餐廚垃圾污水分析

4.1、餐廚垃圾的定義：

餐廚垃圾，又稱泔水，是居民在生活消費過程中形成的生活廢物，極易腐爛變質(zhì)，散發(fā)惡臭，傳播細菌和病毒。餐廚垃圾主要成分包括米和面粉類食物殘余、蔬菜、動植物油、肉骨等，從化學(xué)組成上，有淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂類和無機鹽。

4.2、餐廚垃圾污水來源及特點

餐廚垃圾是食物垃圾中最主要的一種,包括家庭、學(xué)校、食堂及餐飲行業(yè)等產(chǎn)生的食物加工下腳料(廚余)和食用殘余(泔腳)。其成分復(fù)雜，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、魚、肉、骨頭以及廢餐具、塑料、紙巾等多種物質(zhì)的混合物。我國餐廚垃圾數(shù)量十分巨大，并呈快速上升趨勢。

餐廚垃圾廢水成分復(fù)雜，屬處理難度大的高濃度有機廢水。廢水中污染物濃度高，化學(xué)需氧量(COD，8000～20000mg/L)、生化需氧量(BOD5，4000～8000mg/L)、總氮(TN，2000～3000mg/L)、氨氮(NH3-N，1500～2500mg/L)、總磷(TP，50～150mg/L)、懸浮物(SS，>8000mg/L)、含鹽量(15000～30000mg/L)、動植物油(800～1500mg/L)、色度(300～1000倍)。廢水中的纖維素、蛋白質(zhì)、脂類等難生物降解有機物質(zhì)所占比大，其碳氮比(BOD5:TKN)低，僅為2:1～3:1，廢水的碳氮比低不利于總氮的有效去除。

4.2.1餐廚垃圾具有顯著的危害和資源的二重性，其特點可歸納為：

⑴ 含水率高、可達80% - 95%。

⑵ 鹽分含量高、部分地區(qū)含辣椒、醋酸高。

⑶ 有機物含量高、蛋白質(zhì)、纖維素、淀粉、脂肪等。

⑷ 富含氮、磷、鉀、鈣及各種微量元素。

⑸ 存在有病原菌、病原微生物。

⑹ 易腐爛、變質(zhì)、發(fā)臭、滋生蚊。

4.2.2餐廚垃圾的檢測分析表

上海同濟大學(xué)為研究餐廚垃圾處理方法，曾對餐廚垃圾進行了抽樣分析檢測，結(jié)果如下表：

表4-1泔腳成分抽樣檢測結(jié)果

4.3餐廚垃圾污水分類

根據(jù)來源不同，餐廚垃圾主要分為餐飲垃圾和廚余垃圾。前者產(chǎn)生自飯店、食堂等餐飲業(yè)的殘羹剩飯，具有產(chǎn)生量大、來源多、分布廣的特點，后者主要指居民日常烹調(diào)中廢棄的下腳料，數(shù)量不及餐飲垃圾龐大。

4.4餐廚垃圾污水的危害

危害廣泛：影響市容；污染環(huán)境；危害健康；傳播疾??；污染水源；危害家禽等。

4.4.1影響城市市容和人居環(huán)境。

從感觀性狀來說，餐廚垃圾表現(xiàn)為油膩、濕淋淋，影響人的視覺和嗅覺的舒適感和生活衛(wèi)生。很高的含水率和有機組分，使得其成為微生物存在的“天然樂園”，同時高含水率帶來的垃圾運輸與處理難度增大。另外，餐廚垃圾會增加填埋場的產(chǎn)氣和滲濾液的析出，這會污染地表和地下水。

4.4.2作為飼料喂養(yǎng)家畜危害。

也就說俗稱的“泔水豬”。目前，在我國相當(dāng)多的省、市及欠發(fā)達地區(qū)的廣大農(nóng)村、城市郊區(qū)和相毗鄰的農(nóng)區(qū)廣大飼養(yǎng)戶、農(nóng)民朋友普遍用餐廚垃圾（泔水、潲水)飼養(yǎng)畜禽，特別是喂豬已成為一種傳統(tǒng)習(xí)慣，這是眾所周知的現(xiàn)實。

對泔水認真分析，不難發(fā)現(xiàn)城市中的各類泔水來自千家萬戶，各行各業(yè)，不同的群體和個體，組成復(fù)雜，形形色色。有些泔水在春夏季因收集、保管、存放時間過長，開始發(fā)酵、酸化、發(fā)霉甚至腐敗，有些泔水內(nèi)常摻有雜質(zhì)和異物，如砂礫、鐵絲、貝殼、骨頭、牙簽、塑料品等，無疑能對畜禽消化道造成物理性傷害。特別是廢棄在各類泔水中的餐廚廢棄物，已受到鋁、汞、鎘等重金屬以及有機化合物、苯類化合物的污染，被豬食用后，有害物質(zhì)蓄積在豬的脂肪、肌肉等組織里，人食用了這樣的豬肉達到一定程度后，就會導(dǎo)致肝臟、腎臟等系統(tǒng)免疫功能下降。更為嚴(yán)重的是，餐飲垃圾的危害性遠沒有被人們認識到，國內(nèi)大部分城市的餐飲垃圾被運往城郊豬場飼養(yǎng)起了泔水豬，一些單位錯誤地認為用自己食堂餐飲垃圾喂養(yǎng)的豬肉質(zhì)鮮美，對其衛(wèi)生隱患沒有絲毫警惕。

