一种厨余垃圾浆液强化处置工艺

1.本发明属于厨余垃圾资源化利用的技术领域，特别涉及一种厨余垃圾浆液强化处置工艺。
2.

背景技术：

3.厨余垃圾是当今世界产生最多的生物垃圾之一。厨余垃圾浆液厌氧发酵后产生沼液成分复杂，具有氨氮、悬浮物、重金属、盐度含量较高，气味较大等特点，使厨余沼液的处理成了行业难题；且沼液有机物浓度高，胶态物质含量高，难以固液分离，因此，需寻求一种沼液的预处理方法，在实现固液分离的同时降低污染物浓度。
4.目前厨余垃圾沼液的处理方法主要有絮凝法、化学氧化法、生物降解法等，但单一方法的使用难以达到良好的固液分离效果，同时，沼液中还含有大量腐殖质、有机质等，因此，发明一种既能实现沼液良好固液分离，又能降低沼液cod、减轻后续生化处理压力，同时能实现沼液资源化的工艺具有重要的实际应用意义。
5.

技术实现要素：

6.解决的技术问题：针对以上技术问题，本发明提供了一种厨余垃圾浆液强化处置工艺，实现了“以浆液治浆液”，在“发酵
→
过硫酸盐氧化
→
絮凝
→
离心”组合工艺的基础上，利用沼渣和沼液沉淀制备生物炭并应用作过硫酸盐催化剂，不仅降低了浆液处理成本，还实现了浆液资源化利用，同时利用沼液上清液进行回流，进一步提高了沼液处理效率。本发明的组合工艺实施简单、成本低，解决了厨余垃圾浆液处理效率低、固液分离难等问题，实现了厨余垃圾浆液的高效经济处理。
7.技术方案：一种厨余垃圾浆液强化处置工艺，包括以下步骤：（1）厨余垃圾浆液通过湿式厌氧发酵后，经固液分离得沼液和沼渣；（2）沼液经过硫酸盐氧化处理后得处理液1，沼渣制成生物炭，所述过硫酸盐在沼液中浓度为1-3mmol/l；（3）向处理液1中投加絮凝剂得处理液2；（4）对处理液2进行离心后，上清液为处理液3，沼液沉淀制成生物炭；（5）处理液3进入步骤（1）所述湿式厌氧发酵体系，得沼渣和沼液；（6）沼渣和沼液沉淀制成生物炭，投加入步骤（2）中催化过硫酸盐氧化反应。
8.上述步骤（1）中，接种厌氧污泥进行湿式厌氧发酵，所述厨余垃圾浆液湿式厌氧发酵的温度为：35-37℃，ph=7~8；，厨余垃圾浆液和厌氧污泥的接种质量比为1:（3-7）。
9.上述步骤（2）中，过硫酸盐氧化反应采用的催化剂为生物炭，生物炭和过硫酸盐质量比为2:1-1:2；反应ph为8；反应时间为10-30分钟。
10.上述步骤（2）中，生物炭和过硫酸盐质量比为1:1。
11.上述步骤（3）中，絮凝剂为聚合氯化铝（pac）、氯化铝（alcl3）、三氯化铁(fecl3)、聚合氯化铝铁(pafc)、硫酸铝(al2(so4)3)和聚合硫酸铝(pas)中的至少一种。
12.上述步骤（3）中，絮凝剂中还含有助凝剂，所述助凝剂为pam（聚丙烯酰胺），絮凝剂浓度为2%-10%，投加量为200 ml/l，助凝剂浓度为3
‰
，投加量为1 ml/l。
13.上述步骤（4）中，离心转速为1000-4000 r/min，离心时间5-20 min。
14.上述步骤（5）中，处理液3按照处理液3:厨余垃圾浆液=（1-3）:1的回流比，回流入湿式厌氧发酵体系。
15.上述步骤（6）中，沼渣和沼液沉淀在温度500-900℃、绝氧条件下焙烧1-3 h，制成生物炭。
16.上述处理工艺制得的生物炭在制备吸附剂和絮凝剂中的应用。
17.有益效果：基于厨余垃圾浆液存在的处理效率低、固液分离难等问题，本发明“发酵
→
过硫酸盐氧化
→
絮凝
→
离心”组合工艺操作简单、浆液处理效率高、成本低、可工程化应用，实现了“以浆液治浆液”。浆液发酵产生的沼液固液分离仍然困难，过硫酸盐氧化破坏沼液中胶体物质，降低了水与物料的紧密结合，将显著提高后续絮凝工艺的固液分离效果，离心技术实现了上清液与沼液沉淀分离，上清液回流至厌氧发酵工艺提高浆液发酵效果，沼液沉淀制备成生物炭回用至过硫酸盐氧化工艺，不仅实现了厨余垃圾浆液资源化，同时节省了过硫酸盐氧化催化剂成本。本发明“物美价廉”式提高了浆液处理效率，促进了浆液中cod的去除、降低了浆液固液分离难度。
