餐厨垃圾发酵沼液处理技术探讨 - 新闻资讯 - 破乳剂|COD去除剂|乳化液|含油|煤化工废水处理|济南乾来环保

摘要: 采用“聚沉+生化+DTＲO”作为餐厨垃圾沼液处理技术方案，处理水量为 1. 2 m3 /d，生化系统日进水量为 7. 2 m3 /d，大比例回流量为 18 m3 /d。结果表明: “活性污泥+PAC+PAM”的絮凝效果明显优于“活性污泥+PAM”; PAC 投加量对COD 去除率影响不大，去除率约为 50%; 生化系统、一级 AO、二级 AO 对 COD 的降解率分别为 83%、65%、45%，对氨氮的降解率分别为 95%、80%、90%，出水水质达到接管要求。

关键词: 餐厨垃圾; 发酵沼液; 聚沉; 生化; DTＲO0

引言

餐厨垃圾即餐饮垃圾及厨余垃圾，目前主流处理工艺为厌氧发酵工艺。餐厨垃圾发酵沼液含有大量未被高温发酵分解的有机质、油类化合物、氮化合物和悬浮物等，并且含盐量和氨氮浓度非常高，传统生化工艺针对高盐分、高氨氮的发酵沼液废水处理存在一定的局限性。同时沼液作为一种高黏度、极度稳定的高悬浊度废水，采用混凝沉法需要大量投加药剂，而昂贵的特种生物絮凝剂也不是最佳选择。

此外，长期利用沼液作为生物有机肥易形成盐碱地，若将沼液稀释后排入市政管网则不符合沼液资源化利用原则。针对上述问题本文将介绍一种 “活性污泥－PAC-PAM+生化+反渗透”处理方案在实际应用中的可行性分析，此工艺的优点如下: 1) DTＲO 的大比例回流可确保整个生化系统在低盐、低氨氮情况下运行; 2) 采用 MAP 法和多级缺氧－好氧生物组合法进行脱氮处理，提高处理效率; 3) 本研究增加了生物反应池和生物聚沉池，MBＲ池活性污泥一部分回流至混凝－絮凝反应池进行生物絮凝反应，另一部分回流至生物选择池补充微生物。利用 MBＲ池产生的活性污泥与原水大比例混合，采用污水自身增殖的活性污泥进行絮凝，可减少生物絮凝剂外投，从而降低运行费用。

1 试验部分

1. 1 试验材料

1. 1. 1 试验仪器

电导率仪( DDSJ－308A，上海仪电科学仪器股份有限公司) ; pH 计( PHS－3C，上海仪电科学仪器股份有限公司) ; 紫外分光光度计( UV1800，上海奥析科学仪器光学有限公司) ; 离心机( LSC－20，杭州旌斐仪器科技有限公司) 。

1. 1. 2 试验药品

絮凝剂: 聚合氯化铝( PAC，铝含量 28%) ; 混凝剂: 聚丙烯酰胺( PAM+，分子量 1200 万道尔顿) ; 碳源: 醋酸钠( CH3COONa，含量 58% ～ 60%) ; 氢氧化钠( NaOH，含量 98%) 。

1. 2 试验概述

废水为餐厨沼液，设计日处理水量为 1. 2 m3 /d，生化系统日进水量为 7. 2 m3 /d，大比例回流量为18 m3 /d; 先后进行聚沉试验和生化试验，生化系统总有效容积为 30 m3( 包含水解酸化单元、生物选择单元、AOAO 生化系统、MBＲ单元) ，各单元中水力停留时间( HＲT) 最大为 25. 71 h，其设计进出水水质如表1、2 所示。

1. 3 工艺流程

工艺流程如图 1 所示，沼液废水经提升泵进入聚沉单元，同时 MBＲ( 膜生物反应器) 单元内活性污泥通过泵进入聚沉单元，使 2 股废水在聚沉单元前发生混合，同时投加 PAC、PAM 进行聚沉反应; 经聚沉处理的废水上清液溢流进入生化调节罐，生化系统单元连接顺序: 废水流动方式为自流，生化最后一级为MBＲ单元。废水经膜分离后产水进入中间水箱，同时 MBＲ单元中活性污泥通过大比例回流至前端水解酸化单元，MBＲ产水通过反渗透( DTＲO) 处理后浓水与 MBＲ产水混合后最终达标排放，产水则回流至前端水解酸化池中进行盐分和 NH3－N 的稀释。

2 试验结果及分析

2. 1 聚沉试验

餐厨垃圾发酵沼液与活性污泥、絮凝剂( PAC) 、混凝剂( PAM) 混合后的絮凝效果如图 2 所示。可知: “活性污泥+PAC+PAM”对发酵沼液的混凝效果良好，且絮体颗粒直径约 2 mm。研究表明: 活性污泥由好氧生物和原生动物组成，具有物理化学吸附、生物吸附和凝聚沉降作用，活性污泥对废水中的悬浮物、 COD、重金属等污染因子具有良好的去除效果。本研究通过 MBＲ池中活性污泥大比例回流进入聚沉池代替生物絮凝剂，不仅处理效果良好且降低药剂成本。