4.4.3廢棄食用油脂所流入市場產(chǎn)生的危害。

在暴利的驅(qū)使下，一些不法商販回收餐廚垃圾產(chǎn)生過程中的潲水，通過加熱，過濾，蒸餾等一系列手段提取油脂。然后利用這些所謂的“地溝油”，賣給一些小的食品經(jīng)營點、餐館等來牟取暴利。

經(jīng)過提煉得到的地溝油會有雜質(zhì)，里面會沾染黃曲霉素、苯等有毒物質(zhì)，長期食用會造成腫瘤等慢性疾病的發(fā)生，如胃的腫瘤、肝的腫瘤。如果任其排放的話，地溝油在水體中經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一系列組成復(fù)雜的醛、酸等具有惡臭的物質(zhì)，這些惡臭物質(zhì)的氣味散發(fā)到空中，污染大氣，惡化居住環(huán)境，居民反映強烈。地溝油堵塞污水管道，造成污水反水；地溝油污染地下水，消耗水體氧氣，造成水體富營養(yǎng)化，滋生蚊子、蒼蠅等害蟲；廢棄食用油脂流入江河，容易導(dǎo)致魚蝦等由于缺氧而窒息。

4.5、減量化、資源化、無害化處理必要性

以前，餐廚垃圾主要作為城市近郊養(yǎng)豬的飼料，由于其來源比較復(fù)雜，極有可能引起疾病傳播，現(xiàn)已經(jīng)被政府明令禁止。而在日常生活中，居民通常將餐廚垃圾混入生活垃圾中，通過塑料袋送到垃圾收集點，使城市生活垃圾的成分和特性發(fā)生了變化。

1、餐廚垃圾在存放、收集、轉(zhuǎn)運及垃圾填埋過程中，由于其含水率和有機物含量較高，極易在較短時間內(nèi)腐爛發(fā)臭和滋生蚊蠅等，極大地污染了周圍環(huán)境。

2、城市垃圾的處置方法通常有焚燒和填埋，如果將城市生活垃圾進行焚燒，由于餐廚垃圾的水分含量常常高達90%左右，發(fā)熱量為低，和其它垃圾一起進行焚燒，不但不能滿足垃圾發(fā)電的發(fā)熱量要求，反而會致使焚燒爐燃燒不充分而產(chǎn)生二惡英。

3、如果與生活垃圾一同填埋，餐廚垃圾油分及含水率極高，填埋作業(yè)中高油脂會堵塞碎石導(dǎo)流層，引發(fā)內(nèi)部的滲濾液導(dǎo)排不暢，且增加填埋堆體的水分含量，既有可能發(fā)生地下水體污染等嚴(yán)重事。

4、從源頭切斷泔水喂豬的供應(yīng)鏈，避免了泔水喂豬的安全隱患；另外可多環(huán)節(jié)解決抗生素、重金屬、化肥、農(nóng)藥等給城市農(nóng)業(yè)帶來的影響機農(nóng)業(yè)面源污染和種養(yǎng)殖環(huán)境污染，保證農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)安全及食品安全。

第五章   餐廚垃圾污水處理工藝分析

5.1國內(nèi)外餐廚垃圾處理技術(shù)分析

目前，國內(nèi)外餐廚垃圾處理工藝主要有填埋、焚燒、厭氧消化、好氧堆肥、直接烘干做飼料、濕解和微生物生化處理等，餐廚垃圾污水處理技術(shù)的不斷發(fā)展和工程應(yīng)用已經(jīng)成為維系社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必要組成部分。餐廚垃圾有機質(zhì)含量高，可生物降解性強，是一種很有回收利用價值的資源。通過厭氧消化，使生物質(zhì)廢物降解產(chǎn)生沼氣，并利用沼氣提純回收生物質(zhì)能，不僅能提供處理系統(tǒng)運行所需要的能量，環(huán)能為外界提供清潔的電能或燃料。沼氣的高效集中回收利用，也避免了填埋情況下甲烷的無序釋放，減少了問世氣體排放量。

基于物理（過濾、沉淀）、化學(xué)（藥劑中和、電化）和生物學(xué)原理的各種污水處理新工藝不斷出現(xiàn)，其中生物處理的應(yīng)用仍最經(jīng)濟、最廣泛。

生物處理一般分為：厭氧處理法、兼氧處理法、好氧處理法及組合工藝處理法。

餐廚垃圾存在三高問題，有機物濃度高、懸浮物高、氮磷高，簡單的厭氧或者好氧均不能達標(biāo)排放。目前國內(nèi)對于畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢水的處理方法主要是厭氧法和好氧法幾個方法的組合工藝。

我公司提出餐廚垃圾綜合高效的無害化處理思路：油水分離---高效厭氧---水解酸化--高效好氧—排放的生態(tài)處理相結(jié)合，達標(biāo)排放。

為了實現(xiàn)餐廚垃圾的達標(biāo)排放。依據(jù)國內(nèi)外的實際案列以及經(jīng)驗，要實現(xiàn)餐廚垃圾的達標(biāo)排放目前有如下技術(shù)：

