缺氧-復(fù)合生物濾池-接觸氧化池-活性生物濾床處理餐飲廢水研究

孫鑫

摘要：為解決新型餐飲業(yè)普遍存在的排水規(guī)模小、濃度高、收集與處理困難、規(guī)?；幚砝щy等問(wèn)題，研究蠶蛹缺氧-復(fù)合生物濾池-接觸氧化-活性生物濾床工藝進(jìn)行處理。結(jié)果表明，在進(jìn)水濃度CODcr為587～1876mg/L、TN、NH3-N、TP的濃度分別為54.6～152.5mg/L、45.4～133.5mg/L、3.56～14.4mg/L的條件下，本工藝對(duì)污染物的去除率達(dá)到84.6%，91.5%，77.4%，96.3%，且活性生物濾床水力負(fù)荷在0.132m3·m-2·d-1時(shí)效果最佳。

Abstract： In order to solve the problems of small drainage， high concentration， difficulty in collection and treatment， and difficulty in large-scale treatment in the new catering industry， the silkworm pupa hypoxia-composite biofilter-contact oxidation-active biofilter process was studied. The results show that under the conditions of influent concentration CODcr of 587-1876mg/L， TN， NH3-N， TP concentration of 54.6-152.5mg/L， 45.4-133.5mg/L， 3.56-14.4mg/L， the removal rate of pollutants in this process reaches 84.6%， 91.5%， 77.4%， 96.3%， and the hydraulic load of the active biofilter is best when it is 0.132m3·m-2·d-1.

關(guān)鍵詞：餐飲廢水;缺氧;復(fù)合生物濾池;接觸氧化池;活性生物濾床

Key words： catering wastewater;anoxia;composite biofilter;contact oxidation tank;active biofilter

中圖分類號(hào)：[TU992.3] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）17-0222-03

0 ?引言

隨著我國(guó)第三產(chǎn)業(yè)——餐飲業(yè)的不斷發(fā)展，人們快節(jié)奏的生活以及流動(dòng)人口的不斷增加，餐飲行業(yè)在人們生活中的地位也越來(lái)越重要，隨之產(chǎn)生的餐飲廢水量也越來(lái)越大，由此帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題也日益突出。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)一百多個(gè)大中型城市餐飲業(yè)，每天產(chǎn)生的廢水量就接近300萬(wàn)噸，約占城市生活污水總排放量的3%，但其中的有機(jī)物含量卻占總負(fù)荷的三分之一之多，并且這種狀況還有不斷增加的趨勢(shì)[1～2]。

餐飲廢水是指由餐飲業(yè)排放的未經(jīng)處理的廢水，主要來(lái)源于食品的準(zhǔn)備、餐具洗滌、食物殘余的滲瀝液等。餐飲廢水主要污染物為食物纖維、淀粉、脂肪、動(dòng)植物油類，各種佐料、洗滌劑和蛋白質(zhì)等有機(jī)物，同時(shí)由于就餐人員的復(fù)雜性，還存在病源菌污染的問(wèn)題。這些物質(zhì)大都以膠體狀態(tài)存在，只有少部分以懸浮物存在，其特點(diǎn)是量少源多，成分復(fù)雜，水質(zhì)變化較大，CODcr一般為500～3500mg/L[3～4]。由于餐飲廢水污染物成分復(fù)雜，濃度高，對(duì)城市環(huán)境污染嚴(yán)重，污水中油脂容易凝結(jié)在管道內(nèi)壁，形成厚厚的油脂層，使管道過(guò)水能力減少，甚至堵死，必須經(jīng)過(guò)處理，使之達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，才能排入城市下水道或是直接排入其他水體，否則將會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人們?nèi)粘Ｉ顜?lái)嚴(yán)重的不良影響。

目前對(duì)餐飲廢水采用的方法主要分物化法、生化法和電化學(xué)法，其中物化法一般處理就是通過(guò)投加一定劑量混凝劑，沉淀污水中大部分有機(jī)物，該方法簡(jiǎn)單有效，但在一定運(yùn)行條件下無(wú)法達(dá)標(biāo)排放，電化學(xué)法能夠有效使污水達(dá)標(biāo)排放，但運(yùn)行成本太高。生化法才是最有效且經(jīng)濟(jì)的方法，主要有UASB（上流式厭氧污泥反應(yīng)床）、EGSB（膨脹顆粒污泥床）、SBR（續(xù)批式活性污泥法）等方法[5～7]。

針對(duì)目前餐飲廢水的特點(diǎn)，本研究提出一種低能耗、管理簡(jiǎn)單的餐飲廢水生態(tài)聯(lián)合處理工藝“厭氧-復(fù)合生物濾池-活性生物濾床”，本研究以桂林一農(nóng)家樂(lè)所產(chǎn)生的污水，重點(diǎn)研究整套工藝的啟動(dòng)時(shí)間和生物濾池水力負(fù)荷、活性生物濾床水力停留時(shí)間等參數(shù)的優(yōu)化，為餐飲廢水的處理提供一種參考模式。

1 ?實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置

本項(xiàng)目位于廣西桂林市一家農(nóng)家樂(lè)，經(jīng)營(yíng)模式為“餐飲+住宿+休閑娛樂(lè)”，產(chǎn)生的污水較普通餐飲廢水濃度低，但較普通生活污水污水排放量大，客流量高峰季節(jié)最高污水排放量為100m3/d，廚房污水末端有一臺(tái)隔油池，廚房污水經(jīng)過(guò)隔油池后進(jìn)入化糞池再與其它廢水混合后進(jìn)入處理站。其進(jìn)水CODcr為587～1876mg/L、TN、NH3-N、TP的濃度分別為54.6～152.5mg/L、45.4～133.5mg/L、3.56～14.4mg/L。廢水處理裝置及工藝流程圖見圖1。