18.附图说明
19.图1为本发明工艺流程示意图；图2为不同条件下厨余垃圾浆液ss去除率和cod去除率示意图。
20.具体实施方式
21.实施例1厨余垃圾浆液处理流程为：（1）将厨余垃圾浆液在35℃、ph7、厨余垃圾浆液与厌氧接种污泥质量比为1:3条件下厌氧发酵产生沼液和沼渣。
22.（2）沼液经过硫酸盐氧化处理后得到处理液1，氧化处理条件为生物炭与过硫酸盐质量比为2:1、反应ph为8、反应时间10 min.（3）对处理液1进行絮凝处理得处理液2。絮凝剂为聚合氯化铝（pac），絮凝剂投加浓度为2wt.%，助凝剂pam（聚丙烯酰胺）投加浓度为3wt.
‰
。
23.（4）对处理液2进行离心后得到上清液和沼液沉淀，上清液为处理液3。
24.（5）处理液3按回流质量比（处理液3:厨余垃圾浆液）=1:1进入厨余垃圾浆液发酵反应体系。
25.（6）沼渣和沼液沉淀在500 ℃、绝氧条件下焙烧3 h制成生物炭，回用至步骤2所述过硫酸盐氧化。
26.实施例2厨余垃圾浆液处理流程为：
（1）将厨余垃圾浆液在36℃、ph7.5、厨余垃圾浆液与厌氧接种污泥质量比为1:5条件下厌氧发酵产生沼液和沼渣。
27.（2）沼液经过硫酸盐氧化处理后得到处理液1，氧化处理条件为生物炭与过硫酸盐质量比为1:1、反应ph为8、反应时间20 min.（3）对处理液1进行絮凝处理得处理液2。絮凝剂为聚合氯化铝（pac），絮凝剂投加浓度为6wt.%，助凝剂pam（聚丙烯酰胺）投加浓度为3wt.
‰
。
28.（4）对处理液2进行离心后得到上清液和沼液沉淀，上清液为处理液3。
29.（5）处理液3按回流质量比（处理液3：厨余垃圾浆液）=3:2进入厨余垃圾浆液发酵反应体系。
30.（6）沼渣和沼液沉淀在700 ℃、绝氧条件下焙烧2 h制成生物炭，回用至步骤（2）所述过硫酸盐氧化。
31.实施例3厨余垃圾浆液处理流程为：（1）将厨余垃圾浆液在36℃、ph7.5、厨余垃圾浆液与厌氧接种污泥质量比为1:5条件下厌氧发酵产生沼液和沼渣。
32.（2）沼液经过硫酸盐氧化处理后得到处理液1，氧化处理条件为生物炭与过硫酸盐质量比为1:1、反应ph为8、反应时间20 min.（3）对处理液1进行絮凝处理得处理液2。絮凝剂为聚合氯化铝（pac），絮凝剂投加浓度为6wt.%，助凝剂pam（聚丙烯酰胺）投加浓度为3wt.
‰
。
33.（4）对处理液2进行离心后得到上清液和沼液沉淀，上清液为处理液3。
34.（5）处理液3按回流质量比（处理液3：厨余垃圾浆液）=3:2进入厨余垃圾浆液发酵反应体系。
35.（6）沼渣和沼液沉淀在800 ℃、绝氧条件下焙烧2 h制成生物炭，回用至步骤（2）所述过硫酸盐氧化。
36.实施例4厨余垃圾浆液处理流程为：（1）将厨余垃圾浆液在37℃、ph8、厨余垃圾浆液与厌氧接种污泥质量比为1:7条件下厌氧发酵产生沼液和沼渣。
37.（2）沼液经过硫酸盐氧化处理后得到处理液1，氧化处理条件为生物炭与过硫酸盐质量比为1:2、反应ph为8、反应时间30 min.（3）对处理液1进行絮凝处理得处理液2。絮凝剂为聚合氯化铝（pac），絮凝剂投加浓度为10wt.%，助凝剂pam（聚丙烯酰胺）投加浓度为3wt.
‰
。
38.（4）对处理液2进行离心后得到上清液和沼液沉淀，上清液为处理液3。
39.（5）处理液3按回流质量比（处理液3：厨余垃圾浆液）=3:1进入厨余垃圾浆液发酵装置。
40.（6）沼渣和沼液沉淀在900 ℃、绝氧条件下焙烧1 h制成生物炭，回用至步骤（2）所述过硫酸盐氧化。