物化法一般分為格柵、絮凝沉淀、自然沉淀、斜管斜板沉淀、化學(xué)沉淀、化學(xué)氧化、化學(xué)還原、離子交換、過濾、氣浮等等，

生化法一般分為厭氧處理法和好氧處理法。

5.2破乳及油水分離法

5.2.1含油廢水特點

廢水中油類污染物質(zhì)相對密度都小于1.油類物質(zhì)在廢水中通常以三種狀態(tài)存在。

（1）   浮上油，油滴粒徑大于100μm,易于從廢水中分離出來。在石油廢水中總含量60-80%。

（2）   分散油，油滴粒徑介于10-100μm之間，懸浮于水中。

（3）   乳化油，油滴粒徑小于10μm，油品在廢水中分散的粒徑很小，呈乳化狀態(tài)，不易從廢水中分離出來。

（4）   溶解油，油類溶解于水中的狀態(tài)。

含油廢水中所含的油類物質(zhì)，包括天然石油、石油產(chǎn)品、焦油及其分餾物等。從對水體的污染來說，主要是石油和焦油。洗滌含油廢水中除含有以上外，還含有洗滌用的表面活性劑、有機污染物等。

（破碎重力隔油后原水）

5.2.2含油洗滌廢水處理方法

   A上浮法

主要用于隔油池出水的高級處理，去除細小油珠和乳化油。經(jīng)過上浮處理后，出水含油量

含油廢水處理設(shè)施可降至

30毫克/升。其方法是：將適量的空氣通入含油廢水中，形成許多微小氣泡，在氣泡作用下構(gòu)成水、氣、油珠三相非均一體系。在界面張力、氣泡上浮力和靜水壓力差的作用下形成氣-油珠結(jié)合體上浮而實現(xiàn)油水分離。上浮法按氣泡產(chǎn)生的方法，可分為布氣上浮法、溶氣上浮法和電解上浮法三種。

B布氣上浮法

這種方法主要是借助于機械剪力將混入水中的氣泡破碎，或?qū)⒖諝庀确稚⒊杉毿馀莺筮M入廢水，進行氣水混合上浮。常用方法有葉輪上浮法、射流上浮法以及多孔材料(如擴散板、微孔管、帆布管等)曝氣上浮法。布氣上浮法的優(yōu)點是設(shè)備簡單，管理方便，電耗較低。缺點是氣泡破碎不細，一般不小于1000微米，上浮效果因而受到限制。此外，采用多孔材料曝氣上浮法，多孔材料容易堵塞，影響運行。

C溶氣上浮法

是從含過飽和空氣的廢水中析出氣體，產(chǎn)生氣泡以實現(xiàn)上浮。常用的有加壓溶氣上浮法和真空上浮法，前者應(yīng)用較普遍。加壓溶氣上浮法是用水泵將廢水送入溶氣罐加壓到3～5.5千克力/厘米2，同時注入空氣使其在壓力下溶解于廢水。一般溶氣時間為2～4分鐘。然后廢水通過減壓閥進入上浮池。

溶入廢水中的空氣由于突然減到常壓,便形成許多細小的氣泡逸出,從而實現(xiàn)上浮。上浮池內(nèi)的上浮時間一般不小于 1小時。常采用將經(jīng)過上浮處理的部分廢水(30～50%)加壓回流進入未經(jīng)加壓上浮處理的廢水中實現(xiàn)上浮的方法。其優(yōu)點是加壓廢水量小，可減少電耗，同時可以防止未處理的廢水中油品在加壓溶氣時進一步乳化。真空上浮法是使廢水中的氣泡在減壓（真空）條件下逸出的。　溶氣上浮法的主要優(yōu)點是產(chǎn)生的氣泡直徑可小到30～120微米。氣泡直徑小，在供氣量相同時,氣泡吸附時的比表面積就大，氣泡上浮速度減慢，與吸附質(zhì)點的接觸時間增加，可以提高上浮效果。因此，溶氣上浮法獲得廣泛應(yīng)用。

D電解上浮法

利用電能在含油廢水中的電解氧化還原效應(yīng)，以及由此在電極上產(chǎn)生的微小氣泡的上浮作用來凈化含油廢水。如采用可溶性陽極材料，還可以同時發(fā)生電解混凝作用以凈化廢水.

E生化處理

通過物化處理可以大幅度降低廢水中的有機物含量，從而降低后續(xù)生化處理過程的有機負荷，為生化處理創(chuàng)造良好的條件；生化處理過程是利用微生物的生命活動過程通過同化和異化作用，把廢水中的溶解態(tài)油及其它有機物進行分解或吸收，從而使廢水得到凈化。

生化處理一般分為：普通活性污泥法、A2/O,SBR等變種的活性污泥法、生物接觸氧化法等。

F:破乳物化法

   由于餐廚垃圾經(jīng)過破碎—重力隔油后，水質(zhì)呈現(xiàn)乳白色牛奶裝樣。經(jīng)過反復(fù)實驗驗證。通過破乳-藥劑繁華脫穩(wěn)沉淀，上清液呈現(xiàn)透明狀，污泥沉淀為白色。

5.2.3油水分離處理方法的確定

餐廚垃圾廢水中的主要污染物為油類物質(zhì)和COD，其次是膠質(zhì)物及少量脂肪酸，餐廚垃圾的可生化性較好，油類物質(zhì)和脂肪酸對廢水的COD_cr貢獻較大。根據(jù)這種水質(zhì)特性我們認為該生產(chǎn)廢水適宜采用物化+生化相接合的處理方法，物化處理過程采用一級重力除油＋氣浮，一級重力除油可去除廢水中的浮油及大部分分散油，從而達到初步除油的目的，氣浮通過加壓充氣去除廢水中密度小于1的懸浮物，油脂和脂肪等，同時起到降溫充氧的功效，能夠提高微生物的生物降解性能，為后續(xù)生化提供有力的保證。

