餐廚污水就地處理與回用工藝

　　餐廚污水是城市污水的重要組成部分，其來源主要包括兩部分：餐飲原料、餐具清洗污水和餐廚垃圾收集、處理過程中產(chǎn)生的污水。在一些人群聚集地和偏遠(yuǎn)的旅游景區(qū)，管網(wǎng)未能配套到位或接管要求高，很難實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾污水集中處理。餐廚污水如不進(jìn)行處理，容易酸敗產(chǎn)生惡臭，影響附近水體及空氣環(huán)境。如果實(shí)現(xiàn)餐廚污水就地處理，并達(dá)到中水回用，對(duì)于這些地區(qū)環(huán)境及水資源的保護(hù)賓有重要的作用。

　　餐廚污水具有含油量高、高濁度、水質(zhì)波動(dòng)大、排放不連續(xù)、高SS、高COD、易酸化，水中還有一定量的鹽分等特點(diǎn)。此眾多研究者在實(shí)驗(yàn)室小試的條件下對(duì)餐廚污水的某一或多個(gè)污染物進(jìn)行了深入研究，但是將其研究成果耦合實(shí)現(xiàn)餐廚污水，并達(dá)標(biāo)處理的研究很少。因此必須采用生化與物化相結(jié)合的工藝實(shí)現(xiàn)該類廢水的處理依據(jù)污水的特點(diǎn)，本工藝采用隔油池除油、物化預(yù)處理、生化處理和膜處理回用的路線，探討可行的工藝路線及工藝運(yùn)行參數(shù)，并簡(jiǎn)要核算其效益，為類似項(xiàng)目提供重要的參考依據(jù)。

　　一、工程概況

　　1.1 工藝流程及特點(diǎn)

　　本文以無錫某大型電了公司食堂餐廚污水為處理對(duì)象，針對(duì)餐廚污水的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際污水小試實(shí)驗(yàn)結(jié)論，探索采用同時(shí)具備隔油和脫氮除磷功能的“隔油+混凝沉淀(物化)+A2/O(生化)+MBR”工藝處理此類污水，工藝流程如圖1所示。

　　經(jīng)管網(wǎng)收集的餐廚污水，首先進(jìn)入隔油池，利用其密度差及隔板截留作用，將污水中的大量浮油隔除;在PAC、PAM混凝作用下，污水中的懸浮物及部分的磷沉淀去除，然后進(jìn)入A2/O生化系統(tǒng)，在微生物活動(dòng)下，將污水中的有機(jī)物降解成CO2，H2O，N2等，最后經(jīng)MBR微濾出水至回用水池叫直接回用廁所沖洗。

　　混凝沉淀采用PAC作為混凝藥劑，PAM作為絮凝劑。經(jīng)小試實(shí)驗(yàn)確定，最佳藥劑投加量為10%PAC溶液投加量為0.65L/t污水，0.1%的PAM(分子量為1200萬)溶液投加量為0.8L/t污水。同時(shí)投加10%Ca(OH)2，去除污水中的磷，水溶液投加量為2.5L/t污水。

　　中水回用工藝包括前處理工藝和后處理兩部分。前處理工藝主要是去除污水中的顆粒物、有毒有害金屬離子及水溶性的污染物等，工藝以物化和生化工藝為主。后處理工藝主要根據(jù)回用要求，進(jìn)行消毒殺菌、去除鹽離子、硬度等作用，具體需根據(jù)回用水水質(zhì)要求，相應(yīng)配套選擇。采用MBR工藝使出水滿足回用標(biāo)準(zhǔn)，主要是因?yàn)镸BR工藝不僅可以提高生化污泥濃度，減少好氧池容，還可以采用負(fù)壓微濾出水，出水SS低，耐沖擊能力強(qiáng)，即使污泥膨脹，出水水質(zhì)穩(wěn)定，沒有懸浮物?？紤]到滿足出水回用標(biāo)準(zhǔn)中大腸桿菌≤3L-1，MBR采用微濾(孔徑0.1μm)濾除細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)叫可顯著節(jié)省加藥消毒所帶來的長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用，膜生物反應(yīng)器工藝不需加入絮凝劑，減少運(yùn)行成本，避免消毒劑殘留等。

　　1.2 進(jìn)水水質(zhì)

　　無錫某大型電子公司是一家專業(yè)提供電子產(chǎn)品生產(chǎn)及服務(wù)的企業(yè)，24h分三班連續(xù)生產(chǎn)，屬于勞動(dòng)密集型公司，廠區(qū)員工高峰時(shí)有1500人，三餐在食堂用餐，平均每天有74.5m3餐廚污水，考慮一定能力預(yù)留，污水處規(guī)模按100m3/d設(shè)計(jì)、根據(jù)業(yè)主提供及現(xiàn)場(chǎng)取樣分析，原水的水質(zhì)參數(shù)見表1。

　　1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

　　污水指標(biāo)測(cè)定方法均按照水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法。NO2-N采用N-(1奈基)-乙二胺分光光度法;NO3-N采用紫外分光光度法：NH4+-N采用納氏分光光度法，DO采用哈希HQd50測(cè)定儀，pH采用美國(guó)奧豪斯ST5000型酸度計(jì)。

