[发明专利]通过污泥回流作用优化餐厨垃圾厌氧处理的系统及方法

说明书

本发明提供了一种通过污泥回流作用优化餐厨垃圾厌氧处理的系统及方法，其中，通过污泥回流作用优化餐厨垃圾厌氧处理的系统，包括依次用管线连通的储料罐、产酸消化器、产烷消化器和沉淀池；所述储料罐的出料口与产酸消化器的进料口连通；所述产酸消化器的出料口与产烷消化器的进料口连通；所述产烷消化器的出泥口与沉淀池的进泥口连通；第一出水口、第二出水口均与储料罐和产酸消化器之间的管线连通；沉淀池的出泥口与产酸消化器的进泥口连通以实现污泥回流。本发明所述的通过污泥回流作用优化餐厨垃圾厌氧处理的系统，污泥强化回流、可灵活控制、可达到提高餐厨垃圾厌氧处理效率的目的。

技术领域

本发明属于餐厨垃圾处理领域，尤其是涉及一种通过污泥回流作用优化餐厨垃圾厌氧处理的系统及方法。

背景技术

随着我国居民生活水平的提高，餐饮业的发展也逐渐扩大，随之而来的则是餐厨垃圾产量的持续上升。餐厨垃圾的高效处理也逐渐成为亟待解决的难题之一。目前，餐厨垃圾的主要处置方式有焚烧，卫生填埋，生态饲料，厌氧消化，好氧堆肥和蚯蚓堆肥等，通常存在着资源化利用效率低，经济效益不够理想的缺陷等，这其中，厌氧生物处理技术因其具有无害化、资源化等优势而被认为是最适宜的餐厨垃圾处理方案。餐厨垃圾的厌氧生物处理即为通过产酸菌及产甲烷菌等厌氧微生物的代谢过程将餐厨垃圾中的有机组分最终转化为沼气、肥料等可利用的资源的过程。然而，因餐厨垃圾的有机质含量较高，且产酸菌及产甲烷菌具有不同的生理特性等原因，单纯的单相厌氧过程往往会导致挥发性脂肪酸不能被及时代谢，进而导致反应器酸化甚至是运行失败。因此，在不同的厌氧反应器中营造适宜产酸菌或产甲烷菌生长的环境，进而分别高效进行产酸过程及产甲烷过程的两相厌氧消化工艺特别适于对高有机含量、高含固率的餐厨垃圾进行处理。

尽管餐厨垃圾的两相厌氧工艺具有较为明显的环境效益及经济效益，但目前两相厌氧工艺在具体工程应用中还存在有一些技术上的难题。出于对技术成熟性及运行难度的考虑，工程上产酸消化器一般会选用全混式厌氧反应器(CSTR)。但由于进入产酸相的餐厨垃圾含固率一般较高，因此需要提供足够的搅拌强度保持物料与产酸微生物的悬浮状态，从而保证二者间的均匀混合及快速的物质交换，以免出现沟流等问题影响后续处理效果。然而，高强度搅拌也必然会导致CSTR出水中夹带有大量污泥，加之餐厨垃圾中有机质含量每日变化极大，不仅会造成反应器生物量的流失，导致产酸相有机负荷过高，甚至可能对后续产烷消化器的运行产生较大冲击。而由于产甲烷菌的代谢速率较慢对环境变化极为敏感，一旦消化器失稳，可能需要几个月甚至更长时间才能恢复。不仅如此，CSTR中往往因会因局部搅拌不均匀而在消化器底周的管件下或角落里出现水力死区，这一点在处理高含固率的餐厨垃圾时则尤为明显。可见，如何保持产酸消化器中的污泥浓度、制定有效的监控调试策略维持产酸相的运行稳定性是餐厨垃圾的两相厌氧工艺需要突破的瓶颈之一。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种通过污泥回流作用优化餐厨垃圾厌氧处理的系统，以克服现有餐厨垃圾两相厌氧技术中产酸相污泥流失、进料有机负荷差异巨大、局部沟流导致速度场分布不均匀、调控策略对系统失稳响应不及时等缺陷，通过可灵活控制地强化污泥回流，最终可达到保持产酸消化器污泥浓度、强化系统局部内循环、提高系统抗冲击负荷能力、提高餐厨垃圾厌氧处理效率的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

通过污泥回流作用优化餐厨垃圾厌氧处理的系统，包括依次用管线连通的储料罐、产酸消化器、产烷消化器和沉淀池；

所述储料罐的出料口与产酸消化器的进料口连通；

所述产酸消化器的出料口与产烷消化器的进料口连通，产酸消化器上设有第一出气口、第一沼渣沼液排出口和第一外循环水力搅拌系统；

所述产烷消化器的出泥口与沉淀池的进泥口连通；产烷消化器上设有第二出气口、第二沼渣沼液排出口、第二出水口和第二外循环水力搅拌系统；