（破乳物化后的效果）

5.3厭氧生化法   

生化法一般分為厭氧生化、好氧生化工藝 。厭氧生化具有下列優(yōu)點：無需攪拌和供氧；動力消耗少。厭氧池內(nèi)利用厭氧菌的作用，使有機物發(fā)生水解、酸化和甲烷化，去除廢水中的有機物，并提高污水的可生化性，有利于后續(xù)的好氧處理。產(chǎn)氣率在 0.4 m ³ /(kgCOD)。

一般厭氧的設(shè)計控制原則是：

A保持較長的滯留期；B:有較好的溫度（10-55度）；C:封閉保溫和杜絕復(fù)氧；D:避免引起短流。

厭氧生物處理適用于高濃度有機廢水（COD_cr>2000mg/L,BOD₅>1000mg/L）。它是在無氧條件下，靠厭氧細菌的作用分解有機物。在這一過程中，參與生物降解的有機基質(zhì)有50％～90％轉(zhuǎn)化為沼氣（甲烷），而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。

厭氧生物處理包括多種方法，有化糞池、厭氧生物濾池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）、兩段厭氧處理法AB、厭氧膨脹床、厭氧流化床、厭氧生物轉(zhuǎn)盤和折流板厭氧法（ABR）、IC內(nèi)循環(huán)厭氧、水解酸化法等等。常用的有厭氧濾器（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）、復(fù)合厭氧反應(yīng)器（UASB＋AF）、兩段厭氧消化法和升流式污泥床反應(yīng)器（USR）以及全封閉的黑膜厭氧反應(yīng)器BFAT等   

近年來，厭氧消化即沼氣發(fā)酵技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于高有機物污染廢水處理中，

下表為幾種厭氧處理方法的特點及優(yōu)缺點見表4-1：

表4-1各類厭氧處理法的特點及優(yōu)缺點

黑膜厭氧反應(yīng)器     發(fā)酵在一個池      投資少見效快       容易短流反應(yīng)不徹底

BFAT               中完成反應(yīng)         

5.3.1   厭氧生物濾池(AF)生物技術(shù)

    厭氧生物濾池是裝有填料的厭氧生物反應(yīng)器，英文是Anaer-obic Filter簡寫為AF?；咎卣骶褪窃诜磻?yīng)器內(nèi)裝有填料生物巢，為微生物提供附著生長的載體。和好氧淹沒式生物濾池相似，在厭氧生物濾池生物巢的表面裝載有以生物膜形態(tài)的微生物群體，構(gòu)成了厭氧生物濾池微生物的多聚性、多類型即厭氧生物膜。污水流過生物巢時有機物被厭氧微生物截留、吸附、代謝分解、達到穩(wěn)定，同時產(chǎn)生沼氣，形成新的生物膜。為了分離水中攜帶的脫落生物膜，一般需要設(shè)置沉淀池。

   AF反應(yīng)器的特點

由于池體中放置微生物載體生物巢同好氧曝氣生物濾池一樣存在泥膜共聚的現(xiàn)象，因此濾池中可維持相當(dāng)高的微生物濃度，一般可達5-15kgVSS/m³。

⑴ 有機物體積負荷(有機負荷可達10-16kgCOD/m³.d)。

⑵ 由于有較高的污泥濃度和長達100d以上的泥齡，AF具有良好的運行穩(wěn)定性，較能承受水質(zhì)和水量的沖擊。

⑶ 在常溫下能處理城市污水等低濃度有機污水。

⑷ AF出水可不回流，如果回流可降低進水濃度，減少堵塞，使填料中生物量均勻分布。

⑸ AF反應(yīng)器內(nèi)污泥產(chǎn)率低，運行啟動快。停止運行后再啟動依然快速。

⑹ AF反應(yīng)器去除效率高。

AF處理工業(yè)污水研究的部分成果

⑺ AF厭氧生物濾池的底部微生物能得到充足的營養(yǎng)，因此污泥濃度最高，有的可達60g/L，污泥濃度隨著高度的增加而減少，因此去除率主要在底部進行，大部分COD在0.3m以內(nèi)去除，底部1m以上COD去除率幾乎不增加。

⑻ 反應(yīng)器對有毒物質(zhì)適應(yīng)能力強運行穩(wěn)定。

⑼ 厭氧生物濾池可應(yīng)用不同類型的污水，包括生活污水及高濃度的3000-24000mg/L工業(yè)污水。

⑽ AF適用于處理可溶解性的有機物，對于懸浮物雜質(zhì)存在容易堵塞的問題，因此需要進水SS不得過高，也可以采用通透性較好的空心填料、纖維面、馬鞍球填料等。對于實心的陶粒、礫石、活性炭顆粒等盡量不使用為好。

5.3.2   升流式厭氧污泥床(UASB)生物技術(shù)

升流式厭氧污泥床(UASB)是在升流式厭氧濾池的基礎(chǔ)上改良而來的，它取消了濾池內(nèi)的全部填料， 并在池子的上部設(shè)置了氣、 液、 固三相分離器， 這就構(gòu)成了一種結(jié)構(gòu)簡單、 處理效能高的新型反應(yīng)器—升流式厭氧污泥床反應(yīng)器.污水從反應(yīng)器底部向上通過包含顆粒污泥或絮狀污泥的的污泥床， 在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生沼氣， 沼氣的產(chǎn)生引起內(nèi)部循環(huán)對于顆粒污泥的形成和維持是有利的，因此有利于有機物的降解。

