40m3/d餐廚廢水處理項目技術方案分析

宋貝貝

摘要：餐廚廢水來源由多種成分組成，包括餐廚垃圾廢水、垃圾壓縮滲濾液以及車輛和場地沖洗水，需進行均質均量，綜合考慮，本文主要分析了40噸/天的餐廚垃圾處理工藝，僅供參考。

關鍵詞：餐廚廢水;工藝分析

1.工藝介紹

1.1工藝流程簡介及說明

1.1.1工藝流程的確定

根據本項目廢水的水質水量特點和處理要求，廢水處理系統擬采用“預處理+厭氧反應器+MBR系統+深度處理單元”的組合工藝，具體工藝流程如下圖：

1.1.2工藝流程說明

廢水首先進入調節池進行水質水量的均衡調節，之后經過提升泵提升進入預處理系統，去除部分懸浮物和油脂后再進入厭氧反應器。廢水經過厭氧反應，COD可得到大幅度的去除。水中難生化降解的COD在厭氧條件下被水解酸化，進而被微生物降解。

厭氧出水進入膜生物反應器（MBR）系統，在去除有機物的同時進行生物脫氮。為保證最終出水達標，MBR產水進入深度處理單元，去除殘留的難降解有機物，同時進一步降低色度。

本項目廢水處理單元各工藝去除污染物效果如下：

表3.1-1廢水處理系統各工藝單元去除效果分析

序 號處理單元COD（mg/L）NH3-N（mg/L）TN（mg/L）SS（mg/L）動植物油（mg/L）pH1預處理系統進水800006002000120005006～9出水4800060020006000756.8～7.2去除率40%————50%85%——2UASB系統進水4800060020006000756.8～7.2出水9600.00180020002400——6.8～7.2去除率80.00%————60%90%——3一級A/O系統進水9600180020002400——出水2400.0090.0360————6.8～7.2去除率75%95%82%————4二級A/O+UF系統進水2400.0090.0360.00————6.8～7.2出水480.004.572————6.8～7.2去除率80%95%80%99.0%——5深度處理系統進水480.004.572.00————6.8～7.2產水288.004.536.0040——6.5～8.5去除率40%——50%————6出水要求---<500<45<70<400<1006.5～8.5

