餐厨垃圾经厌氧消化后产生的沼液再深度处理，把餐厨垃圾经厌氧消化后产生的沼液经硝化反硝化、MBR生化处理，全量进入二级催化氧化装置，再经过过滤脱水，处理后废水 COD 质量浓度不大于 110 mg/ L，达到广东省 地方污水排放标准二级标准。2021 年 6 月，该技术在深圳市某餐厨沼液废水处理项目进行试验，运行效果稳定良好， 为餐厨垃圾沼液废水处理难题树立了工业榜样并提供了实践经验。

关键词：

        沼液废水 催化氧化 耦合 链式反应

 

引言

         随着城镇化的发展，每天产生大量的餐厨垃圾，餐厨垃圾在处理过程中又产生大量的高浓度有机废 水，餐厨有机废水成分复杂，处理难度大，已成为污水处理行业的一个难题。

        目前，传统的有机废水处理方法有吸附法、萃取 法、浓缩法、焚烧法、Fenton 氧化法、电化学氧化法、臭氧氧化法和好氧生物膜法。吸附法一般采用活性炭或大孔树脂吸附污水中的污染物，虽然处理效果较好， 但由于吸附材料再生困难，价格昂贵，所以不适合大 规模运用；萃取法是选用难溶或不溶于水的有机溶 剂，将废水中的污染物萃取出来，再对萃取剂进行处 理，虽然操作简单、处理效率较高，但可能会产生二次 污染；浓缩法是根据污染物浓度小的特点，将水蒸发， 使污染物浓缩后分离出去，浓缩法工艺成熟、操作容 易，并能实现污染物的资源化利用，但能耗太高，处理成本太高，限制了其在污水处理中的进一步推广应 用；焚烧法是一种快速便捷的处理方法，处理效率较高，又能使污染物最大限度地减量化，但焚烧设备投 资大、能耗高，焚烧过程会产生大气污染，因此，不能广泛使用；Fenton 氧化法是利用 Fenton 试剂与污水中 的有机污染物发生反应，达到降解污染物的目的，但 存在的缺点是降解不完全；电化学法是指在电极和电 场的作用下，产生了自由基，使有机污染物氧化，此法对五氯化酚的降解效率非常高，但餐厨垃圾废水有机 污染物成分复杂，电化学法并不能达到很好的污水处 理效果；臭氧氧化法是指使用臭氧将污水中的有机污 染物从大分子物质变成小分子物质，这些小分子物质容易生化降解，为污水后续的生化处理带来帮助，所 以，臭氧氧化只能是某个污水处理工艺中的一段工艺，譬如前处理工艺，并不能整个工艺仅采用臭氧氧化工艺；好氧生物膜法，是目前运用比较广泛的污水处理方法，经生物膜处理后的废水，处理效果好，且处理成本低、占地少，优点显著。 

        综上所述，采用的传统的有机废水处理工艺，问 题比较多，有些工艺又有产生浓缩液的问题，浓缩液处理成本高，造成高浓度有机废水处理的运行企业处 于难以为继的状态，影响高浓度有机废水处理稳定性 和长效性。本文采用模块化有机废水二级催化氧化替 代膜处理工艺，处理方便简单，不产生浓缩液，解决了 行业的痛点，是有机废水处理值得大力推广的一种工 艺技术。 

1      沼液 MBR 废水二级催化氧化处理技术原理和工艺

        餐厨垃圾沼液 MBR 出水，COD 为 600 mg/L，先 进入一级催化氧化塔，在催化氧化塔中加入硫酸水质 改性剂调节 pH 值至 2~3，加入活性炭搅拌，同时加入 双氧水和硫酸亚铁，搅拌反应 15 min，废水中的有机 物被吸附在活性炭中，同时双氧水和硫酸亚铁芬顿链 式反应产生的羟基自由基（·OH，氧化电位 2.8 V）也 被吸附在活性炭中，二者耦合，羟基自由基快速将有机物逐步氧化分解为 H2O 和 CO2，上述过程再重复 2 次，整个过程历时 3 h，处理后的废水加碱调节 pH值，加 PAM，过滤，出水 COD 为 150 mg/L。