升流式厭氧污泥床具有污泥濃度高， 平均污泥濃度為(20 ～40)gVSS/L， 水力停留時間長， 容積負荷一般為(6 ～11)kgCOD/(m ³ .d)左右。 無混合攪拌設(shè)備，靠水流和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣的上升運動， 使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)， 對下部的污泥層也有一定程度的攪動。

UASB 內(nèi)設(shè)三相分離器，通常不設(shè)沉淀池， 被沉淀區(qū)分離出來的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi)， 而且污泥床不填載體， 節(jié)省造價并可避免填料堵塞的問題， 正因如此， UASB 反應(yīng)器已成為第二代厭氧反應(yīng)器中發(fā)展最為迅速、 應(yīng)用最為廣泛的裝置。 厭氧生物處理法不僅適用于高濃度有機廢水， 進水 BOD 最高濃度可數(shù)以萬計， 也適用于低濃度有機廢水， 如城市污水等． 有人實驗證明采用 UASB/SBR/氧化塘工藝處理養(yǎng)豬廢水， 經(jīng) UASB 處理后 COD 去除率為 82%， BOD 去除率為 79%， NH 3 － N 去除率為31%。

UASB 反應(yīng)器對有機物有較理想的去除率，但對氨氮和磷的去除效果不理想。此外進水中懸浮物不宜過高，一般控制在100mg/L以下，防止懸浮物對處理效果的影響．

5.3.3厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)生物技術(shù)

ABR 工藝作為第三代新型厭氧反應(yīng)器， 是一種高效反應(yīng)器，相對于UASB， AF 厭氧處理工藝具有結(jié)構(gòu)簡單、 投資少、抗沖擊負荷強等諸多優(yōu)點。

ABR 反應(yīng)器如圖 所示．

由于在反應(yīng)器中安裝了一系列垂直的折流板，將反應(yīng)器分隔成幾個串聯(lián)的反應(yīng)室，每個反應(yīng)室都可以看成是相對獨立的上流式厭氧污泥床(UASB)，每個反應(yīng)室中的水流都可以看成是完全混合的，處理過程中反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的氣體使反應(yīng)器內(nèi)的微生物固體在折流板形成的各個隔室內(nèi)做上下運動，而整個反應(yīng)器內(nèi)的水流則以較慢的速度做水平流動。因此，ABR反應(yīng)器的水力流態(tài)在整體上又可以看成是推流式。

ABR 反應(yīng)器中，相互串聯(lián)的隔室有利于微生物種群在沿反應(yīng)器長度上的不同隔室中順次實現(xiàn)產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分離，從而在單個反應(yīng)器中實現(xiàn)兩相或多相分離．這樣可以使不同類型的微生物在最適宜的條件下生長，實現(xiàn)較高的有機物降解能力。

采用 ABR 工藝處理高濃度廢水，去除率在 75% ～85%， 但是，ABR 工藝對 NH₃-N幾乎沒有去除效果。另外對于大水量的存在布水不均勻和短流現(xiàn)象。

綜合上所述并結(jié)合本設(shè)計污水的特點，考慮采用較為成熟的厭氧生物濾池反應(yīng)器(AF)生物技術(shù)作為厭氧段的反應(yīng)器,為提高處理效率，減少滯留器預(yù)備通過人為加熱形式可形成高中溫厭氧。

5.4好氧生化

從上表可以看出生物膜上的微生物種類繁多，各菌種數(shù)量穩(wěn)定且量大，單位反應(yīng)器內(nèi)的生物量可高達活性污泥法的5-20倍，因而生物膜反應(yīng)器具有較高的處理能力。

好氧生化一般分為活性污泥法（包括變種的氧化溝、A2/O、SBR等）和生物膜法（包括生物接觸氧化法。生物濾池法、曝氣生物濾池法等）。

以下為幾種常用污水二級好氧處理工藝比較

5.4.1活性污泥的厭氧、缺氧、好氧（ A²/O）生物技術(shù)

    一段AAO                                       三段AAO法

該工藝各反應(yīng)器單元功能及工藝特征如下：

1）厭氧反應(yīng)器：原污水及從沉淀池排出的含磷回流污泥同步進入該反應(yīng)器，其主要功能是釋放磷，同時對部分有機物進行氨化，一般溶解氧小于0.2mg/L。

2）缺氧反應(yīng)器：污水經(jīng)厭氧反應(yīng)器進入該反應(yīng)器，其首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送來的，循環(huán)的混合液量較大，一般為2Q（Q—原污水量）。

3)好氧反應(yīng)器——曝氣池：混合液由缺氧反應(yīng)器進入該反應(yīng)器，其功能是多重的，去除BOD、硝化和吸收磷都是在該反應(yīng)器內(nèi)進行的，這三項反應(yīng)都是重要的，混合液中含有NO₃-N，污泥中含有過剩的磷，而污水中的BOD(或COD)則得到去除，流量為2Q的混合液從這里回流到缺氧反應(yīng)器；

4）沉淀池：其功能是泥水分離，污泥的一部分回流厭氧反應(yīng)器，上清液作為處理水排放。

該工藝處理效率一般能達到：BOD₅和SS為90%~95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A²/O工藝的基建費和運行費均高于普通活性污泥法，運行管理要求高，所以對目前我國國情來說，當(dāng)處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養(yǎng)化，從而影響給水水源時，才采用該工藝