1.2預處理系統

1.2.1工藝說明

本項目預處理系統主要設備由調節池、隔油池成套汽浮設備及其加藥系統組成。利用設備將廢水中的大部分懸浮物、油脂進行分離去除，再由提升泵將廢水送入厭氧系統。

1.2.2主要設備

（1）進水泵

功能： ? ? ? ? ? 調節池廢水提升進入隔油系統

數量： ? ? ? ? ? ?2臺

參數： ? ? ? ? ? ?Q=2m3/h，H=8m

材質： ? ? ? ? ? ?過流介質S30408

備注： ? ? ? ? ? ?一用一備

（2）隔油系統

功能： ? ? ? ? ? 去除廢水中的部分油脂

數量： ? ? ? ? ?1座

處理規模： ? ? ?40m3/d

型式： ? ? ? ? ?地上式，碳鋼防腐

（3）成套氣浮設備

功能： ? ? ? ? ?對廢水進行預處理

數量： ? ? ? ? ?1座

處理規模： ? ? ?40m3/d

型式： ? ? ? ? ?地上式，碳鋼防腐

（4）加藥設備

功能： ? ? ? ? ?成套氣浮輔助系統

數量： ? ? ? ? ?1套

處理規模： ? ? ?40m3/d

1.3厭氧系統

1.3.1工藝說明

厭氧系統采用中溫（設定溫度為30-35℃）厭氧工藝。整個系統由厭氧反應器、三相分離系統、厭氧布水系統、集水系統、循環系統等組成。

1.3.2工藝參數

1.3.3主要設備

（1）厭氧反應器

數量： ? ? ? ? ?1座

有效容積： ? ? ?500m3

型式： ? ? ? ? ?地上式，鋼結構，含三相分離器、布水系統、出水系統

（2）厭氧進水泵

數量： ? ? ? ? ? ?1臺

參數： ? ? ? ? ? ?Q=2m3/h，H=25m

材質： ? ? ? ? ? ?過流介質S30408

（3）厭氧排泥泵

數量： ? ? ? ? ? ?1臺

參數： ? ? ? ? ? ?Q=1m3/h，H=15m

材質： ? ? ? ? ? ?過流介質S30408

（4）厭氧沉淀池排泥泵

數量： ? ? ? ? ? ?1臺

參數： ? ? ? ? ? ?Q=1m3/h，H=15m

材質： ? ? ? ? ? ?過流介質S30408

（5）厭氧循環泵

數量： ? ? ? ? ? ?2臺，一用一備

參數： ? ? ? ? ? ?Q=30 m3/h，H=15m

材質： ? ? ? ? ? ?過流介質S30408

（6）沼氣收集處理系統

數量： ? ? ? ? ? ?1套

參數： ? ? &nbsp; ? ? ?含沼氣火炬、沼氣除水器、沼氣水封罐等

材質： ? ? ? ? ? ?S30408

1.4MBR-生化系統

1.4.1工藝說明

厭氧出水進入MBR膜生物反應器。MBR-生化系統由一級反硝化、一級硝化、二級反硝化、二級硝化組成。

1.4.2工藝參數

1.4.3主要設備

（1）MBR系統-生化單元

數量： ? ? ? ? ? ?1座

有效容積： ? ? ? ?440m3

型式： ? ? ? ? ? ?地上，碳鋼防腐

（2）一級A池攪拌系統

功能： ? ? ? ? ? ? 反硝化池混合攪拌

數量： ? ? ? ? ? ? 1套

材質： ? ? ? ? ? ? S30408

（3）一級O池曝氣系統

功能： ? ? ? ? ? ?旋流曝氣

數量： ? ? ? ? ? ?1套

參數： ? ? ? ? ? ?可提升式旋流曝氣器

（4）曝氣風機

功能： ? ? ? ? ? ?曝氣供氣

數量： ? ? ? ? ? ?2臺

參數： ? ? ? ? ? ?Q=6m3/min，P=40kPa，變頻

備注： ? ? ? ? ? ?1用1備

（5）二級A池潛水攪拌系統

功能： ? ? ? ? ? ? 反硝化池混合攪拌

數量： ? ? ? ? ? ? 1套

（6）二級O池曝氣系統

功能： ? ? ? ? ? ?旋流曝氣

數量： ? ? ? ? ? ?1套

參數： ? ? ? ? ? ?可提升式旋流曝氣器

（7）冷卻系統

功能： ? ? ? ? ? ?保證生物池處于適宜溫度

數量： ? ? ? ? ? ?1套

參數： ? ? ? ? ? ?含冷卻塔、板式換熱器、水泵等

（8）消泡設備

功能： ? ? ? ? ? ?消除好氧池泡沫

數量： ? ? ? ? ? ?1套

參數： ? ? ? ? ? ?含水力消泡設備、消泡劑投加裝置

1.5MBR-膜系統

1.5.1工藝特點

MBR膜生物反應器系統對水力負荷、有機負荷變化的適應性強;污泥排放量小;工藝流程短，系統設備簡單緊湊，占地省;易實現自動化控制，維護簡單，節省人力;運行管理方便;系統啟動速度快，水質可以很快達到要求;占地面積小的特點。

1.5.2主要設備

（1）超濾進水過濾器

功能： ? ? ? ? ? ?去除超慮進水大顆粒污染物

參數： ? ? ? ? ? ?處理量Q=20m3/h，過濾精度800μm

備注： ? ? ? ? ? ?材質S30408

（2）UF膜集成設備

功能： ? ? ? ? ? ?泥水分離，提高生化池污泥濃度

數量： ? ? ? ? ? ?1套

參數： ? ? ? ? ? ?處理水量40m3/d

備注： ? ? ? ? ? ?循環泵、膜組件、膜架、管道閥門、電纜、橋架等

（3）清洗系統

功能： ? ? ? ? ? ?超濾清洗

數量： ? ? ? ? ? ?1套

參數： ? ? ? ? ? ?含清洗泵、清洗罐等

1.6深度處理單元

1.6.1工藝說明

MBR出水中的BOD、懸浮物、動植物油等污染物含量已經達標，為防止水質波動對處理系統的沖擊，導致最終MBR出水水質不達標，本項目采用深度處理裝置進一步處理，以保證最終出水達標排放。

結合本項目特點及要求，深度處理采用芬頓+生物濾池工藝。

Fenton 試劑氧化法的主要原理是利用 Fe2+作為 H2O2催化劑，反應過程中產生具有強氧化性的羥基自由基（·OH，標準電極電位為 2.80），引發和傳播自由基鏈反應，進攻有機物分子從而破壞有機分子并將其礦化為 CO2和 H2O 等無機物質。當氧化作用完成后調節溶液 pH 在 8 左右，使整個溶液呈堿性，Fe3+在堿性的溶液中形成鐵鹽絮狀沉淀，可將溶液中剩余有機物和重金屬吸附沉淀下來，因此 Fenton 氧化法實際是集氧化和吸附混凝的高級氧化。

（1）·OH 的氧化作用

在 Fenton 氧化反應中，以·OH 的產生為鏈引發，以 HO2·、O2·、等其他自由基和反應中間體構成鏈的節點，自由基之間或自由基與其他物質相互作用使自由基被消耗，反應鏈終止。

