氣浮-混凝-兩級(jí)生化-膜工藝處理餐廚垃圾廢水工程實(shí)例

何 月，黃建東，郝 欣，王紅偉

（深圳市下坪環(huán)境園，廣東 深圳 518000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，餐廚垃圾（Food waste）已經(jīng)成為城市生活垃圾的重要組成部分之一，其產(chǎn)量和所占比重逐年遞增[1-2]。餐廚垃圾中有機(jī)物、油脂、鹽分含量高，含水率大[3]，因此在處理過程中，會(huì)產(chǎn)生餐廚垃圾廢水[4]。該廢水污染大，有機(jī)物含量高，鹽度高，處理困難，環(huán)境危害較大[5]。餐廚垃圾廢水成分復(fù)雜，其處理技術(shù)主要包括：氣浮除油、混凝除懸浮物、生化除有機(jī)物、氨氮和磷、膜處理除鹽等[6-7]。本文以廣東某餐廚垃圾廢水為例，結(jié)合該廢水的特點(diǎn)和處理目標(biāo)，設(shè)計(jì)了餐廚垃圾廢水處理工藝。該廢水經(jīng)過設(shè)計(jì)的工藝處理后，出水水質(zhì)良好，符合當(dāng)?shù)嘏欧艠?biāo)準(zhǔn)，這為餐廚垃圾廢水的有效處理提供了一個(gè)可供參考的設(shè)計(jì)思路。

1 水質(zhì)水量

該項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模700 t/d，處理后排放廢水須達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB 44/26—2001）第二時(shí)段的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 31962—2015）標(biāo)準(zhǔn)中較嚴(yán)值，達(dá)標(biāo)后通過市政管網(wǎng)進(jìn)入市政污水處理廠。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)如表1 所示。

表1 進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)要求mg/L

2 處理工藝說明

根據(jù)廢水特點(diǎn)，項(xiàng)目采用“氣浮-混凝-兩級(jí)生化-膜處理”工藝。如圖1 所示，其過程如下：餐廚垃圾廢水首先經(jīng)過氣浮除油系統(tǒng)，油渣通過刮沫機(jī)送至污泥處理系統(tǒng)。廢水再經(jīng)過混凝沉淀池經(jīng)過投加聚鐵、PAM等藥劑后對(duì)總磷、SS 等進(jìn)一步去除。混凝產(chǎn)生的污泥再用泵輸送至污泥處理系統(tǒng)。沉淀后的污水通過泵輸送至硝化反硝化系統(tǒng)，氨氮在曝氣的情況下通過亞硝化作用轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，亞硝態(tài)氮通過回流泵在A 池中與污水中COD 在反硝化細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)舛M(jìn)行去除。通過硝化反硝化作用后的污水進(jìn)入AO 系統(tǒng)，在硝化作用下進(jìn)一步對(duì)氨氮、COD、總氮進(jìn)行去除。當(dāng)生化系統(tǒng)污泥濃度較高時(shí)，通過排泥泵輸送至污泥處理系統(tǒng)，污泥系統(tǒng)處理后的污泥再輸送至污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。生化后的污水通過泵抽至超濾系統(tǒng)，通過膜的分離作用得到超濾產(chǎn)水，超濾產(chǎn)水再經(jīng)過納濾膜的過濾后達(dá)標(biāo)排放。納濾濃縮液則通過吸附作用進(jìn)一步降低大分子有機(jī)物等。吸附后的污水經(jīng)濾膜機(jī)過濾后與納濾產(chǎn)水混合達(dá)標(biāo)排放。活性炭污泥則通過板框壓榨后處置或再生利用。

圖1 餐廚垃圾廢水處理工藝流程

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 氣浮-混凝系統(tǒng)

廢水中含有大量懸浮物和膠體物質(zhì)和油類，氣浮除油+化學(xué)絮凝沉淀作為其預(yù)處理方法，能去除大部分懸浮固體、油類及膠體污染物，COD 去除率亦可達(dá)25%，從而減輕了后續(xù)構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。預(yù)處理系統(tǒng)包含：氣浮裝置含配套設(shè)備，2 套，單套處理能力Q=20 m3/h 以上。混合池和絮凝池各2 座，單池設(shè)計(jì)有效池容27 m3，水力停留時(shí)間55 min。斜管沉淀池2座，單池設(shè)計(jì)面積35.1 m2，水力負(fù)荷：q＝0.42 m3/（m2·h）。緩沖池1 座，有效池容1 000 m3，水力停留時(shí)間1.43 d。