但該工藝處理水只能達到國標(biāo)B，對于氮磷的再次去除沒有突破性進展。同時需要在厭氧和缺氧段進行攪拌，和回流沉淀池的污泥，管理復(fù)雜、污泥產(chǎn)生量大造成二次污染。

5.4.2 生物接觸氧化法生物技術(shù)

生物膜法分為：MBR、BAF、接觸氧化法、滴濾池法、人工濕地法等。

隨著新型濾料的開發(fā)和配套技術(shù)的不斷完善，與活性污泥法平行發(fā)展起來的生物膜工藝技術(shù)得以快速發(fā)展，即獨立又幾乎已經(jīng)結(jié)合到污水處理的各種其它工藝中，這是由于生物膜法具有諸多優(yōu)點：

處理效率高、耐沖擊負荷性能好、體積小、運營管理穩(wěn)定、低成本、低能耗、投資省、運營成本低、不存在活性污泥法的污泥膨脹問題、可以維持較高的污泥齡、生物相相對豐富穩(wěn)定、具有較高的微生物量、水力停留時間較短、對毒性物質(zhì)和沖擊負荷具有較強的抵抗性、具有一定的消化和反消化功能、可以實現(xiàn)封閉式運轉(zhuǎn)、解決臭味問題等。

生物膜及活性污泥出現(xiàn)的微生物比較

從上表可以看出生物膜上的微生物種類繁多，各菌種數(shù)量穩(wěn)定且量大，單位反應(yīng)器內(nèi)的生物量可高達活性污泥法的5-20倍，因而生物膜反應(yīng)器具有較高的處理能力。

生物接觸氧化法幾乎和A2O有許多相似的地方，需要污泥回流，比A2/O多了填料，微生物相多且量大，因此處理能力高占地面積小。

具有投資少、能耗低、運行費用低、抗沖擊負荷能力強、出水水質(zhì)穩(wěn)定高效等優(yōu)點。

5.4.3 新隔離型曝氣生物濾池法（NBAF）生物技術(shù)

A:定義

微生物細胞幾乎能在水環(huán)境中任何適宜的載體表面牢固的附著，并在其上生長和繁殖，由細胞內(nèi)向細胞外延伸的胞外多聚物使微生物細胞形成纖維狀的纏結(jié)結(jié)構(gòu)，便被稱之生物膜。

B:好氧生物膜法的原理

污水長期與填料接觸，就會在其表面形成生物膜，并逐漸成熟。固定生物膜法中，微生物附著在載體表面生長而形成膜狀，當(dāng)污水流經(jīng)載體表面和生物膜接觸的過程中，污水中的有機污染物被微生物吸附、穩(wěn)定、最終轉(zhuǎn)化為H₂O、CO₂、NH₃和微生物細胞物質(zhì)，污水得到凈化。

C:生物膜的特點

生物膜中的微生物不像活性污泥那樣承受較強的攪拌沖擊，易于生長繁殖。生物膜是由細菌（好氧、兼性、厭氧）、真菌、藻類、原生動物、后生動物以及一些肉眼可見的蠕蟲、昆蟲和幼蟲等組成。微生物量多，處理能力大，凈化功能顯著提高。由于微生物附著生長并使生物膜具有較低的含水率，單位反應(yīng)器內(nèi)的生物量可高達活性污泥法的5-20倍，因而生物膜反應(yīng)器具有較高的處理能力。

生物膜法都分段處理，在每段都自然形成自己獨特優(yōu)勢的生物圈，這種現(xiàn)象對有機污染物是相當(dāng)有利的。生物膜法對于進水BOD在50mg/L以下的水能很好的處理成5-10mg/L.而活性污泥對于低于60mg/L的沒有辦法處理。

D：優(yōu)越性

如今國內(nèi)大部分使用活性污泥法，凈水后均產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥含有高濃度的有機物，極難處置，形成二次污染的污染源。污泥的產(chǎn)生是傳統(tǒng)污水處理技術(shù)難以突破的瓶頸。由于人工曝氣量大，微生物膜在完成使命死亡后自身發(fā)生氧化，因此本技術(shù)的最大特點是凈化污水時幾乎不產(chǎn)生有機污泥，這正是傳統(tǒng)凈化技術(shù)的致命軟肋。

（1）NBAF曝氣生物濾池是一種新型的隔離型的高負荷浸沒式固定生物膜三相反應(yīng)器，它集中了現(xiàn)有污水生化處理兩類方法：活性污泥法和生物膜法各自優(yōu)點，并將生化反應(yīng)和物理過濾（即生物降解去除BOD和固液分離去除SS）兩種處理過程合并在同一個反應(yīng)器中完成。

NBAF按照水流方向分上向流和下向流，下向流曝氣生物濾池在進水的同時，采用水汽逆向的工藝路線，使介質(zhì)表面形成生物膜，污水流過濾床時，污染物首先被過濾和吸附，然后同化、代謝、降解。所以NBAF曝氣生物濾池可以在降解有機物的同時，具有生物絮凝和吸附過濾的作用。而且由于生物膜附著在生物巢濾料上，活性很高，生物膜不受泥齡限值，對于污染物的降解十分有利。