2. 2 DTＲO 回流比对生化系统盐含量的控制

研究表明: 当废水中高含盐量( ≥6000 mg /L) ，进水 NH3－N 过高( 300 ～ 400 mg /L) 时会对生化系统中的活性污泥产生抑制作用，当盐分超过 35 g /L 时微生物失去活性。而进水发酵沼液含盐量＞1000 mg /L，因此本处理技术设计了 DTＲO 产水回流。如表 3 所示，随着设计 DTＲO 产水回流比变大，生化系统平衡含盐量随之降低，但盐浓度的降低幅度越来越小，且大比例的回流会给 DTＲO 膜带来高负荷，因此设计回流比为 3。

2. 3 不同絮凝剂对 COD 去除影响

为探究不同絮凝剂对 COD 去除效果，设计了“活性污泥+PAC+PAM”与“活性污泥+PAM”2 组对比试验，结果如表 4 所示。当废水量( 发酵沼液) 和活性污泥投加量相同时，“活性污泥+PAC+PAM”对废水中 COD 去除效果更明显，这是由于废水悬浮物中含有大量污泥颗粒，一部分污泥颗粒表面所带电荷与活性污泥相同，导致活性污泥捕获悬浮颗粒时受到影响，此时需要额外投加絮凝剂 ( PAC) 辅助絮凝反应。

2. 4 不同活性污泥投加量对 COD 去除影响

为了探索不同活性污泥投加量对 COD 去除效率影响，设计了活性污泥投加倍数为 5 ～ 20 的试验，活性污泥+PAC 与活性污泥对发酵沼液废水中 COD 的去除率如图 3 所示。可知: 未投加 PAC 时，不同投加倍数下上清液中 COD 去除率在 8% ～ 28%，且随着投加倍数增大 COD 去除率变化不大; 离心液中 COD 去除率约为 27%，且随着投加倍数增大略有下降。投加 PAC 后，上清液中 COD 去除率在 34% ～52%，并且随着投加倍数的增大，COD 去除率先变大后趋于平缓; 离心液中 COD 去除率在 48% ～ 71%，且随着投加的倍数增大，COD 去除率先显著升高后趋于平缓。分析表明，活性污泥+PAC 对沼液的混凝效果明显优于活性污泥。

2. 5 PAC 投加量对 COD 去除影响

为了探讨 PAC 投加量对 COD 去除率的影响，设计了 0. 5～ 7. 5 mL 的 PAC 投加量试验，结果表明，当采用活性污泥进行生物絮凝时，加入 PAC 可显著提高沼液中 COD 去除率; 图 4 为活性污泥投加 5 倍时加入不同剂量 PAC 对水体中 COD 的去除率。结果表明: PAC 投加量在 0. 5～ 7. 5 mL 内( 投药量: 12. 5 ～ 187. 5 L /t，PAC 浓度: 20%) ，随着 PAC 投加量的增加对 COD 的去除率影响不大，去除率约为 50%，采用离心方式获取上清液，所得结论与 2. 4 节一致; 此外，本工艺中 PAC 的投加量不大，单位吨发酵沼液废水最大需药量约 2. 5 kg。

2. 6 生化系统对 COD、NH3－N 的去除

为了探讨生化系统对 COD 和 NH3 －N 的去除效果，设计了生化系统各个单元出水 COD 和 NH3－N 的试验，经生化系统各单元处理后出水中 COD、NH3 －N浓度的变化曲线如图 5、6 所示，该曲线为生化系统进水含盐量≤6000 mg /L 时所得。可知: 随着反应进行，生化系统各单元 COD、NH3 －N 浓度呈阶梯式下降，生化系统对 COD 总降解率为 83%，其中一级 AO 对 COD 降解率为 65%，二级 AO 对 COD 降解率为45%; 系统对 NH3－N 总降解率为 95%，其中一级 AO 对 NH3－N 降解率为 80%，二级 AO 对氨氮降解率为90%。综上，水解酸化+生物选择+AOAO+MBＲ生化系统工艺对废水中 COD、NH3－N 去除效果良好。

3 结论

1) 聚沉试验表明: 通过 MBＲ池中活性污泥大比例回流进入聚沉池代替生物絮凝剂，不仅处理效果良好且降低药剂成本。

2) 当回流比控制在 3 左右时，生化系统含盐量可控制在 5000 mg /L 左右，可以正常运行。

3) PAC 投加量试验表明，活性污泥+PAC+PAM的絮凝效果明显优于活性污泥+PAM，同时，本工艺中 PAC 的投加量不大，单位吨发酵沼液废水最大需药量约为 2. 5 kg。 4) 生化系统试验表明，生化系统对沼液废水中的 COD、NH3 －N 去除效果明显，对 COD 去除率高达83%，NH3 －N 去除率高达 95%，表明大比例回流对NH3－N 去除效果良好。

原标题：餐厨垃圾发酵沼液处理技术探讨

原作者：刘新杰，杨俊，闫喜凤，王小丽

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