一种增强餐厨垃圾沼液可生化性和污泥回收能力的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种增强餐厨垃圾沼液可生化性和污泥回收能力的处理方法，包括如下步骤：（1）对经过厌氧消化处理的餐厨垃圾沼液进行收集；（2）对收集到的餐厨垃圾沼液进行间歇式变功率超声处理：先在0.25~0.35W/mL的低功率密度下超声处理25~35s，间歇8~12min；然后在0.6~0.7W/mL的高功率密度下超声处理25~35s，间歇8~12min；最后在0.45~0.55 W/mL的中等功率密度下超声处理25~35s；（3）对超声处理后的沼液进行沉淀。本发明专利技术对经过厌氧消化后的餐厨垃圾沼液进行间歇式变功率超声处理，在无化学物质及碳源的投放下可实现增强沼液可生化性和快速沉降沼渣。和快速沉降沼渣。和快速沉降沼渣。

【技术实现步骤摘要】
一种增强餐厨垃圾沼液可生化性和污泥回收能力的处理方法


[0001]本专利技术涉及废水处理领域，尤其是涉及一种增强餐厨垃圾沼液可生化性和污泥回收能力的处理方法。

技术介绍

[0002]餐厨垃圾是城市生活垃圾的主要成分之一，随着经济的发展，其比例逐年增高。餐厨垃圾具有含水量高、有机污染物含量高的特点，容易腐败酸化，滋生病原菌和病原微生物。餐厨垃圾处理不当会导致渗滤液渗入，污染土壤和地下水，严重危害生态环境。此外，餐厨垃圾中含有大量含烃有机物，是一种潜在资源，合理的餐厨垃圾处理处置有助于能源的回收。
[0003]针对含有高浓度有机废弃物的餐厨垃圾，以厌氧消化为核心的处理方式已逐渐成为餐厨垃圾处理的主要方式。在基础的厌氧发酵后，小部分长链含碳有机物被水解为短链含碳有机物(挥发性脂肪酸)，通过微生物的进一步厌氧矿化反应，将短链有机物代谢为甲烷和二氧化碳，是一种高效的资源化，能源化处理方法。
[0004]但现有餐厨垃圾厌氧处理后产生的沼液存在下述问题：沼液可生化性差，不利于系统中微生物的后续新陈代谢；沼液中悬浮物及厌氧污泥沉降性能差，污泥易流失，造成厌氧系统稳定性差、易酸败等；沼液出水悬浮物(SS)浓度高、水质差，使得后续达标处理单元运行处理成本高、稳定性变差。
[0005]现有的沼液厌氧消化增强方法为以加快生物降解的速率并提高其消化率为目标，主要为物理法、化学法、加热法或生物法。这些技术的主要目的是在加快微生物水解酸化长链有机物的同时，破坏部分细胞壁并促进细胞内物质在水相中的释放，增加沼液中的碳氮比，从而增强沼液的可生化性，提高了其生产沼气的能力和随后的生化降解性。然而，现有的处理方法一般无法在增强沼液的可生化性的同时使沼渣快速沉降，并且处理过程中加入的化学试剂及复杂的处理工艺使得处理成本很高，限制了它们的放大和实验室到现场的实施。
[0006]综上所述，增强餐厨垃圾沼液厌氧消化过程是增加沼液资源化、能源化过程的主流方式，因此探索一种同时增强沼液可生化性和快速沉降沼渣的方法迫在眉睫。