隨著處理過程的進行，在濾料縫隙之間的懸浮活性污泥形成了污泥濾層，在氧化降解污水中有機物的同時，起到了進一步吸附過濾作用，從而能使有機物及懸浮物均能得到比較徹底的清除。

（2）在反應(yīng)器的上部異樣菌為優(yōu)勢菌種，碳污染物主要在這里被去除，而在反應(yīng)器下部，自養(yǎng)菌如硝化菌占優(yōu)勢，氨氮被硝化。在生物膜內(nèi)部以及部分馬鞍球型生物巢填料縫隙之間，蓄積大量活性污泥的兼性微生物，因此在NBAF中可發(fā)生碳污染物的去除，同時硝化和反硝化的的功能。

（3）NBAF特殊的專利性馬鞍球型生物巢填料為微生物提供了最佳的生產(chǎn)環(huán)境，因此生物量大、濃度高，使其容積負荷增大，不僅減少了池的容積和占地（容積僅為活性污泥法的1/3-1/5）,而停留時間縮短至4-8小時。基建投資省20-30%。

（4）填料固定床中的馬鞍球型生物巢填料具有巨大的比表面積，其上生長著各種碳化菌組成的高活性生物膜，具有氧化降解和吸附過濾水中污染物的功能（可去除污水中的有機物COD、BOD、SS、NH3-N、P等），且一般不設(shè)置二沉池。

（5）氣水相對運動，氣泡接觸面積增大，氧的利用率提高15%-20%，增加氣水與生物膜接觸面積，從而提高處理效果，降低運行費用。

（6）硝化效率高，脫氮效果好，這是常規(guī)二級處理達不到的。

（7）高質(zhì)量的出水達到砂濾三級處理水質(zhì)，不但可以滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，而且可達到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。NBAF對低濃度的有機廢水也有很好的處理效果，如洗澡水。

（8）馬鞍球型專利生物巢填料使用壽命20年以上，無需更換。

（9）由于NBAF沒有污泥齡限值，長期運行將產(chǎn)生微生物內(nèi)源消化，因此幾乎沒有污泥產(chǎn)生。

NBAF與傳統(tǒng)處理工藝設(shè)計參數(shù)比較表

從以上數(shù)據(jù)對比可知，NBAF工藝不僅在生化反應(yīng)單元上有機負荷高、水力停留時間短，因而反應(yīng)器體積小，占地面積少，同時不需要單獨設(shè)置二次沉淀池，其基建投資省的優(yōu)勢十分明顯，這是其它任一處理工藝無法企及的

E.好氧、厭氧、兼氧生物膜一體化技術(shù)

為了保持生物膜好氧菌的活性，向生物膜提供氧氣創(chuàng)造好氧條件，本技術(shù)采用曝氣強制通風(fēng)供氧。好氧層的厚度和污水的流量和濃度相關(guān)聯(lián)

微生物的生長繁殖使生物膜厚度增大，營養(yǎng)物和氧的傳遞阻力加大，使生物膜深處的營養(yǎng)物和氧供應(yīng)不足，促使微生物內(nèi)源代謝產(chǎn)生厭氧層。中間部分形成兼氧層。

好氧、厭氧、兼氧一體化，在親水的表層形成的好氧層吸收、氧化、分解水中的有機物。好氧、厭氧和兼氧同時形成了硝化和反硝化。因此具有脫氮的功能。

5.5工藝路線的確定

針對餐廚垃圾的水質(zhì)特點，我公司設(shè)計采用工藝先進可靠、能耗低、接觸氧化及NBAF工藝處理餐廚垃圾是最生態(tài)、最經(jīng)濟、最完美的處理方法。秉承經(jīng)濟、高效、美觀、自然和諧的原則。

如果是大型餐廚垃圾處理系統(tǒng)，從經(jīng)濟長遠的餐廚垃圾減量化、資源化、無害化角度考量，中高溫厭氧足夠完善，可將大部分有機物污染因子轉(zhuǎn)變沼氣而使用于其它用途。而沼渣變廢為寶經(jīng)過干化后即可作為畜禽養(yǎng)殖私聊添加劑或有機肥使用于種植業(yè)。會先行厭氧之后好氧處理即可，不必要使用藥劑物化處理。龍崗龍城中學(xué)的餐廚垃圾及生活污水處理既為先例。當(dāng)然費用相對也高許多，因為需要建設(shè)的工程基建較大，效果明顯。但從長遠角度還是可為的。

由于此次 前期已經(jīng)購買加藥系統(tǒng)、氣浮機等設(shè)備加上小區(qū)餐廚垃圾每天2噸數(shù)量較小以及場地局限性。本次方案設(shè)計按照如下簡化工藝流程如下：

5.6工藝流程

第六章 工藝流程說明

6.1集污水池：

集污池的作用是實現(xiàn)污水收集和均勻攪拌，勻質(zhì)勻量，為后續(xù)處理提供必要條件同時打破大分子使難降解的大分子分解融合于污水中。

6.2混絮凝加藥池：

混凝現(xiàn)象是指微粒凝結(jié)現(xiàn)象。凝聚和絮凝總稱為混凝。凝聚是指在水中加入某些溶解鹽類，使水中細小懸浮物或膠體微?；ハ辔浇Y(jié)合而成較大顆粒，從水中沉淀下來的過程。絮凝是指由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互黏結(jié)的過程；脫穩(wěn)的膠粒相互聚結(jié)，稱為凝聚。

