo)致了較高的運(yùn)行成本。雖然也有部分專利使用了外置管式超濾膜的厭氧膜生物反應(yīng)實(shí)現(xiàn)固液分離，但是在餐廚垃圾處理行業(yè)的實(shí)際使用過(guò)程中，堵膜情況卻十分嚴(yán)重。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器及運(yùn)行方法，以解決上述
技術(shù)介紹
中存在的至少一項(xiàng)技術(shù)問(wèn)題。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取了如下技術(shù)方案：
3、一方面，本專利技術(shù)提供一種用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器，包括：用于收集餐廚垃圾原液的原液收集池，與所述原液收集池連通的厭氧消化罐；所述厭氧消化罐通過(guò)超濾循環(huán)泵與膜組件的首端連通；所述膜組件的末端通過(guò)排泥泵將部分膜組件所產(chǎn)濃液排至所述厭氧消化罐中；其中，所述厭氧消化罐通過(guò)氣體回流泵將所產(chǎn)沼氣打入底部曝氣裝置，并通過(guò)沼液回流泵將頂部沼液泵入底部旋流布水口。
4、進(jìn)一步的，所述厭氧消化罐所產(chǎn)沼渣通過(guò)沼渣排放泵排出至磁粉回收單元，經(jīng)磁化回收后的磁粉重新進(jìn)入所述厭氧消化罐，剩余沼渣進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)。
5、進(jìn)一步的，所述厭氧消化罐通過(guò)沼液外排泵連通所述超濾循環(huán)泵。
6、進(jìn)一步的，所述膜組件為外置管式膜組件，使用內(nèi)徑5mm孔徑30nm的超濾膜，內(nèi)置30°斜角間距1cm的膛線以強(qiáng)化膜管內(nèi)的紊流。
7、進(jìn)一步的，所述膜組件所產(chǎn)水經(jīng)過(guò)外置套管收集后，經(jīng)排水泵排至沼液調(diào)節(jié)池以進(jìn)行后續(xù)沼液處理。
8、進(jìn)一步的，所述超濾循環(huán)泵通過(guò)清洗泵連通加藥清洗桶，所述膜組件的末端通過(guò)排液泵連通所述加藥清洗桶。
9、進(jìn)一步的，所述加藥清洗桶連通有多個(gè)清洗液儲(chǔ)存桶。
10、第二方面，本專利技術(shù)提供一種用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行方法，：所述厭氧消化罐通過(guò)氣體回流泵將厭氧罐內(nèi)所產(chǎn)沼氣打入底部曝氣裝置，并通過(guò)沼液回流泵將頂部沼液泵入底部旋流布水口，實(shí)現(xiàn)1:20的沼液回流比；所述厭氧消化罐中添加磁粉，通過(guò)促進(jìn)功能微生物胞外電子傳遞的方式，改變其酶活性和群落組成；
11、所述厭氧消化罐所產(chǎn)沼氣一部分通過(guò)氣體回流泵為內(nèi)部提供擾動(dòng)，另一部分排出至沼氣處理系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)脫處理，所產(chǎn)沼渣通過(guò)沼渣排放泵排出至磁粉回收單元，經(jīng)磁化回收后的磁粉重新通過(guò)進(jìn)料泵進(jìn)入?yún)捬跸?，剩余沼渣進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)；
12、沼液經(jīng)沼液外排泵排出，并在超濾循環(huán)泵中與膜組件中回流原液混合后一同打入膜組件，其中，根據(jù)消化罐運(yùn)行效果進(jìn)行參數(shù)調(diào)整時(shí)，可能導(dǎo)致沼液性質(zhì)發(fā)生波動(dòng)，而所述沼液中懸浮物含量在45g/l以內(nèi)均可以實(shí)現(xiàn)外置管式膜組件5的穩(wěn)定運(yùn)行。
13、進(jìn)一步的，所述膜組件在運(yùn)行時(shí)溫度為30～38℃，最大壓力不高于0.8mpa，所產(chǎn)水經(jīng)過(guò)外置套管收集后，經(jīng)排水泵排至沼液調(diào)節(jié)池以進(jìn)行后續(xù)沼液處理。
14、進(jìn)一步的，所述厭氧消化罐的水力停留時(shí)間為25～30天，運(yùn)行溫度為32～34℃，運(yùn)行ph維持在7.0～7.7之間，磁粉含量維持在3～5％，負(fù)荷能夠?qū)崿F(xiàn)6～8kg?cod/(m3d)。
15、本專利技術(shù)有益效果：采用了帶有膛線結(jié)構(gòu)的管式超濾膜管，通過(guò)強(qiáng)化內(nèi)部水流的擾動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)膜管內(nèi)表面泥餅的沖刷，并通過(guò)添加剛性磁粉的方式進(jìn)一步避免了堵膜現(xiàn)象的發(fā)生。而磁粉的使用能夠有效地改善功能微生物群落組成及電子傳遞效率，并輔以超濾膜帶來(lái)的功能微生物量的提升，能夠?qū)崿F(xiàn)餐廚垃圾處理體系的厭氧消化有機(jī)負(fù)荷有效提升。
