公布日：2022.04.29
申请日：2022.02.21
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F11/125(2019.01)I;C02F11/147(2019.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F103/32(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种低能耗高浓度有机食品废水处理装置及方法。它主要应用于处理悬浮物、动植物油、盐度均较高的有机食品废水。该工艺流程是“溶气气浮(DAF)+流化床生物膜反应器(MBBR)+DAF+超滤(UF)+反渗透(RO)”该工艺打破了传统的工艺中以厌氧工艺作为好氧处理的前处理工艺段的处理方式，大大降低了运行不稳定的可能性，及运行过程产沼气所带来的运行不安全因素，该工艺完全采用好氧处理技术，整体占地面积小，处理过程中微生物含量大，运行负荷高，有机物去除效率高。
权利要求书
1.一种低能耗高浓度有机食品废水处理装置，其特征在于它包括进水口（1）、调节池（6）、一级DAF（10）、MBBR池（13）、沉淀池（17）、中间水池（24）、二级DAF（28）、精密过滤器（30）、UF+RO系统（31）；其中车间废水通过管道进水口（1）连接进入两个池体，分别与调节池（6）和事故储池（2）；调节池（6）位于室外与事故储池（2）、MBBR池（13）、沉淀池（17）、中间水池（24）、污泥池（32）共同组成组合池体；所述的调节池（6）后边依次与一级DAF（10）、MBBR池（13）、沉淀池（17）、中间水池（24）、二级DAF（28）、精密过滤器（30）、UF+RO系统（31）相连；一级DAF（10）、二级DAF（28）位于综合车间2楼；调节池（6）内底部设置穿孔曝气管，穿孔曝气管与第一鼓风系统（12）相连，调节池池体内部设有第二提升水泵（7），第二提升水泵（7）出水管路上连接第一电磁流量计（9），随后与一级DAF系统（10）连接，在调节池内，设置第二液位控制系统（8），液位控制分为低位，高位和高高位，事故储池（2）毗邻调节池（6），前端与进水口（1）相连，后端连接有两个方向，分别为调节池（6）和事故排口（4），事故储池（2）内设置有第一提升水泵（3）和第一液位控制系统（5），第一提升水泵（3）连接至调节池（6）和事故排口（4），事故排口（4）连接至运输水罐车；所述的一级DAF（10）前端与第一加药系统（11）相连，后端设置第一pH控制系统（34）并连接MBBR池（13）和污泥储池（18），一级DAF系统目的是去除水中较高含量的悬浮物，为后续氧化系统做好预处理；所述的MBBR池（13）位于组合池体内，为三级好氧池，每一级好氧池内均填充MBBR填料，每一级出水口处均设置出水拦截网（16），后端连接至沉淀池（17），MBBR池池底设置穿孔曝气管和曝气盘双重曝气系统，曝气系统与第二鼓风系统（14）相连，池体内安装溶解氧仪控制系统（15），第二鼓风系统（14）位于综合车间一楼，与溶解氧仪控制系统（15）组成变频控制系统；所述的沉淀池（17）位于组合池体内，前端与MBBR池（13）相连，后端连接污泥储池（18）和中间水池（24），池体内填充有斜管填料，下部设置有污泥斗，并安装污泥气提装置；所述的中间水池（24）位于组合池体内，前端与沉淀池（17）相连，后端连接至二级DAF（28），池内设有第三提升水泵（25），第三提升水泵（25）的出水管路上安装第二电磁流量计（27），并连接至二级DAF（28）前端，在