6.3油水固液分離：

通過固液分離可將餐廚垃圾中的大量懸浮物SS以及BOD5、COD等分離出來，大大減輕廢水的有機負荷，有利于縮短廢水處理時間，減少處理設(shè)施的投資費用，降低水處理設(shè)施的運行費用。目前，我國油水固液分離設(shè)備類型主要有溶氣氣浮機、臥式離心機、壓濾機以及水力旋流器、旋轉(zhuǎn)錐形篩和離心盤式分離機等。固液分離機的選用應(yīng)考慮被分離物料的性質(zhì)、流量、脫水要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定，用于固液分離機處理的污水含水率一般不應(yīng)小于98%。

6.4調(diào)節(jié)池反應(yīng)池：

   厭氧反應(yīng)對水質(zhì)、水量和沖擊負荷較為敏感，相對穩(wěn)定的水質(zhì)、水量是厭氧反應(yīng)器穩(wěn)定運行的保證，因此厭氧反應(yīng)器前應(yīng)設(shè)置適當(dāng)尺寸的調(diào)節(jié)池。

調(diào)節(jié)池設(shè)計滯留期1天，調(diào)配進入生化池的水量，均勻進水，降低水量對生化池生化效果的影響。

為了提高后續(xù)高效厭氧的效率，在調(diào)節(jié)池設(shè)置PH調(diào)節(jié)和營養(yǎng)鹽的投加一般來說生化系統(tǒng)微生物最適宜的PH為6.5-8.5，營養(yǎng)均衡為COD:NH3-N:P=（）200-500）:5:1即可。

6.5中高溫AF厭氧生物濾池

厭氧生物濾池是裝有填料的厭氧生物反應(yīng)器，英文是Anaer-obicFilter簡寫為AF?；咎卣骶褪窃诜磻?yīng)器內(nèi)裝有填料生物巢，為微生物提供附著生長的載體。和好氧淹沒式生物濾池相似，在厭氧生物濾池生物巢的表面裝載有以生物膜形態(tài)的微生物群體，構(gòu)成了厭氧生物濾池微生物的多聚性、多類型即厭氧生物膜。污水流過生物巢時有機物被厭氧微生物截留、吸附、代謝分解、達到穩(wěn)定，同時產(chǎn)生沼氣，形成新的生物膜。為了提高厭氧的處理效率需要在此池加入加熱系統(tǒng)。

6.6水解酸化：

調(diào)節(jié)廢水的pH值，為后續(xù)的生化反應(yīng)的反應(yīng)創(chuàng)造條件；

因為很多工藝要求水質(zhì)在一定pH值范圍內(nèi)，而進水水質(zhì)往往達不到要求，故要設(shè)計酸化池。水解酸化主要用于有機物濃度較高、SS較高的污水處理工藝，是一個比較重要的工藝。

水中有機物為復(fù)雜結(jié)構(gòu)時，水解酸化菌利用H₂O電離的H+和-OH將有機物分子中的C-C打開，一端加入H+，一端加入-OH，可以將長鏈水解為短鏈、支鏈成直鏈、環(huán)狀結(jié)構(gòu)成直鏈或支鏈，提高污水的可生化性。

高分子有機物由于其大分子體積，不能直接通過厭氧菌的細胞壁，需要在微生物體外通過胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過細胞壁進入到細胞的體內(nèi)進行下一步的分解。

水中SS高時，水解菌通過胞外粘膜將其捕捉，用外酶水解成分子斷片再進入胞內(nèi)代謝，不完全的代謝可以使SS成為溶解性有機物，出水就變的清澈了。這其間水解菌是利用了水解斷鍵的有機物中共價鍵能量完成了生命的活動形式。

但是COD在表象上是不一定有變化的，這要根據(jù)在設(shè)計時選擇的參數(shù)和污水中有機物的性質(zhì)共同確定的，長期的運行控制可以讓菌種產(chǎn)生誘導(dǎo)酶定向處理有機物，這也就是調(diào)試階段工藝控制好以后，處理效果會逐步提高的原因之一。

水解工藝并不是簡單的，設(shè)計時要考慮污水中有機物的性質(zhì)，確定水解的工藝設(shè)計，水解停留時間、攪拌方式、循環(huán)方式、設(shè)計負荷、出水酸化度、污泥消解能力、

6.7缺氧池：

缺氧池也稱為過渡中間水池，是介乎于厭氧和好氧之間的，作為反硝化的重要池體。缺氧池（DO<=0.5mg/L），池中的反硝化細菌以污水中未分解的含碳有機物為碳源，將好氧池內(nèi)通過內(nèi)循環(huán)回流進來的硝酸根還原為N?而釋放。

缺氧池有水解反應(yīng)，在脫氮工藝中，其pH值升高。在脫氮工藝中，主要起反硝化去除硝態(tài)氮的作用，同時去除部分BOD。也有水解反應(yīng)提高可生化性的作用。

6.8接觸氧化池：

此池作為厭氧-兼氧-好氧組合的關(guān)鍵部分，深度降解有機物和去除氨氮。池體內(nèi)放置吊花高效填料，具有比表面積大、易掛膜、通透性能好、水阻力小的特點，

污水通過羅茨風(fēng)機人工供氧，在水中溶解氧氣的同時，推動污水形成翻滾的水流在生物巢中來回循環(huán)通過，提高了生物降解的滯留期和接觸頻率。繼而在填料表面形成了生物膜。

6.9二沉池

   固液分離作用，保證出水清澈。