餐廚垃圾滲瀝液處理工藝及案例分析

陳竹，伍長(zhǎng)青，肖燕

（中國(guó)天楹股份有限公司，江蘇南通226600）

餐廚垃圾滲瀝液處理工藝及案例分析

陳竹，伍長(zhǎng)青，肖燕

（中國(guó)天楹股份有限公司，江蘇南通226600）

介紹了餐廚垃圾滲瀝液處理的主要方法。研究了“強(qiáng)化物化+生物處理”處理工藝，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾滲瀝液妥善處理。該處理工藝應(yīng)用于濱州市餐廚垃圾處置工程，具有典型性和代表性。

餐廚垃圾滲瀝液；強(qiáng)化物化；生物處理

一般來(lái)說(shuō)，餐廚垃圾占城市垃圾總量的30%～50%［1］，是城市生活垃圾的重要組成部分。餐廚垃圾組成成分比較復(fù)雜，且非常容易酸化，但有機(jī)質(zhì)資源很豐富［2］。餐廚垃圾的成分主要包括米面、油等多種物質(zhì)?；瘜W(xué)組成上主要含有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂類、無(wú)機(jī)鹽，其中，無(wú)機(jī)鹽中氯化鈉的含量較高，同時(shí)含有一定量的鐵、鈣、鎂、鉀等其它微量元素［3］。從物質(zhì)形態(tài)來(lái)劃分可以分為固體部分和液體部分，液體部分主要是餐廚垃圾滲瀝液。由于餐廚垃圾的特質(zhì)導(dǎo)致其滲瀝液水質(zhì)水量波動(dòng)大、有毒有害物質(zhì)含量高，這其中是因?yàn)槭艿搅硕喾N因素的影響，不同的因素對(duì)餐廚垃圾滲瀝液組成成分和水質(zhì)性質(zhì)有著不同的影響。如果不及時(shí)有效地處理將對(duì)人體和環(huán)境造成極大危害和嚴(yán)重污染［4］。此外，餐廚垃圾滲瀝液有時(shí)隨著雨水流入城市管網(wǎng)或江河湖泊中，不僅影響水體水質(zhì)，還嚴(yán)重威脅著人類的飲水健康。如何對(duì)其進(jìn)行行之有效的處理成為面臨的最大問(wèn)題［5］。

1 餐廚垃圾滲瀝液處理主要方法

根據(jù)餐廚垃圾滲瀝液污染物的性質(zhì)來(lái)分析，其特點(diǎn)是含有大量的油脂、膠體粒子和懸浮物，主要成分為動(dòng)植物油脂、無(wú)機(jī)鹽分、表面活性劑、蛋白質(zhì)和氨基酸等，該類有機(jī)物廢水的處理方法主要有物理法、化學(xué)法、物化法、生物法及生化法等。針對(duì)該廢水的水質(zhì)水量等特點(diǎn)，現(xiàn)將各類有關(guān)方法分析如下。

1.1 物理法

SS不僅僅是污水中懸浮物含量的指標(biāo)，關(guān)鍵是SS和COD、BOD的含量有直接的關(guān)系，不但自身可能是COD的重要來(lái)源，還能通過(guò)自身的吸附能力攜帶大量的溶解性COD，所以，物理法不但能去除SS，而且能通過(guò)SS的去除而降低污水中的COD。因此，對(duì)于大多數(shù)的廢水來(lái)說(shuō)，物理處理法是污水處理工藝中必不可少的工序。

物理法主要是去除污水中大部分固體懸浮物和油類等。物理處理法包括重力分離、離心分離、膜分離、過(guò)濾、粗?；舭l(fā)等方法。

1.2 化學(xué)法

化學(xué)法主要用于處理廢水中不能單獨(dú)使用物理法或生物法就能去除的一部分溶解性物質(zhì)和膠體，特別是含油廢水中的乳化油。化學(xué)法包括混凝沉淀、化學(xué)氧化和中和法?？傊瘜W(xué)法即通過(guò)加入一定的化學(xué)試劑通過(guò)化學(xué)的方法使污染物和其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成穩(wěn)定氣、固、液的一種方式，它能使污染物生成CO2、N2、H2O和沉淀物或其他無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，在污水處理方面，化學(xué)法已逐漸被生物法所取代，但在毒性廢水和重金屬?gòu)U水的處理方面，化學(xué)法仍占據(jù)著絕對(duì)的地位，在小量廢水處理和間歇式廢水處理工程中，由于成本和操作連續(xù)性的原因，化學(xué)法未能得到廣泛應(yīng)用。