中间水池（24）内，设置第三液位控制系统（26）与第二提升水泵（7）自控系统保持一致；所述的二级DAF（28）前端连接第三加药系统（29），后端设置第二pH控制系统（35），并连接至精密过滤器（30）和污泥储池（18），二级DAF系统的目的是去除经MBBR池后水中脱落的生物膜，降低水的浊度，为后续深度处理系统做好预处理；所述的精密过滤器（30）位于综合车间一楼，与同时位于综合车间一楼的UF+RO系统（31）相连，精密过滤器（30）和UF+RO系统（31）与位于室外的滤液池（36）相连，滤液池（36）为完全地下式，位于组合池旁边，后端连接调节池（6），池内设有滤液提升泵（37）和第四液位控制系统（38），液位控制分为低位，高位和高高位；污泥池（32）位于组合池内，后端连接污泥储池（18），池内有污泥提升泵（33）；污泥储池（18）前端分别与污泥池（32）、一级DAF(10)、二级DAF（28）相连，后端依次连接污泥泵（19）和叠螺脱水机（21）；叠螺脱水机前端与第三加药系统（20）相连，后端连接污泥罐（22）内，污泥罐（22）安装在综合车间二楼，一楼留有运输车（23）空间。
2.采用权利要求1所述低能耗高浓度有机食品废水处理装置进行处理的方法，其特征在于按如下的步骤进行：1）生产车间废水通过前端格栅和隔油预处理，然后提升进入进水口（1）排入调节池（6），当前端生产出现事故，水质变化较大时，通过阀门调节，将废水排入事故储池（2），事故储池内设置第一提升水泵（3），经泵提升逐渐打入调节池（6），以便对事故水进行稀释，若处理能力不能满足事故排水要求时，则用第一提升水泵（3）提升至事故排口（4）外运车辆，运至相关污水处理厂进行处理；2）调节池（6）设置有第二提升水泵（7），通过第二液位控制系统（8）进行液位控制，自动启停，第二提升水泵（7）的管路上安装第一电磁流量计（9），按照设计流量提升至一级DAF（10）；3）为便于处理后出水直接自流至下一级处理系统，减少提升级数，降低运行电量，一级DAF（10）安装于综合车间二楼内，水位高于室外池体，一级DAF（10）设置的主要目的是去除水中较高含量的悬浮物，为后续氧化系统做好预处理，一级DAF（10）前端经第一加药系统（11）加药，药剂分别为碱、絮凝剂和混凝剂，药剂种类可通过调试期实验进行选择调整，碱指的是NaOH,投加量为50g/m3，絮凝剂指的是PAM阴离子，投加量为0.5g/m3，混凝剂指的是PAC,投加量为50g/m3，废水经一级DAF（10）预处理后排水进入MBBR池（13）内，MBBR池（13）分为三级，每级出水端均采用出水拦截网（16）过滤出水，防止MBBR填料随水排入下一级池体中，从而造成填料流失，MBBR填料比表面积高，其上富集大量的微生物，能够去除大量有机物，并耐高负荷冲击，MBBR池（13）出水自流排入沉淀池（17）,所述的填料指的是：移动床生物流化床悬浮填料，填料的密度为0.97‑1.03；4）在沉淀池（17）内，脱落的生物膜进行沉淀，并定期排入污泥储池（18），上清液排水自流进入中间水池（24）；5）中间水池（24）内设有第三提升水泵（25），作为水处理流程中的二级提升系统，在池内安装第三液位控制系统（26），控制要求与第二提升水泵（7）自控系统保持一致，第三提升水泵（25）出水管路上安装第二电磁流量计（27），用以控制出水流量，定量提升进入位于综合车间二楼的二级DAF（28）；6）二级DAF（28）前端经第三加药系统（29）加药，药剂分别为碱、絮凝剂和混凝剂，药剂种类可通过调试期实验进行选择调整，二级DAF（28）的主要目的是去除水中生物膜等悬浮物，降