41.不同实施例工艺下浆液的ss去除率和cod去除率见图2。性能最优的生物炭能进一步提高过硫酸盐氧化效果，从而助力浆液固液分离，在最优絮凝工艺下，实施例3达到了最
高的ss去除率和cod去除率。
42.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本发明中记载内容后，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种厨余垃圾浆液强化处置工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）厨余垃圾浆液通过湿式厌氧发酵后，经固液分离得沼液和沼渣；（2）沼液经过硫酸盐氧化处理后得处理液1，沼渣制成生物炭，所述过硫酸盐在沼液中浓度为1-3mmol/l；（3）向处理液1中投加絮凝剂得处理液2；（4）对处理液2进行离心后，上清液为处理液3，沼液沉淀制成生物炭；（5）处理液3进入步骤（1）所述湿式厌氧发酵体系，得沼渣和沼液；（6）沼渣和沼液沉淀制成生物炭，投加入步骤（2）中催化过硫酸盐氧化反应。2.根据权利要求1所述的厨余垃圾浆液强化处置工艺，其特征在于，步骤（1）中，接种厌氧污泥进行湿式厌氧发酵，所述厨余垃圾浆液湿式厌氧发酵的温度为：35-37℃，ph=7~8；，厨余垃圾浆液和厌氧污泥的接种质量比为1:（3-7）。3.根据权利要求1所述的厨余垃圾浆液强化处置工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述过硫酸盐氧化反应采用的催化剂为生物炭，生物炭和过硫酸盐质量比为2:1-1:2；反应ph为8；反应时间为10-30分钟。4.根据权利要求3所述的厨余垃圾浆液强化处置工艺，其特征在于，步骤（2）中，生物炭和过硫酸盐质量比为1:1。5.根据权利要求1所述的厨余垃圾浆液强化处置工艺，其特征在于，步骤（3）中，所述絮凝剂为聚合氯化铝（pac）、氯化铝（alcl3）、三氯化铁(fecl3)、聚合氯化铝铁(pafc)、硫酸铝(al2(so4)3)和聚合硫酸铝(pas)中的至少一种。6.根据权利要求5所述的厨余垃圾浆液强化处置工艺，其特征在于，步骤（3）中，所述絮凝剂中还含有助凝剂，所述助凝剂为pam（聚丙烯酰胺），絮凝剂浓度为2%-10%，投加量为200 ml/l，助凝剂浓度为3
‰
，投加量为1 ml/l。7.根据权利要求1所述的厨余垃圾浆液强化处置工艺，其特征在于，步骤（4）中，所述离心转速为1000-4000 r/min，离心时间5-20 min。8.根据权利要求1所述的厨余垃圾浆液强化处置工艺，其特征在于，步骤（5）中，所述处理液3按照处理液3:厨余垃圾浆液=（1-3）:1的回流比，回流入湿式厌氧发酵体系。9.根据权利要求1所述的厨余垃圾浆液强化处置工艺，其特征在于，步骤（6）中，所述沼渣和沼液沉淀在温度500-900℃、绝氧条件下焙烧1-3 h，制成生物炭。10.权利要求1所述处置工艺制得的生物炭在制备吸附剂和絮凝剂中的应用。

技术总结

一种厨余垃圾浆液强化处置工艺，（1）厨余垃圾浆液通过湿式厌氧发酵后，经固液分离得沼液和沼渣；（2）沼液经过硫酸盐氧化处理后得处理液1，沼渣制成生物炭，所述过硫酸盐在沼液中浓度为1-3mmol/L；（3）向处理液1中投加絮凝剂得处理液2；（4）对处理液2进行离心后，上清液为处理液3，沼液沉淀制成生物炭；（5）处理液3进入步骤（1）所述湿式厌氧发酵体系，得沼渣和沼液；（6）沼渣和沼液沉淀制成生物炭，投加入步骤（2）中催化过硫酸盐氧化反应。本发明提高了浆液处理效率，促进了浆液中COD的去除、降低了浆液固液分离难度。液分离难度。液分离难度。