1.3 物理化學(xué)法［6-7］

含油污水物化處理法通常包括氣浮法和吸附法2種。含油污水處理主要采用親油材料吸附污水中的油?；钚蕴渴禽^為普遍的吸附材料，由于活性炭的吸附容量有限，再生困難，且成本高，使用受到一定的限制，因此一般只適用于含油廢水的深度處理。近些年，眾多研究者開展了尋求新的吸油劑方面的研究，研究工作主要集中在2點(diǎn)：一是將具備吸油性的無(wú)機(jī)填充劑與交聯(lián)聚合物相結(jié)合，提高吸附容量；二是通過(guò)提高吸油材料的親水性，從而改善其對(duì)油的吸附性能。

20世紀(jì)70年代，美國(guó)學(xué)者Richard首次提出了超聲波輻照的化學(xué)效應(yīng)。此后隨著超聲波技術(shù)的不斷發(fā)展以及大功率超聲波設(shè)備的生產(chǎn)問(wèn)世，超聲波的物理化學(xué)效應(yīng)隨之成為人們的研究熱點(diǎn)。眾多研究結(jié)果表明，超聲波對(duì)廢水中有害物質(zhì)的降解機(jī)理是聲空化效應(yīng)以及由空化產(chǎn)生的增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)的活性自由基的作用。

1.4 厭氧發(fā)酵

厭氧發(fā)酵是指在缺氧的狀態(tài)下，利用系統(tǒng)中的微生物厭氧菌（尤其是產(chǎn)甲烷菌）將廢水中的有機(jī)質(zhì)作為自身生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)源，通過(guò)微生物的生理代謝作用將有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為沼氣和沼渣的生產(chǎn)工藝過(guò)程。厭氧發(fā)酵是在密封的系統(tǒng)中運(yùn)行的，其過(guò)程可以進(jìn)行控制，具備發(fā)酵周期短、占地少，對(duì)環(huán)境帶來(lái)的二次污染比較小等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)與好氧相比，厭氧發(fā)酵設(shè)備簡(jiǎn)單，不需要通風(fēng)，運(yùn)行成本較低，屬于節(jié)能型工藝。厭氧發(fā)酵技術(shù)不僅能降解廢水中的有機(jī)成分，提高沼渣的脫水性，回收綠色能源——沼氣，還可以實(shí)現(xiàn)廢棄物的無(wú)害化、減量化和資源化。

1.5 土地處理法

土地處理法主要是利用土壤的自凈能力來(lái)處理餐廚垃圾滲瀝液的方法。其原理是利用土壤中顆粒的過(guò)濾、吸附、離子交換和沉淀等作用去除滲瀝液中的懸浮固體顆粒物和有機(jī)物成分；通過(guò)土壤中的微生物使?jié)B瀝液中的有機(jī)質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化；通過(guò)自然蒸發(fā)作用減少滲瀝液的產(chǎn)生量，該方法有利于廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，且可以節(jié)約能源費(fèi)用。目前土地利用法的2種主要方法為人工濕地和回灌法，但這種方法缺點(diǎn)也比較明顯，即會(huì)造成土壤結(jié)構(gòu)破壞和地下水長(zhǎng)期污染［8］。

2 高效餐廚垃圾滲瀝液處理工藝

餐廚垃圾廢水中含有大量的動(dòng)植物油脂、淀粉、蛋白質(zhì)、各種氨基酸等短、中、長(zhǎng)鏈有機(jī)碳水化合物，在這些種類各異的有機(jī)物中，中短鏈碳水化合物容易好氧降解，適合于好氧生物處理工藝，但類似酪蛋白、乳清蛋白等長(zhǎng)鏈高蛋白類、支鏈氨基酸等大分子量碳水化合物，好氧微生物并不能將其很好地消化分解，為解決這一制約瓶頸，除物化處理方法外，首選的生物處理工藝是厭氧水解酸化工藝。在厭氧環(huán)境中，蛋白水解酶等專性厭氧菌以長(zhǎng)鏈高分子有機(jī)物為碳源，經(jīng)過(guò)水解、酸化、產(chǎn)乙酸、甲烷化4個(gè)階段，最終實(shí)現(xiàn)了降解中小碳水有機(jī)物，分解長(zhǎng)鏈高分子有機(jī)物的目的，為后續(xù)的好氧處理奠定了基礎(chǔ)。廢水通過(guò)厭氧處理后，長(zhǎng)鏈高分子碳水化合物被分解成小分子的碳水化合物，很適合活性污泥處理工藝的環(huán)境條件，因此，后續(xù)的處理工藝選擇好氧生物處理。綜合餐廚垃圾滲瀝液的性質(zhì)可以選擇“強(qiáng)化物化+生物處理”處理工藝。其中強(qiáng)化物化采用“隔油沉淀+混凝氣浮”工藝；生物處理工藝采用“UASB厭氧反應(yīng)器+生物選擇性SASS法”組合工藝。主要工藝路線如圖1所示。