低浊度，处理后废水自流进入精密过滤器（30）；碱指的是NaOH,投加量为5g/m3，絮凝剂指的是PAM阴离子，投加量为0.05g/m3，混凝剂指的是PAC,投加量为5g/m3；7）精密过滤器（30）是利用虹吸原理，实现自动反冲洗，其目的是去除二级DAF(28)未处理干净的剩余悬浮物，作为后期深度处理的预处理系统，清水自流进入后边的UF+RO系统（31），反冲洗水排入地下管网，自流进入滤液池（36）；滤液池（36）内，设置有第四提升水泵（37）和第四液位控制系统（38），通过液位自动控制启停，将废水提升至调节池（6），进行再处理；8）系统污泥脱水采用叠螺脱水机（21），污泥储池（18）内污泥分别来自污泥池（32）、一级DAF(10)、二级DAF（28），其中污泥池（32）内污泥通过污泥提升泵（33）提升至污泥储池（18），一级DAF(10)、二级DAF（28）的物化污泥可自流进入污泥储池（18），物化污泥和生化污泥在污泥储池（18）内得到充分搅拌，并通过污泥泵（19）提升至叠螺脱水机（21）；叠螺脱水机前端为混凝罐，在混凝管内通过第三加药系统（20）加入絮凝剂，经脱水后污泥跌落至污泥罐（22）内，为降低劳动力，提高卫生环境，污泥罐（22）安装在综合车间二楼，一楼留有运输车（23）空间，这样降低了了污泥占用车间面积和污泥转运环节，经脱水后的污泥经污泥车外运至厂外处置；所述的絮凝剂指的是：PAM阳离子，投加量为8.3g/m3。
3.采用权利要求2所述的处理方法在用于处理悬浮物、动植物油、盐度均较高的有机食品废水方面的应用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明公开了一种低能耗高浓度有机食品废水处理装置，其特征在于它包括进水口1、调节池6、一级DAF10、MBBR池13、沉淀池17、中间水池24、二级DAF28、精密过滤器30、UF+RO系统31；其中进水口1分别与调节池6和事故储池2连接，调节池6位于室外与事故储池2、MBBR池13、沉淀池17、中间水池24、污泥池32共同组成组合池体；所述的调节池6后边依次与一级DAF10、MBBR池13、沉淀池17、中间水池24、二级DAF28、精密过滤器30、UF+RO系统31相连，一级DAF10、二级DAF28位于综合车间2楼；调节池6内底部设置穿孔曝气管，穿孔曝气管与第一鼓风系统12相连，调节池池体内部设有第二提升水泵7，第二提升水泵7出水管路上连接第一电磁流量计9，随后与一级DAF10连接，在调节池内，设置第二液位控制系统8，液位控制分为低位，高位和高高位，事故储池2毗邻调节池6，前端与进水口1相连，后端连接有两个方向，分别为调节池和事故排口4，事故储池2内设置有第一提升水泵3和第一液位控制系统5，第一提升水泵3连接至调节池6和事故排口4，事故排口4连接至运输水罐车；为减少提升次数，节能降耗。
所述的一级DAF系统10前端与第一加药系统11相连，后端设置第一pH控制系统34并连接MBBR池13和污泥储池18；所述的MBBR池13位于组合池体内，为三级好氧池，每一级好氧池内均填充MBBR填料，每一级出水口处均设置出水拦截网16，后端连接至沉淀池17，MBBR池池底设置穿孔曝气管和曝气盘双重曝气系统，曝气系统与第二鼓风系统14相连，池体内安装溶解氧仪控制系统15，第二鼓风系统位于综合车间一楼与溶解氧仪控制系统15组成变频控制系统；所述的沉淀池17位于组合池体内，前端与MBBR池13相连，后端连接污泥储池18和中间水池24，池体内填充有斜管填料，下部设置有污泥斗，并安装污泥气提装置；所述的中间水池24位于组合池