40m3/d餐厨废水处理项目技术方案分析

宋贝贝

摘要：餐厨废水来源由多种成分组成，包括餐厨垃圾废水、垃圾压缩渗滤液以及车辆和场地冲洗水，需进行均质均量，综合考虑，本文主要分析了40吨/天的餐厨垃圾处理工艺，仅供参考。

关键词：餐厨废水;工艺分析

1.工艺介绍

1.1工艺流程简介及说明

1.1.1工艺流程的确定

根据本项目废水的水质水量特点和处理要求，废水处理系统拟采用“预处理+厌氧反应器+MBR系统+深度处理单元”的组合工艺，具体工艺流程如下图：

1.1.2工艺流程说明

废水首先进入调节池进行水质水量的均衡调节，之后经过提升泵提升进入预处理系统，去除部分悬浮物和油脂后再进入厌氧反应器。废水经过厌氧反应，COD可得到大幅度的去除。水中难生化降解的COD在厌氧条件下被水解酸化，进而被微生物降解。

厌氧出水进入膜生物反应器（MBR）系统，在去除有机物的同时进行生物脱氮。为保证最终出水达标，MBR产水进入深度处理单元，去除残留的难降解有机物，同时进一步降低色度。

本项目废水处理单元各工艺去除污染物效果如下：

表3.1-1废水处理系统各工艺单元去除效果分析

序 号处理单元COD（mg/L）NH3-N（mg/L）TN（mg/L）SS（mg/L）动植物油（mg/L）pH1预处理系统进水800006002000120005006～9出水4800060020006000756.8～7.2去除率40%————50%85%——2UASB系统进水4800060020006000756.8～7.2出水9600.00180020002400——6.8～7.2去除率80.00%————60%90%——3一级A/O系统进水9600180020002400——出水2400.0090.0360————6.8～7.2去除率75%95%82%————4二级A/O+UF系统进水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深度处理系统进水480.004.572.00————6.8～7.2产水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预处理系统