3.2 兩級(jí)生化系統(tǒng)

采用硝化/反硝化工藝對(duì)污水中氨氮進(jìn)行第一級(jí)脫除，氨氮在曝氣的情況下通過亞硝化作用轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，亞硝態(tài)氮通過回流泵在A 池中與污水中COD 在反硝化細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)舛M(jìn)行去除。硝化反硝化反應(yīng)池3 座，設(shè)計(jì)總有效容積4 200 m3，水力停留時(shí)間6 d。通過硝化反硝化作用后的污水進(jìn)入AO 系統(tǒng)，在硝化作用下進(jìn)一步對(duì)氨氮、COD、總氮進(jìn)行去除。AO 反應(yīng)池2 座，設(shè)計(jì)總有效容積3 500 m3，水力停留時(shí)間5 d。

3.3 雙膜系統(tǒng)

通過超濾和納濾膜實(shí)現(xiàn)固液分離，進(jìn)一步去除污染物。采用外置式超濾系統(tǒng)3 套6 組，單套處理能力Q=20 m3/h，兩用一備。納濾膜系統(tǒng)3 套，單套處理能力Q=20 m3/h，兩用一備。

3.4 污泥處理系統(tǒng)

預(yù)處理系統(tǒng)及生化系統(tǒng)的污泥先排到儲(chǔ)泥池暫時(shí)儲(chǔ)存，再泵送至離心脫水機(jī)進(jìn)行濃縮脫水。儲(chǔ)泥池1 座，設(shè)計(jì)總有效池容170 m3，污泥停留時(shí)間6.5 h。離心脫水機(jī)2 套，單套處理能力Q=15 m3/h，一用一備。

3.5 濃縮液處理系統(tǒng)

濃縮液處理采用“混凝+吸附”處理工藝，大幅度降低納濾系統(tǒng)濃縮液中難降解的有機(jī)物。

濃液經(jīng)處理后與產(chǎn)水混合達(dá)標(biāo)排放。吸附反應(yīng)罐4 臺(tái)，單臺(tái)容積20 m3?；钚蕴客都釉O(shè)備2 套，單套投加能力500 kg/h。膜濾機(jī)處理系統(tǒng)1 套，處理能力Q=20 m3/h。

4 運(yùn)行效果分析

該工程經(jīng)過一年多的調(diào)試及運(yùn)行，近6 個(gè)月出水的各項(xiàng)水質(zhì)檢測(cè)指標(biāo)見表2。由表2 可知，系統(tǒng)對(duì)COD、BOD、氨氮、總氮、總磷、SS 均有較高的去除率，出水水質(zhì)良好。從實(shí)際運(yùn)行效果來看，采取“氣浮-混凝-兩級(jí)生化-膜處理”工藝處理餐廚垃圾廢水，出水水質(zhì)大部分指標(biāo)優(yōu)于廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》（DB 44/26—2001）第二時(shí)段的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 31962—2015）標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)mg/L

5 工程效益分析

餐廚垃圾廢水處理設(shè)施建成運(yùn)行前，該廢水主要依靠市政污水廠協(xié)同處理的方式進(jìn)行處理，運(yùn)輸及處置成本均較高，且存在一定的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。工程建成投產(chǎn)后，每年可截留大量的污染物，對(duì)改善區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量具有顯著的作用，其環(huán)境效益是巨大的。處理設(shè)施的建設(shè)可就地處理廢水，其運(yùn)行成本相比于協(xié)同處理有所降低，且隨著處理水量的增加，該成本仍有進(jìn)一步的下降空間，具有較佳的經(jīng)濟(jì)效益。該項(xiàng)目避免了周邊水質(zhì)惡化，改善城市市容，提高衛(wèi)生水平，保護(hù)人民身體健康，有效保護(hù)城市水體。因此，該項(xiàng)目是一項(xiàng)保護(hù)環(huán)境、建設(shè)文明衛(wèi)生城市，為子孫后代造福的公用事業(yè)工程，其社會(huì)效益明顯。

6 結(jié)論

采用氣浮-混凝-兩級(jí)生化-膜工藝處理餐廚垃圾廢水，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，可作為生產(chǎn)用中水或廠區(qū)內(nèi)沖洗等進(jìn)行回用。該工藝處理在解決餐廚垃圾廢水方面，效果良好，是一種值得推廣的廢水處理工藝。