技术实现思路

[0007]为了解决餐厨垃圾沼液处理过程中存在的上述问题，本专利技术提供了一种增强餐厨垃圾沼液可生化性和污泥回收能力的处理方法，在沼液厌氧消化处理的基础上，对经过厌氧消化后的餐厨垃圾沼液进行间歇式变功率超声处理，在无化学物质及碳源的投放下可实现增强沼液可生化性和快速沉降沼渣。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
一种增强餐厨垃圾沼液可生化性和污泥回收能力的处理方法，包括如下步骤：(1)对经过厌氧消化处理的餐厨垃圾沼液进行收集；(2)对收集到的餐厨垃圾沼液进行间歇式变功率超声处理，处理方法为：先在0.25～0.35W/mL的低功率密度下超声处理25～35s，间歇8～12min；然后在0.6～0.7W/mL的高功率密度下超声处理25～35s，间歇8～12min；最后在0.45～0.55W/mL的中等功率密度下超声处理25～35s；(3)对超声处理后的沼液进行沉淀，收集上清液，底部的沉淀物定期排出。
[0009]本专利技术采用间歇式变功率超声的方法对餐厨垃圾沼液进行处理，餐厨垃圾的主要成分是碳水化合物、蛋白质和脂质，在处理过程中，首先进行低功率密度的超声处理，在0.25～0.35W/mL的低功率密度下，能够打散沼液中的细菌团聚物，加速长链碳水化合物以及脂质的分解，并保留大部分的细菌存活，经过间歇沉淀后，使得泥水部分分离。然后再在0.6～0.7W/mL的高功率密度下进行超声处理，在此阶段可使得微生物破裂释放出大量的有机物并破碎微生物团聚物，从而释放可溶性有机物总量，在沉淀过程中，前期保留下来的微生物可利用后续释放的可溶性短链有机物进行代谢分解，从而做到降低沼液总固体含量(TS)的过程同时增加固体悬浮物(SS)的可分离性。最后，再在0.45～0.55W/mL的中等功率密度下再次进行超声处理，使得经过低功率超声处理后的小径粒的微生物团能够充分代谢高功率超声过程中因微生物破碎而大量释放出来的可溶性有机成分，同时中功率的超声处理也提供一部分粒径减少的微生物团和可溶性短链有机物作为缓冲，能够有效避免因低高功率超声过程中微生物和有机物比例失衡，从而影响短时间内的溶液可生化性。将本专利技术中的方法超声处理之后，沼液能够短时间实现污泥回收。在超声过程中，更多的小径粒污泥及小絮体从大絮团中被释放出来，由于部分不可溶的有机物也得到了一定的转化，使得超声后的沼液中的悬浮固体更容易被吸附，形成团聚物下沉，因此经过本专利技术的超声处理后的沼液能够短时间实现污泥回收。
[0010]本专利技术的处理过程中无需添加额外的化学物质和额外的热源，处理成本低，单位能耗小，可有效增强厌氧消化的水解酸化过程，为后续生物处理提供可靠的C/N比，提高沼液可生化性，并增强了厌氧消化能力，提高了沼液的产气效率，提升沼液资源化的能力；同时，本专利技术中的方法可在较短的处理时间内，解决了餐厨垃圾悬浮物及污泥沉降性能差的问题，提高了沼液的SS回收率，减少后续污水处理系统的SS以及脱氮的负担。
[0011]作为优选，步骤(1)中的餐厨垃圾沼液的总固体含量≤4wt％。沼液中的固体浓度会影响超声的效果，过高的TS含量会吸收声能并降低整个过程的效率，并且污泥吸光度常数随着污泥中固体含量的增加而增加，因此当污泥TS较高时，实际作用的超声强度可能远小于理论值并低于最小作用强度，从而导致整体污泥裂解效率的下降。
[0012]作为优选，步骤(2)中间歇式变功率超声处理时的超声频率为20～40kHz。作为更优选，超声频率为20kHz。在沼液处理中，低频的超声波比高频更有效。低频的应用会产生更大的空化气泡，在气泡破裂时，会产生更强劲的机械射流，从而产生强力的水力剪切力，对细胞进行粉碎性的破坏。
[0013]作为优选，步骤(3)中的HRT时间为10～15min，SRT时间30～40min。超声过中，会促使沼液中的部分碳酸盐分解和空化作用从而产生大量的气泡，需要一定的时间使得气泡从液体中释放出来，根据气泡的上浮速度，本专利技术设定沉淀时间为10～15min。在释放气泡的
过程中，泥水开始分离，部分微生物附着有机物进行代谢，从而达到降低TS的同时进行SS快速沉降。
[0014]作为优选，处理时采用的处理装置包括通过管路连接的超声工作罐和沉淀池；所述的超声工作罐中设有超声装置；所述的超声装置包括依次连接的超声波换能器、超声波助推器及超声波焊头；所述的超声波换能器与外接电源连接。
[0015]超声波换能器可将电能转换为超声波能量；超声波助推器是一种机械放大器，有助于增加超声波换能器产生的振幅；超声波焊头可将超声波能量传递给沼液。
[0016]作为优选，餐厨垃圾沼液通过进水管路进入超声工作罐内，进水管路上设有进水泵。
[0017]作为优选，沉淀池底部设有污泥出口，污泥出口处设有污泥回流管。
[0018]作为优选，工作过程中超声工作罐内餐厨垃圾沼液的体积不超过超声工作罐容积的70％；超声波焊头浸入餐厨垃圾沼液内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强餐厨垃圾沼液可生化性和污泥回收能力的处理方法，其特征是，包括如下步骤：（1）对经过厌氧消化处理的餐厨垃圾沼液进行收集；（2）对收集到的餐厨垃圾沼液进行间歇式变功率超声处理，处理方法为：先在0.25~0.35W/mL的低功率密度下超声处理25~35s，间歇8~12min；然后在0.6~0.7W/mL的高功率密度下超声处理25~35s，间歇8~12min；最后在0.45~0.55 W/mL的中等功率密度下超声处理25~35s；（3）对超声处理后的沼液进行沉淀，收集上清液，底部的沉淀物定期排出。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是，步骤（1）中的餐厨垃圾沼液的总固体含量≤4wt%。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是，步骤（2）中间歇式变功率超声处理时的超声频率为20~40kHz。4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征是，步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨家辉，宫亚斌，杜睿，詹偶如，
申请(专利权)人：杭州能源环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：