廢水收集后經(jīng)過(guò)格柵進(jìn)入?yún)捬醭?，后?jīng)過(guò)提升泵泵入復(fù)合生物濾池，經(jīng)過(guò)豐字型布水槽后滴入下部濾料，濾料層總共6層，每層濾料高度為36cm，各層之間相隔10cm，濾料材料主要由火山巖和除磷填料組成，處理后的出水在底層收集后進(jìn)入接觸氧化池，接觸氧化池濾料為尼龍彈性填料。隨后進(jìn)入沉淀池，去除脫落的生物膜后流入活性生物濾床?；钚陨餅V床為折流式，尺寸為13.3m*11.04m，為防止堵塞，基質(zhì)從進(jìn)水口到出水口分別按粒徑由40mm到10mm，上層鋪設(shè)透水性土工膜后鋪設(shè)30cm種植土。1.2 分析項(xiàng)目和方法

實(shí)驗(yàn)主要分析項(xiàng)目為CODcr和TN、NH3-N、TP含量，其中CODcr為快速消解分光光度法，TN含量為堿性過(guò)硫酸鉀紫外分光光度法，NH3-N含量為水楊酸-次氯酸鹽光度法，TP含量為鉬酸鹽分光光度法[12]。所用試劑均為分析純。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

設(shè)備啟動(dòng)時(shí)控制20%原水濃度和80%的河水逐漸提升至100%的原水，接觸氧化池氣水比一直保持在10：1，當(dāng)出水CODcr去除率達(dá)到90%，氨氮去除率達(dá)到75%，TP去除率達(dá)到90%可認(rèn)為掛膜完成。

2 ?結(jié)果與討論

2.1 污染物去除效果

由圖2可知，啟動(dòng)過(guò)程有三個(gè)階段，分別為低濃度（324～423mg/L），中等濃度（980～1102mg/L）和高濃度（1588～1624mg/L），在低濃度階段時(shí)，缺氧池的CODcr去除率較低，主要是缺氧池處于水解產(chǎn)酸階段，大部分有機(jī)物的去除主要通過(guò)沉淀去除，在復(fù)合生物濾池和接觸氧化池過(guò)程起到主要作用，附著在復(fù)合濾池和接觸氧化池的濾料上生成異樣菌群，通過(guò)大量的通風(fēng)和鼓風(fēng)曝氣效果加快污水在濾料上的復(fù)氧作用，并在后期起到關(guān)鍵性降解作用。

2.2 總氮去除效果

由圖3反應(yīng)出，在前期中低濃度時(shí)，缺氧池對(duì)總氮去除效果極低，在高濃度時(shí)去除率才達(dá)到60%左右，主要原因是前中期厭氧池中缺少反硝化細(xì)菌菌落，在后期從沉淀池回流硝化液的作用下慢慢產(chǎn)生反硝化菌菌群，并形成缺氧環(huán)境，更加有利于TN的去除。

2.3 氨氮去除效果

由圖4所示，缺氧池和活性生物濾床對(duì)氨氮的去除效果基本沒(méi)有，主要作用在復(fù)合生物濾池和接觸氧化池，原因是在大量含氮有機(jī)物在厭氧池中部分轉(zhuǎn)化為氨氮，導(dǎo)致缺氧池中的氨氮有時(shí)會(huì)有增加的趨勢(shì)，氨氮進(jìn)入好氧環(huán)境下被附著在濾料上的硝化菌轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮，至使污水中的氨氮含量得到有效去除。

2.4 總磷去除效果

由圖5所示，前中期階段，缺氧池中對(duì)TP的去除效果及其微小，主要原因是前期菌落中沒(méi)有產(chǎn)生聚磷菌群，主要除磷效果來(lái)自復(fù)合生物濾池和活性生物濾料中的除磷填料，進(jìn)入后期中回流的產(chǎn)生大量聚磷菌吸磷后，缺氧池對(duì)TP有了一定的吸收。

2.5 活性生物濾床水力負(fù)荷

由表1所示，活性生物濾床對(duì)各項(xiàng)污染物指標(biāo)的去除率隨著水力負(fù)荷的降低而升高，主要原因是當(dāng)水力負(fù)荷較小時(shí)，污染物與附著在濾料上的微生物有充分的接觸，一方面增加了濾料的有效接觸時(shí)間，一方面微生物有充足的降解時(shí)間，當(dāng)水力負(fù)荷升高時(shí)，水流沖擊頻率增加，水流速率加快，截留能力下降，導(dǎo)致CODcr去除率下降。

3 ?結(jié)論

總結(jié)一點(diǎn)，采用缺氧-復(fù)合生物濾池-接觸氧化池-活性生物濾床工藝來(lái)處理小規(guī)模農(nóng)家樂(lè)污水是可行的，在進(jìn)水污染物濃度控制在CODcr小于1800mg/L，TN小于159.5mg/L，氨氮小于132mg/L，TP小于14.4mg/L，系統(tǒng)出水分別為84.6%，91.5%，77.4%，96.3%。

活性生物濾床在水力負(fù)荷為0.132m3·m-2·d-1時(shí)效果最佳，CODcr、TN、NH3-N、TP的去除效果達(dá)到84.6%、91.5%、77.4%、96.3%。

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