Fenton 氧化法不僅通過·OH 氧化作用去除有機物，還通過鐵離子絡合物的吸附混凝作用去除有機物。一般認為 Fenton 氧化中混凝過程起主要作用的是三價鐵離子的絡合物。即在 Fenton 反應中，首先反應中隨著 H2O2的加入，Fe2+被迅速氧化為Fe3+并釋放出強氧化性的·OH，生成的 Fe3+與水產生水解-聚合反應，在其水解過程中部分有機污染物被 Fe3+的吸附和混凝作用得到去除。Fe3+的水解形態在很大程度控制著有機污染物的混凝吸附機制。Fe3+和 OH-可以形成鐵水絡合物。

BAF屬第三代生物膜反應器，不僅具有生物膜工藝技術的優勢，同時也起著有效的空間過濾作用，通過使用特殊的濾料和正確的配氣設計，在濾料表面和間隙附著生長的生物膜，對污水中的污染物也有生物吸附和降解作用。

曝氣生物濾池中，微生物附著在載體表面，污水在流經載體表面時，通過有機營養物質的吸附、氧向生物膜內部的擴散以及生物膜中所發生的生物氧化等作用，微生物通過利用水中的污染物質作為底物完成自身的新陳代謝，從而對污染物質進行氧化分解，使污水得以凈化。

針對餐廚廢水的生化出水，采用Fenton氧化技術使大分子有機物降解成多個小分子有機物，再通過BAF池生物膜反應，達到去除廢水中有機物的目的。

1.6.2主要設備

（1）芬頓氧化單元

功能： ? ? ? ? ? ?將大分子有機物降解成小分子有機物

數量： ? ? ? ? ? ?1套

參數： ? ? ? ? ? ?處理量40m3/d

（2）生物濾池單元

功能： ? ? ? ? ? ?除廢水中有機物，產水達標排放

數量： ? ? ? ? ? ?1套

參數： ? ? ? ? ? ?處理量40m3/d

1.7臭氣處理單元

1.7.1工藝說明

為避免滲濾液和廢水處理過程中產生的氨氣、硫化氫、甲烷等多種成分的惡臭氣體對周邊環境造成的污染，因此要控制惡臭對環境的污染。處理原則如下：

1）工藝力求簡單實用，管理方便，操作可靠，便于維護，同時能適應垃圾滲透液項目散發氣體的污染物成分復雜的特點，處理后氣體穩定達標排放。

2）盡可能地采用高效、節能的廢氣處理技術，要求工藝可靠，處理效率和自動化程度高。

3）建設地點及用地：根據建設方要求綜合考慮管網布置，盡量節約用地。

4）裝置布局與周圍環境協調，力求美觀。

5）減輕廢氣處理對周圍環境產生的負面影響。

6）主體構筑物結構，設備、器材、管路及電氣必須質量可靠、先進，運行穩定。

7）考慮對臭氣處理系統進行防腐設計。

1.7.2設計說明

1）設備選型

在風機選型時，詳細計算整個除臭系統的阻力，以保證風機的壓頭滿足系統的需要，綜合考慮系統阻力特性曲線和風機特性曲線，盡量使風機在正常運行時能達到最高效率區間。

臭氣中含有一些腐蝕性和可燃性氣體，如H2S，CH4等，所以整個除臭系統的設備和管道應選用防腐材料，電動機應考慮采用防爆型。

除臭風機風量留適當余量，并采取變頻控制，根據滲瀝液處理站運行情況調節風機運行頻率，將臭氣收集輸送至垃圾倉焚燒。

2）設計

滲瀝液處理站水池池頂檢修孔、設備孔等采用水封設計，防止臭氣外溢。

除臭范圍包括初沉池、調節池、污泥濃縮池、預處理間、污泥脫水間。

3）換氣次數

封閉空間換氣量的大小可根據室內是否進人，按2～10次/h換氣量計算;不進人或一般不進人的地方，空氣交換量應為2～4次/h;對于有人進入、但工作時間不長的空間，空氣的交換量為3～5次/h;有人長時間工作的空間，空氣的交換量為5～10次/h。在具體確定換氣次數時.要同時考慮惡臭氣體濃度，在濃度較高時要適當增大換氣次數。

參考文獻：

[1]基于厭氧膜生物反應器的剩余污泥-餐廚垃圾厭氧共消化性能[J]. 戴金金，牛承鑫，潘陽，陸雪琴，甄廣印，鄭朝婷，張瑞良，何欣昱. ?環境科學. 2020（08）

[2]餐廚垃圾高溫厭氧消化過程參數研究[J]. 黃安壽，何永全，曾祖剛. ?中國沼氣. 2019（02）

[3]城市餐廚垃圾處理技術分析及思路分析[J]. 王麗華，李宇宸，韓聰. ?中國資源綜合利用. 2018（12）

南京萬德斯環保科技股份有限公司 ?江蘇南京 ?210000