体内，前端与沉淀池17相连，后端连接至二级DAF28，池内设有第三提升水泵25，第三提升水泵的出水管路上安装第二电磁流量计27，并连接至二级DAF28前端，在中间水池24内，设置第三液位控制系统26，与第二提升水泵7自控系统保持一致；所述的二级DAF28前端连接第三加药系统29，后端设置第二pH控制系统35，并连接至精密过滤器30和污泥储池18；所述的精密过滤器30位于综合车间一楼，与同时位于综合车间一楼的UF+RO系统31相连，精密过滤器30和UF+RO系统31与位于室外的滤液池36相连，滤液池36为完全地下式，位于组合池旁边，后端连接调节池6，池内设有滤液提升泵37和第四液位控制系统38，液位控制分为低位，高位和高高位，污泥池32位于组合池内，后端连接污泥储池18，池内有污泥提升泵33，污泥储池18前端分别与污泥池32、一级DAF10、二级DAF28相连，后端依次连接污泥泵19和叠螺脱水机21，叠螺脱水机前端与第三加药系统20相连，后端连接污泥罐22内，污泥罐22安装在综合车间二楼，一楼留有运输车23空间。
本发明进一步公开了采用低能耗高浓度有机食品废水处理装置进行处理的方法，其特征在于按如下的步骤进行：（1）生产车间废水通过前端格栅和隔油等预处理，然后提升进入进水口1排入调节池6，当前端生产出现事故，水质变化较大时，通过阀门调节，将废水排入事故储池2，事故储池内设置第一提升水泵3，经泵提升定量打入调节池6，以便对事故水进行稀释，若处理能力不能满足事故排水要求时，则用第一提升水泵3提升至事故排口4外运车辆，运至相关污水处理厂进行处理。
（2）调节池6设置有第二提升水泵7，通过第二液位控制系统8进行液位控制，自动启停，第二提升水泵7的管路上安装第一电磁流量计9，按照设计流量提升至一级DAF10。
（3）为便于处理后出水直接自流至下一级处理系统，减少提升级数，降低运行电量。一级DAF10安装于综合车间二楼内，水位高于室外池体。一级DAF10前端经第一加药系统11加药，药剂分别为碱、絮凝剂和混凝剂，药剂种类可通过调试期实验进行选择调整，碱指的是NaOH,投加量为50g/m3，絮凝剂指的是PAM阴离子即聚丙烯酰胺，投加量为0.5g/m3，混凝剂指的是PAC即聚合氯化铝,投加量为50g/m3，一级DAF10设置的主要目的是去除水中较高含量的悬浮物，为后续氧化系统做好预处理，废水经一级DAF10预处理后排水进入MBBR池13内，MBBR池13分为三级，每级出水端均采用出水拦截网16过滤出水，防止MBBR填料随水排入下一级池体中，从而造成填料流失。MBBR填料比表面积高，其上富集大量的微生物，能够去除大量有机物，并耐高负荷冲击。MBBR池13出水自流排入沉淀池17,所述的填料移动床生物流化床悬浮填料(有市售)的密度应为0.97‑1.03；具有比表面积大、亲水性好、生物活性高、挂膜快、处理效果好、使用寿命长等优点。
（4）在沉淀池17内，脱落的生物膜进行沉淀，并定期排入污泥储池18，上清液排水自流进入中间水池24。
（5）中间水池24内设有第三提升水泵25，作为水处理流程中的二级提升系统，在池内安装第三液位控制系统26，控制要求与第二提升水泵7自控系统保持一致，第三提升水泵25出水管路上安装第二电磁流量计27，用以控制出水流量，定量提升进入位于综合车间二楼的二级DAF28。
（6）二级DAF28前端经第三加药系统29加药，药剂分别为碱、絮凝剂和混凝剂，药剂种类可通过调试期实验进行选择调整，二级DAF28的主要目的是去除水中生物膜等悬浮物，降低浊度，处理后废水自流进入精密过滤器30。碱指的是NaOH,投加量为5g/m3，絮凝剂指的是PAM阴离子，投加量为0.05g/m3，混凝剂指的是PAC,投加量为5g/m3。