　　二、結(jié)果與分析

　　除油池和混凝基本實(shí)現(xiàn)了油類的去除，混凝和膜反應(yīng)器基本實(shí)現(xiàn)了SS的攔截，因此本研究重點(diǎn)考察了該系統(tǒng)對(duì)可溶性污染物的去除。在反應(yīng)器的調(diào)試過程中采用出水稀釋進(jìn)水的方式逐步提高進(jìn)水污染物的容積負(fù)荷，經(jīng)過50d的提升最終實(shí)現(xiàn)污水的100%處理。經(jīng)過2個(gè)多月的調(diào)試運(yùn)行，系統(tǒng)?水水質(zhì)基本達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)出水COD、NH4-N、TN、TP的變化如圖2?圖4所示。

　　從圖2中可以看出，反應(yīng)器運(yùn)行初期進(jìn)水COD為300mg/L，經(jīng)過50d的提升，最終達(dá)到3000mg/L，出水COD較低，一直維持在50mg/L以內(nèi)。50d后進(jìn)水COD-直維持在3000?4000mg/L;生化處理后最終出水COD一直維持在50mg/L以下，COD去除率從85%逐漸升高到98%以上。其中混凝沉淀出水COD從200mg/L左右逐漸升高到2500mg/L左右，對(duì)COD的去除率約為25%左右。

　　因餐廚污水中主要為有機(jī)氮，因此在反應(yīng)器運(yùn)行初期污水中的NH4-N質(zhì)量濃度僅10mg/L(圖3)，而總氮質(zhì)量濃度為20mg/L(圖4)。在反應(yīng)器運(yùn)行的前50d，進(jìn)水NH4-N質(zhì)量濃度逐步增加到30mg/L左右，同時(shí)TN質(zhì)量濃度逐步增加到70mg/L。經(jīng)過混凝沉淀后，NH4-N和TN的去除率分別為18.5%和26%。隨著A2/O系統(tǒng)脫氮性能的增強(qiáng)，即使進(jìn)水氮濃度逐步增加，出水氨氮和總氮濃度分別低于5和10mg/L。

　　進(jìn)水TP由啟動(dòng)初期的4.5mg/L逐步增加到9?10mg/L(圖5)。當(dāng)反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定后，經(jīng)物化(隔油、混凝沉淀)處理下降至4.5?5.0mg/L，說明物化對(duì)總磷的去除率達(dá)到50%。物化處理后出水進(jìn)入生化處理，通過好氧剩余污泥排出系統(tǒng)，最終出水穩(wěn)定在0.5mg/L以下。TP去除率在95%以上。

　　為了使得出水滿足回用標(biāo)準(zhǔn)，在反應(yīng)器調(diào)試成功后對(duì)出水進(jìn)行監(jiān)測(cè)。經(jīng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)，MBR膜出水大腸桿菌<2個(gè)，無嗅覺刺激性味道等，出水滿足回用水要求，可以回至廠區(qū)車間沖廁用。

　　綜上所述，該組合工藝實(shí)現(xiàn)了餐廚污水的就地處理，物化處理除了實(shí)現(xiàn)油和絮體顆粒的有效去除，同時(shí)還對(duì)污水中COD、NH4-N、TN和TP等污染物的去除具有重要的作用。處理后的出水滿足回用要求。

　　三、運(yùn)行費(fèi)用及效益核算

　　本系統(tǒng)中的主要運(yùn)行成本在于電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工、污泥處理費(fèi)等4個(gè)方面，電費(fèi)3.29元/t，總裝機(jī)功率為94.6kW，正常使用功率約為25.51kW，以0.5元/kWh計(jì)，功率因子以0.8計(jì)；藥劑0.45元/t，次氯酸鈉、氫氧化鈣、還原劑、酸、堿、PAC、PAM等，人工4.47元/t，人員配置4人;污泥處置0.33元/t，污泥處置費(fèi)用包含裝車、運(yùn)輸、處理等費(fèi)用，約2000元/t;膜更換1.29元/t，MBR膜，使用壽命為5年，即年更換率約為20%。經(jīng)計(jì)算，每噸水的平均處理費(fèi)用為9.83元。經(jīng)系統(tǒng)處理后，每天中水回用量為72.5t(污水處理過程中因曝氣蒸發(fā)等損耗量約2t/d)。根據(jù)當(dāng)?shù)毓I(yè)用自來水價(jià)格，生活用自來水為4.6元/噸，則上述回用水量收益為333.5元/d，年可節(jié)省自來水費(fèi)用121727.5元。依據(jù)該工藝的噸水處理成本9.83元，回用節(jié)省自來水費(fèi)為4.6元/t，折合噸水處理綜合成本為5.23元。因此其運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)對(duì)偏遠(yuǎn)景區(qū)、水資源緊張等地區(qū)餐廚污水就地處理和回用項(xiàng)目設(shè)計(jì)、運(yùn)行，具有重要的指導(dǎo)意義。

　　四、結(jié)論

　　1)采用“隔油+混凝沉淀(物化)+A2/O(生化)+MBR+回用”組合工藝處理可實(shí)現(xiàn)餐廚污水的高效處理。出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達(dá)到?用要求。

　　2)經(jīng)測(cè)算，平均每天有74.5m3餐廚污水，經(jīng)凈化處理后回用，噸水處理成本9.83元，含電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)、污泥處理費(fèi)及膜更換費(fèi)用。處理后出水回用，可以減少企業(yè)市政用水量，折合后噸水處理成本為5.23元。(來源：蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院)