        经过一级催化氧化处理的废水，COD 为 150 mg/L， 再进入二级催化氧化塔，在二级催化氧化塔中加入硫 酸水质改性剂调节 pH 值至 2~3，加入活性炭搅拌，同 时加入双氧水和硫酸亚铁，搅拌反应 15 min，废水中 的有机物被吸附在活性炭中，同时双氧水和硫酸亚 铁芬顿链式反应产生的羟基自由基（·OH，氧化电位2.8 V）也被吸附在活性炭中，二者耦合，羟基自由基快速将有机物逐步氧化分解为 H2O 和 CO2，上述过程再 重复 2 次，整个过程历时 3 h，处理后的废水加碱调pH 值，加 PAM，过滤，出水 COD 为 40 mg/L。 为了防止催化剂堵塞、结垢，需对催化氧化塔进行定期反洗、酸洗，以保证催化剂效果。 混凝沉淀池、催化氧化塔底泥定期排出，进入到 污泥系统。

工艺流程见图 1。

        
 

2     沼液 MBR 废水二级催化氧化处理的应用

       催化高级氧化技术是利用双氧水与硫酸亚铁发 生的链式反应，产生的羟基自由基（·OH，氧化电位2.8 V）吸附在活性炭中，和同时被吸附在活性炭中废 水中的有机物二者耦合，羟基自由基快速将有机物 逐步氧化分解为 H2O 和 CO2，芬顿反应机理如式（1）、 式（2）：

                 Fe2++H2O2→Fe3++OH-+OH （1）

                CxHy+·OH→CO2+H2O （2） 

       在沼液 MBR 有机废水治理中，芬顿产生的羟基 自由基·OH 氧化有机污染物，最终氧化产物为 CO2 和 H2O。

有机物的去除率的高低与药剂投料量、COD 浓 度、pH 环境有关，沼液 MBR 有机废水催化氧化处理设 计成二段处理，一级催化氧化通过加重投药量，去除 大部分有机物，二级催化氧化保证出水的稳定性，同时单一设备的好处是避免大型化带来的工程化难题。

 
3     沼液 MBR 废水二级催化氧化处理的方法

 3.1 一级催化高级氧化

        MBR 后水量：1 L，COD 值为 500 mg/L。 调 pH 值：加 4 滴 H2SO4 ，pH=2~3。 磁力搅拌机上搅拌，加入 0.7 g活性炭粉，加 0.9 mL双氧水，加入 0.5 g FeSO4.7H2O。

        15 min 后，加 4 滴 H2SO4 ，pH=2~3。 加入 0.7 g 活性炭粉，加 0.9 mL 双氧水，加入 0.5 g FeSO·4 7H2O。

         再过 15 min 后，加 4 滴 H2SO4，pH=2~3。 加入 0.6 g 活性炭粉，加 0.9 mL 双氧水，加入 0.5 g FeSO·4 7H2O。

        整个过程 3 h。 

        加碱调 pH 值，加 PAM，过滤，出水 COD值为150 mg/L。

 3.2  二级催化高级氧化

        一级催化氧化后水量：1 L，COD=110 mg/L。调 pH 值：加 4 滴 H2SO4，pH=2~3。 磁力搅拌机上搅拌，加入 0.3 g活性炭粉，加 0.3 mL双氧水，加入 0.15 g FeSO·4 7H2O。

        15 min 后，加 4 滴 H2SO4 ，pH=2~3。 加入 0.3 g 活性炭粉，加 0.3 mL 双氧水，加入0.15 g FeSO4·7H2O。

        再过 15 min 后，加 4 滴 H2SO4，pH=2~3。 加入 0.3 g 活性炭粉，加 0.3 mL 双氧水，加入0.15 g FeSO4·7H2O。

        整个过程 3 h。

        加碱调 pH 值，加 PAM，过滤，出水 COD值为30 mg/L。

 4      沼液 MBR 废水二级催化氧化处理工程案例 

         以深圳市某餐厨沼液废水处理项目为例。 污水介质：餐厨沼液 MBR 出水。 原水水质见表 1，处理后的水质见表 2。

            
 

        对比表 1 和表 2 可知，处理后的出水水质，COD 的降解率达到 了 90%以上，污水处理效果良好。另外，出水无明显臭 味、颜色也正常。这说明，出水已经达到排放的标准。

 

5     结语

       采用餐厨沼液 MBR 废水二级催化氧化处理，操 作简单方便，不产生浓液，污水处理效果好，处理过程 稳定可靠，在国内属于首创技术，为我国在餐厨沼液处理探索出了一条新路，本处理技术具有广泛的应用 领域，也可以应用在垃圾渗滤液处理行业。

 

    
 

原标题：沼液 MBR 废水二级催化氧化处理方法的研究和实践

原作者：何 月， 闵小熊