圖1 餐廚垃圾滲瀝液處理工藝流程

餐飲垃圾滲瀝液經(jīng)格柵攔截體積較大的懸浮物后，進(jìn)入集水井，經(jīng)加壓后相繼通過(guò)隔油沉降罐、斜板隔油池，去除部分懸浮物和油脂后，靠重力流入調(diào)節(jié)池，然后再經(jīng)提升泵提升，于靜態(tài)管道混合器與NaOH、PAC或PFS、PAM充分混合后，進(jìn)入氣浮池，進(jìn)一步去除懸浮物和水中油脂后，進(jìn)入中間水池，同時(shí)，采用回流水注入中間水池，進(jìn)一步稀釋廢水中的COD。經(jīng)過(guò)以上強(qiáng)化物化處理后的廢水，加壓輸送至UASB厭氧反應(yīng)器，廢水經(jīng)水解酸化并部分甲烷化，甲烷經(jīng)特制的三相分離器分離收集后進(jìn)行沼氣利用。UASB厭氧反應(yīng)器出水靠重力流進(jìn)入SASS反應(yīng)池的生物選擇區(qū)，經(jīng)一段時(shí)間的適應(yīng)性停留后進(jìn)入SASS反應(yīng)池的主反應(yīng)區(qū)，同時(shí)鼓入空氣，提供好氧污泥的需氧量，然后經(jīng)過(guò)中間缺氧區(qū)的停留后，再次進(jìn)入第二主反應(yīng)區(qū)進(jìn)行曝氣，經(jīng)生物處理后進(jìn)入二次沉淀池，泥水分離后上清液進(jìn)入清水池，清水由回流水泵回流至中間水池，充分稀釋即將進(jìn)入U(xiǎn)ASB的污水，其他處理后達(dá)標(biāo)水或回用或外排。

3 餐廚垃圾滲瀝液處理工藝案例分析

濱州市位于黃河下游、魯北平原，地處黃河三角洲腹地，現(xiàn)轄6個(gè)縣和2個(gè)區(qū)，人口369萬(wàn)人。濱州市主城區(qū)內(nèi)餐飲單位產(chǎn)生的餐廚垃圾量為50 t/d（一期工程），該項(xiàng)目主工藝采用“脫水+焚燒發(fā)電+油脂利用”工藝路線，其中壓榨后的餐廚垃圾滲瀝液處理工藝采用的是“強(qiáng)化物化+生物處理”。整個(gè)項(xiàng)目廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的水量為50 t/d，其廢水水質(zhì)如表1所示。

表1 餐廚垃圾滲瀝液水質(zhì)情況

濱州市餐廚垃圾處理項(xiàng)目的滲瀝液經(jīng)過(guò)污水處理系統(tǒng)處理后的出水COD為94 mg/L、BOD5為56 mg/L、SS小于110 mg/L、NH3-N濃度可降解至21 mg/L，以及其他排放指標(biāo)都符合GB8978—1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中第二類污染物最高允許排放濃度的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)處理后的餐廚垃圾滲瀝液一部分回用于垃圾車輛的清洗，一部分進(jìn)入排放口，外排水排入市政污水管網(wǎng)或環(huán)保管理部門指定的受納水體。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷提高和政府層面對(duì)餐廚垃圾處理的管理力度的加強(qiáng)，完全可以逐步實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾的妥善處置，從而減輕餐廚垃圾因不合理處置對(duì)社會(huì)造成的危害。餐廚垃圾得到合理處置的同時(shí)，對(duì)于餐廚垃圾滲瀝液也提出了較高的處理要求，綜合餐廚垃圾滲瀝液的水質(zhì)特點(diǎn)，采用“強(qiáng)化物化+生物處理”處理工藝，不僅可以避免廢棄油脂回到餐桌的可能性，同時(shí)還可以產(chǎn)生生物質(zhì)能源——沼氣，滿足了餐廚垃圾整體性的無(wú)害化、減量化和資源化。因此，可以預(yù)測(cè)餐廚垃圾滲瀝液采用“強(qiáng)化物化+生物處理”進(jìn)行處理，其市場(chǎng)潛力是巨大的。

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Treatment Process of Kitchen Waste Leachate and Case Analysis

Chen Zhu，Wu Changqing，Xiao Yan
（China Tianying Inc.，NantongJiangsu226600）

The major treatment methods of kitchen waste leachate were introduced.We studied the technology of“strengthen materialization+biological treatment”，which dealt with kitchen waste leachate properly.Thistreatment processhas been used in the treatment ofkitchen waste ofBinzhou city which istypical and representative.

kitchen waste leachate；strengthen materialization；biological treatment

X703；X705

B

1005-8206（2017）02-0074-03

陳竹（1970—），主要從事城市固體廢物處理。

2016-12-13