气浮-混凝-两级生化-膜工艺处理餐厨垃圾废水工程实例

何 月，黄建东，郝 欣，王红伟

（深圳市下坪环境园，广东 深圳 518000）

随着我国经济的发展，餐厨垃圾（Food waste）已经成为城市生活垃圾的重要组成部分之一，其产量和所占比重逐年递增[1-2]。餐厨垃圾中有机物、油脂、盐分含量高，含水率大[3]，因此在处理过程中，会产生餐厨垃圾废水[4]。该废水污染大，有机物含量高，盐度高，处理困难，环境危害较大[5]。餐厨垃圾废水成分复杂，其处理技术主要包括：气浮除油、混凝除悬浮物、生化除有机物、氨氮和磷、膜处理除盐等[6-7]。本文以广东某餐厨垃圾废水为例，结合该废水的特点和处理目标，设计了餐厨垃圾废水处理工艺。该废水经过设计的工艺处理后，出水水质良好，符合当地排放标准，这为餐厨垃圾废水的有效处理提供了一个可供参考的设计思路。

1 水质水量

该项目设计规模700 t/d，处理后排放废水须达到广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB 44/26—2001）第二时段的二级标准和《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T 31962—2015）标准中较严值，达标后通过市政管网进入市政污水处理厂。设计进出水水质指标如表1 所示。

表1 进、出水水质指标要求mg/L

2 处理工艺说明

根据废水特点，项目采用“气浮-混凝-两级生化-膜处理”工艺。如图1 所示，其过程如下：餐厨垃圾废水首先经过气浮除油系统，油渣通过刮沫机送至污泥处理系统。废水再经过混凝沉淀池经过投加聚铁、PAM等药剂后对总磷、SS 等进一步去除。混凝产生的污泥再用泵输送至污泥处理系统。沉淀后的污水通过泵输送至硝化反硝化系统，氨氮在曝气的情况下通过亚硝化作用转化为亚硝态氮，亚硝态氮通过回流泵在A 池中与污水中COD 在反硝化细菌的作用下转变为氮气而进行去除。通过硝化反硝化作用后的污水进入AO 系统，在硝化作用下进一步对氨氮、COD、总氮进行去除。当生化系统污泥浓度较高时，通过排泥泵输送至污泥处理系统，污泥系统处理后的污泥再输送至污泥处理系统进行处理。生化后的污水通过泵抽至超滤系统，通过膜的分离作用得到超滤产水，超滤产水再经过纳滤膜的过滤后达标排放。纳滤浓缩液则通过吸附作用进一步降低大分子有机物等。吸附后的污水经滤膜机过滤后与纳滤产水混合达标排放。活性炭污泥则通过板框压榨后处置或再生利用。

图1 餐厨垃圾废水处理工艺流程

3 工程设计

3.1 气浮-混凝系统

废水中含有大量悬浮物和胶体物质和油类，气浮除油+化学絮凝沉淀作为其预处理方法，能去除大部分悬浮固体、油类及胶体污染物，COD 去除率亦可达25%，从而减轻了后续构筑物的处理负荷。预处理系统包含：气浮装置含配套设备，2 套，单套处理能力Q=20 m3/h 以上。混合池和絮凝池各2 座，单池设计有效池容27 m3，水力停留时间55 min。斜管沉淀池2座，单池设计面积35.1 m2，水力负荷：q＝0.42 m3/（m2·h）。缓冲池1 座，有效池容1 000 m3，水力停留时间1.43 d。

3.2 两级生化系统

采用硝化/反硝化工艺对污水中氨氮进行第一级脱除，氨氮在曝气的情况下通过亚硝化作用转化为亚硝态氮，亚硝态氮通过回流泵在A 池中与污水中COD 在反硝化细菌的作用下转变为氮气而进行去除。硝化反硝化反应池3 座，设计总有效容积4 200 m3，水力停留时间6 d。通过硝化反硝化作用后的污水进入AO 系统，在硝化作用下进一步对氨氮、COD、总氮进行去除。AO 反应池2 座，设计总有效容积3 500 m3，水力停留时间5 d。

3.3 双膜系统

通过超滤和纳滤膜实现固液分离，进一步去除污染物。采用外置式超滤系统3 套6 组，单套处理能力Q=20 m3/h，两用一备。纳滤膜系统3 套，单套处理能力Q=20 m3/h，两用一备。

3.4 污泥处理系统

预处理系统及生化系统的污泥先排到储泥池暂时储存，再泵送至离心脱水机进行浓缩脱水。储泥池1 座，设计总有效池容170 m3，污泥停留时间6.5 h。离心脱水机2 套，单套处理能力Q=15 m3/h，一用一备。

3.5 浓缩液处理系统

浓缩液处理采用“混凝+吸附”处理工艺，大幅度降低纳滤系统浓缩液中难降解的有机物。

浓液经处理后与产水混合达标排放。吸附反应罐4 台，单台容积20 m3。活性炭投加设备2 套，单套投加能力500 kg/h。膜滤机处理系统1 套，处理能力Q=20 m3/h。

4 运行效果分析

该工程经过一年多的调试及运行，近6 个月出水的各项水质检测指标见表2。由表2 可知，系统对COD、BOD、氨氮、总氮、总磷、SS 均有较高的去除率，出水水质良好。从实际运行效果来看，采取“气浮-混凝-两级生化-膜处理”工艺处理餐厨垃圾废水，出水水质大部分指标优于广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB 44/26—2001）第二时段的二级标准和《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T 31962—2015）标准要求。

表2 出水水质监测指标mg/L

5 工程效益分析

餐厨垃圾废水处理设施建成运行前，该废水主要依靠市政污水厂协同处理的方式进行处理，运输及处置成本均较高，且存在一定的环保风险。工程建成投产后，每年可截留大量的污染物，对改善区域水环境质量具有显著的作用，其环境效益是巨大的。处理设施的建设可就地处理废水，其运行成本相比于协同处理有所降低，且随着处理水量的增加，该成本仍有进一步的下降空间，具有较佳的经济效益。该项目避免了周边水质恶化，改善城市市容，提高卫生水平，保护人民身体健康，有效保护城市水体。因此，该项目是一项保护环境、建设文明卫生城市，为子孙后代造福的公用事业工程，其社会效益明显。

6 结论

采用气浮-混凝-两级生化-膜工艺处理餐厨垃圾废水，系统运行稳定，出水稳定达标，可作为生产用中水或厂区内冲洗等进行回用。该工艺处理在解决餐厨垃圾废水方面，效果良好，是一种值得推广的废水处理工艺。