1.2.1工艺说明

本项目预处理系统主要设备由调节池、隔油池成套汽浮设备及其加药系统组成。利用设备将废水中的大部分悬浮物、油脂进行分离去除，再由提升泵将废水送入厌氧系统。

1.2.2主要设备

（1）进水泵

功能：           调节池废水提升进入隔油系统

數量：            2台

参数：            Q=2m3/h，H=8m

材质：            过流介质S30408

备注：            一用一备

（2）隔油系统

功能：           去除废水中的部分油脂

数量：          1座

处理规模：      40m3/d

型式：          地上式，碳钢防腐

（3）成套气浮设备

功能：          对废水进行预处理

数量：          1座

处理规模：      40m3/d

型式：          地上式，碳钢防腐

（4）加药设备

功能：          成套气浮辅助系统

数量：          1套

处理规模：      40m3/d

1.3厌氧系统

1.3.1工艺说明

厌氧系统采用中温（设定温度为30-35℃）厌氧工艺。整个系统由厌氧反应器、三相分离系统、厌氧布水系统、集水系统、循环系统等组成。

1.3.2工艺参数

1.3.3主要设备

（1）厌氧反应器

数量：          1座

有效容积：      500m³

型式：          地上式，钢结构，含三相分离器、布水系统、出水系统

（2）厌氧进水泵

数量：            1台

参数：            Q=2m³/h，H=25m

材质：            过流介质S30408

（3）厌氧排泥泵

数量：            1台

参数：            Q=1m³/h，H=15m

材质：            过流介质S30408

（4）厌氧沉淀池排泥泵

数量：            1台

参数：            Q=1m³/h，H=15m

材质：            过流介质S30408

（5）厌氧循环泵

数量：            2台，一用一备

参数：            Q=30 m³/h，H=15m

材质：            过流介质S30408

（6）沼气收集处理系统

数量：            1套

参数：     &nbsp;      含沼气火炬、沼气除水器、沼气水封罐等

材质：            S30408

1.4MBR-生化系统

1.4.1工艺说明

厌氧出水进入MBR膜生物反应器。MBR-生化系统由一级反硝化、一级硝化、二级反硝化、二级硝化组成。

1.4.2工艺参数

1.4.3主要设备

（1）MBR系统-生化单元

数量：            1座

有效容积：        440m³

型式：            地上，碳钢防腐

（2）一级A池搅拌系统

功能：             反硝化池混合攪拌

数量：             1套

材质：             S30408

（3）一级O池曝气系统

功能：            旋流曝气

数量：            1套

参数：            可提升式旋流曝气器

（4）曝气风机

功能：            曝气供气

数量：            2台

参数：            Q=6m³/min，P=40kPa，变频

备注：            1用1备

（5）二级A池潜水搅拌系统

功能：             反硝化池混合搅拌

数量：             1套

（6）二级O池曝气系统

功能：            旋流曝气

数量：            1套

参数：            可提升式旋流曝气器

（7）冷却系统

功能：            保证生物池处于适宜温度

数量：            1套

参数：            含冷却塔、板式换热器、水泵等

（8）消泡设备

功能：            消除好氧池泡沫

数量：            1套

参数：            含水力消泡设备、消泡剂投加装置

1.5MBR-膜系统

1.5.1工艺特点

MBR膜生物反应器系统对水力负荷、有机负荷变化的适应性强;污泥排放量小;工艺流程短，系统设备简单紧凑，占地省;易实现自动化控制，维护简单，节省人力;运行管理方便;系统启动速度快，水质可以很快达到要求;占地面积小的特点。

1.5.2主要设备

（1）超滤进水过滤器

功能：            去除超虑进水大颗粒污染物

參数：            处理量Q=20m³/h，过滤精度800μm

备注：            材质S30408

（2）UF膜集成设备

功能：            泥水分离，提高生化池污泥浓度

数量：            1套

参数：            处理水量40m³/d

备注：            循环泵、膜组件、膜架、管道阀门、电缆、桥架等

（3）清洗系统

功能：            超滤清洗

数量：            1套

参数：            含清洗泵、清洗罐等

1.6深度处理单元

1.6.1工艺说明

MBR出水中的BOD、悬浮物、动植物油等污染物含量已经达标，为防止水质波动对处理系统的冲击，导致最终MBR出水水质不达标，本项目采用深度处理装置进一步处理，以保证最终出水达标排放。

结合本项目特点及要求，深度处理采用芬顿+生物滤池工艺。

Fenton 试剂氧化法的主要原理是利用 Fe2+作为 H2O2催化剂，反应过程中产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH，标准电极电位为 2.80），引发和传播自由基链反应，进攻有机物分子从而破坏有机分子并将其矿化为 CO2和 H2O 等无机物质。当氧化作用完成后调节溶液 pH 在 8 左右，使整个溶液呈碱性，Fe3+在碱性的溶液中形成铁盐絮状沉淀，可将溶液中剩余有机物和重金属吸附沉淀下来，因此 Fenton 氧化法实际是集氧化和吸附混凝的高级氧化。

（1）·OH 的氧化作用

在 Fenton 氧化反应中，以·OH 的产生为链引发，以 HO2·、O2·、等其他自由基和反应中间体构成链的节点，自由基之间或自由基与其他物质相互作用使自由基被消耗，反应链终止。

Fenton 氧化法不仅通过·OH 氧化作用去除有机物，还通过铁离子络合物的吸附混凝作用去除有机物。一般认为 Fenton 氧化中混凝过程起主要作用的是三价铁离子的络合物。即在 Fenton 反应中，首先反应中随着 H2O2的加入，Fe2+被迅速氧化为Fe3+并释放出强氧化性的·OH，生成的 Fe3+与水产生水解-聚合反应，在其水解过程中部分有机污染物被 Fe3+的吸附和混凝作用得到去除。Fe3+的水解形态在很大程度控制着有机污染物的混凝吸附机制。Fe3+和 OH-可以形成铁水络合物。