16、本專利技術(shù)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本專利技術(shù)的實(shí)踐了解到。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于，包括：用于收集餐廚垃圾原液的原液收集池(2)，與所述原液收集池(2)連通的厭氧消化罐(3)；所述厭氧消化罐(3)通過(guò)超濾循環(huán)泵(4)與膜組件(5)的首端連通；所述膜組件(5)的末端通過(guò)排泥泵(17)將部分膜組件(5)所產(chǎn)濃液排至所述厭氧消化罐(3)中；其中，所述厭氧消化罐(3)通過(guò)氣體回流泵(14)將所產(chǎn)沼氣打入底部曝氣裝置，并通過(guò)沼液回流泵(15)將頂部沼液泵入底部旋流布水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述厭氧消化罐(3)所產(chǎn)沼渣通過(guò)沼渣排放泵(18)排出至磁粉回收單元(10)，經(jīng)磁化回收后的磁粉重新進(jìn)入所述厭氧消化罐(3)，剩余沼渣進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)(26)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述厭氧消化罐(3)通過(guò)沼液外排泵(16)連通所述超濾循環(huán)泵(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述膜組件(5)為外置管式膜組件，使用
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述膜組件(5)所產(chǎn)水經(jīng)過(guò)外置套管收集后，經(jīng)排水泵(22)排至沼液調(diào)節(jié)池(12)以進(jìn)行后續(xù)沼液處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述超濾循環(huán)泵(4)通過(guò)清洗泵(20)連通加藥清洗桶(6)，所述膜組件(5)的末端通過(guò)排液泵(21)連通所述加藥清洗桶(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述加藥清洗桶(6)連通有多個(gè)清洗液儲(chǔ)存桶。
8.一種用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行方法，其特征在于：所述厭氧消化罐(3)通過(guò)氣體回流泵(14)將厭氧罐內(nèi)所產(chǎn)沼氣打入底部曝氣裝置，并通過(guò)沼液回流泵(15)將頂部沼液泵入底部旋流布水口，實(shí)現(xiàn)1:20的沼液回流比；所述厭氧消化罐(3)中添加磁粉，通過(guò)促進(jìn)功能微生物胞外電子傳遞的方式，改變其酶活性和群落組成；
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行方法，其特征在于：所述膜組件(5)在運(yùn)行時(shí)溫度為30～38℃，最大壓力不高于0.8mpa，所產(chǎn)水經(jīng)過(guò)外置套管收集后，經(jīng)排水泵(22)排至沼液調(diào)節(jié)池(12)以進(jìn)行后續(xù)沼液處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行方法，其特征在于：所述厭氧消化罐(3)的水力停留時(shí)間為25～30天，運(yùn)行溫度為32～34℃，運(yùn)行pH維持在7.0～7.7之間，磁粉含量維持在3～5％，負(fù)荷能夠?qū)崿F(xiàn)6～8kg?COD/(m3d)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于，包括：用于收集餐廚垃圾原液的原液收集池(2)，與所述原液收集池(2)連通的厭氧消化罐(3)；所述厭氧消化罐(3)通過(guò)超濾循環(huán)泵(4)與膜組件(5)的首端連通；所述膜組件(5)的末端通過(guò)排泥泵(17)將部分膜組件(5)所產(chǎn)濃液排至所述厭氧消化罐(3)中；其中，所述厭氧消化罐(3)通過(guò)氣體回流泵(14)將所產(chǎn)沼氣打入底部曝氣裝置，并通過(guò)沼液回流泵(15)將頂部沼液泵入底部旋流布水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述厭氧消化罐(3)所產(chǎn)沼渣通過(guò)沼渣排放泵(18)排出至磁粉回收單元(10)，經(jīng)磁化回收后的磁粉重新進(jìn)入所述厭氧消化罐(3)，剩余沼渣進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)(26)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述厭氧消化罐(3)通過(guò)沼液外排泵(16)連通所述超濾循環(huán)泵(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述膜組件(5)為外置管式膜組件，使用內(nèi)徑5mm孔徑30nm的超濾膜，內(nèi)置30°斜角間距1cm的膛線以強(qiáng)化膜管內(nèi)的紊流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于高含固率餐廚垃圾處理的厭氧膜生物反應(yīng)器，其特征在于，所述膜組件(5)所產(chǎn)水經(jīng)過(guò)外置套管收集后，經(jīng)排水泵(22)排至沼液調(diào)節(jié)池(12)以進(jìn)行...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姚宏，韓翔宇，張靜靜，蔡偉偉，田盛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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