（7）精密过滤器30是利用虹吸原理，实现自动反冲洗，其目的是去除二级DAF28未处理干净的剩余悬浮物，作为后期深度处理的预处理系统。清水自流进入后边的UF+RO系统31，反冲洗水排入地下管网，自流进入滤液池36；滤液池36内，设置有第四提升水泵37和第四液位控制系统38，通过液位自动控制启停，将废水提升至调节池6，进行再处理。
（8）系统污泥脱水采用叠螺脱水机21，污泥储池18内污泥分别来自污泥池32、一级DAF10、二级DAF28，其中污泥池32内污泥通过污泥提升泵33提升至污泥储池18，一级DAF10、二级DAF28的物化污泥可自流进入污泥储池18，物化污泥和生化污泥在污泥储池18内得到充分搅拌，并通过污泥泵19提升至叠螺脱水机21；叠螺脱水机前端为混凝罐，在混凝管内通过第三加药系统20加入絮凝剂，经脱水后污泥跌落至污泥罐22内，为降低劳动力，提高卫生环境，污泥罐22安装在综合车间二楼，一楼留有运输车23空间，这样降低了了污泥占用车间面积和污泥转运环节。经脱水后的污泥经污泥车外运至厂外处置。所述的絮凝剂指的是：PAM阳离子，投加量为8.3g/m3。
本发明同时也公开了所述的处理方法在用于处理悬浮物、动植物油、盐度均较高的有机食品废水方面的应用。实验结果显示：该经过处理工艺后的出水能够达到《城市污水再利用城市杂用水水质》（GB/T18920‑2002）标准中冲厕水水质要求，实现中水的再利用。
本发明公开的一种低能耗高浓度有机食品废水处理装置及方法与传统的技术相比，本发明的效益是：1、该工艺没有厌氧处理技术，厌氧处理过程中会产生的沼气及沼气处理系统所带来的安全隐患，在本技术中无需考虑。因此大大提高了系统的安全性。厌氧运行过程中很容易产生酸化现象，对系统中厌氧菌会带来毁灭性的破坏，从而影响系统的稳定性。因此，本发明不使用厌氧技术，大大提高了系统的稳定性。
2、本发明采用MBBR作为好氧池的填料，该填料本身比表面积大，生物膜量大，微生物种类多，运行负荷高，抗冲击负荷高，对有机物的去除高，因此该技术的使用能够大大降低好氧池的容积及占地面积。
3、本发明鼓风系统均采用变频+溶解氧仪控制系统，随时调节风量，降低电耗，大大节约了运行成本。由于该特殊的工艺组合，大大提高了污水处理系统的安全性、稳定性的同时降低了池体的容积和占地面积。由于大量使用自动控制系统，降低了劳动力，提高了管理效果，节约了运行成本。
4、本发明将脱水后污泥置于二层，并设置气动阀门开启系统，在一层留有运输车出入的空间，保证污泥满位时能够通过控制阀门自动跌落至运输车内，较传统的操作方式，大大减少了人工劳动力，降低了劳动强度。
5、本发明采用精密过滤器作为深度处理的预处理工艺，较传统砂滤器相比，砂滤器存在填料易堵塞、易板结、反冲洗水量大、过滤精度低等缺点。而本发明选用介质为无烟煤、石英砂等多层复合精细滤料的精密过滤器，过滤器利用虹吸原理，根据滤层的含污量，自动调整反冲洗周期，实现自动反冲洗。过滤器进水出水、冲洗及排水均不用阀门，靠水力作用自动运行。弥补了砂滤器的缺点的同时，降低能耗，节约运行成本。
6、本发明利用两套鼓风曝气系统分别供给MBBR池和调节池、事故储池、污泥储池等需气处，保证了MBBR好氧池供氧稳定性。
7、本发明工艺能够处理高浓度有机食品废水，出水指标达到《城市污水再利用城市杂用水水质》（GB/T18920‑2002）标准中冲厕水水质要求，实现中水的综合利用，创造了良好的经济与环境效益。
（发明人：王艳霞;焦永杰;吴聪;陈红;罗保明;王子谦;隋峰;王文忠）