BAF属第三代生物膜反应器，不仅具有生物膜工艺技术的优势，同时也起着有效的空间过滤作用，通过使用特殊的滤料和正确的配气设计，在滤料表面和间隙附着生长的生物膜，对污水中的污染物也有生物吸附和降解作用。

曝气生物滤池中，微生物附着在载体表面，污水在流经载体表面时，通过有机营养物质的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及生物膜中所发生的生物氧化等作用，微生物通过利用水中的污染物质作为底物完成自身的新陈代谢，从而对污染物质进行氧化分解，使污水得以净化。

针对餐厨废水的生化出水，采用Fenton氧化技术使大分子有机物降解成多个小分子有机物，再通过BAF池生物膜反应，达到去除废水中有机物的目的。

1.6.2主要设备

（1）芬顿氧化单元

功能：            将大分子有机物降解成小分子有机物

数量：            1套

参数：            处理量40m³/d

（2）生物滤池单元

功能：            除废水中有机物，产水达标排放

数量：            1套

参数：            处理量40m³/d

1.7臭气处理单元

1.7.1工艺说明

为避免渗滤液和废水处理过程中产生的氨气、硫化氢、甲烷等多种成分的恶臭气体对周边环境造成的污染，因此要控制恶臭对环境的污染。处理原则如下：

1）工艺力求简单实用，管理方便，操作可靠，便于维护，同时能适应垃圾渗透液项目散发气体的污染物成分复杂的特点，处理后气体稳定达标排放。

2）尽可能地采用高效、節能的废气处理技术，要求工艺可靠，处理效率和自动化程度高。

3）建设地点及用地：根据建设方要求综合考虑管网布置，尽量节约用地。

4）装置布局与周围环境协调，力求美观。

5）减轻废气处理对周围环境产生的负面影响。

6）主体构筑物结构，设备、器材、管路及电气必须质量可靠、先进，运行稳定。

7）考虑对臭气处理系统进行防腐设计。

1.7.2设计说明

1）设备选型

在风机选型时，详细计算整个除臭系统的阻力，以保证风机的压头满足系统的需要，综合考虑系统阻力特性曲线和风机特性曲线，尽量使风机在正常运行时能达到最高效率区间。

臭气中含有一些腐蚀性和可燃性气体，如H2S，CH4等，所以整个除臭系统的设备和管道应选用防腐材料，电动机应考虑采用防爆型。

除臭风机风量留适当余量，并采取变频控制，根据渗沥液处理站运行情况调节风机运行频率，将臭气收集输送至垃圾仓焚烧。

2）设计

渗沥液处理站水池池顶检修孔、设备孔等采用水封设计，防止臭气外溢。

除臭范围包括初沉池、调节池、污泥浓缩池、预处理间、污泥脱水间。

3）换气次数

封闭空间换气量的大小可根据室内是否进人，按2～10次/h换气量计算;不进人或一般不进人的地方，空气交换量应为2～4次/h;对于有人进入、但工作时间不长的空间，空气的交换量为3～5次/h;有人长时间工作的空间，空气的交换量为5～10次/h。在具体确定换气次数时.要同时考虑恶臭气体浓度，在浓度较高时要适当增大换气次数。

参考文献：

[1]基于厌氧膜生物反应器的剩余污泥-餐厨垃圾厌氧共消化性能[J]. 戴金金，牛承鑫，潘阳，陆雪琴，甄广印，郑朝婷，张瑞良，何欣昱.  环境科学. 2020（08）

[2]餐厨垃圾高温厌氧消化过程参数研究[J]. 黄安寿，何永全，曾祖刚.  中国沼气. 2019（02）

[3]城市餐厨垃圾处理技术分析及思路分析[J]. 王丽华，李宇宸，韩聪.  中国资源综合利用. 2018（12）

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