周 凱，張 軍，李 榮

(無(wú)錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑與環(huán)境工程學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214153)

餐廚垃圾數(shù)量迅速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2030年將增長(zhǎng)到48 000萬(wàn)噸/年。隨著餐飲行業(yè)的不斷發(fā)展，許多大城市餐廚垃圾量已超1萬(wàn)噸/天[1-2]。各地先后開(kāi)展了餐廚垃圾處理項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)對(duì)廢水污染物處理工藝的比選，確定了隔油沉渣、混凝沉淀、氣浮預(yù)處理再聯(lián)合二級(jí)A/O+MBR處理、選擇了納濾+反滲透深度處理的優(yōu)化組合工藝方案。為了跟蹤了解生產(chǎn)廢水的實(shí)際處理情況，系統(tǒng)安裝完畢后繼續(xù)進(jìn)行了啟動(dòng)調(diào)試與運(yùn)行監(jiān)測(cè)，以分析系統(tǒng)的運(yùn)行情況并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

1 系統(tǒng)啟動(dòng)與調(diào)試

1.1 準(zhǔn)備與調(diào)試

項(xiàng)目啟動(dòng)前，系統(tǒng)檢查鼓風(fēng)機(jī)、攪拌裝置、溫度計(jì)、溶氧儀等設(shè)備和儀表的安裝與接線(xiàn)情況，查看風(fēng)機(jī)與曝氣管路的連接處、喉箍固定處等是否連接緊密。開(kāi)啟設(shè)備試運(yùn)行，再次查看設(shè)備有無(wú)異常震動(dòng)、異響，有無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象，各接頭處有無(wú)漏氣情況，所有設(shè)備、儀表、連接管路工作正常，表示設(shè)備啟動(dòng)檢驗(yàn)工作順利完成。檢查所有儀表是否已經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，保證反滲透系統(tǒng)的正確運(yùn)行和準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。檢查管件、加藥管道嚴(yán)密不漏，保證濃液流量控制閥處于打開(kāi)位置，開(kāi)度處于可調(diào)整狀態(tài)。

設(shè)備調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中，先開(kāi)啟溶氣水進(jìn)水泵，氣浮池中的釋放器有出水時(shí)再開(kāi)啟空壓機(jī)。調(diào)節(jié)溶氣水進(jìn)水泵流量與壓力，直到流量達(dá)到氣浮池處理水量的40%，即0.5 m3/h?？諌簷C(jī)壓力逐漸增大，直至溶氣罐壓力表數(shù)值顯示為0.35 MPa，此時(shí)若能看到氣浮池內(nèi)出現(xiàn)分布均勻的大量微小氣泡、整個(gè)池內(nèi)水出現(xiàn)乳白色時(shí)，表示氣浮設(shè)備工作系統(tǒng)調(diào)試完成。然而，系統(tǒng)運(yùn)行不到0.5 h發(fā)現(xiàn)溶氣罐內(nèi)液位升高，壓力表值增大到0.55 MPa。馬上關(guān)停設(shè)備，初步判斷是釋放器堵塞。氣浮系統(tǒng)采用的釋放器為T(mén)S型不銹鋼溶氣釋放器，該釋放器釋放后的氣泡粒徑較小，氣浮處理效果較好。由于溶氣水管道系統(tǒng)安裝完畢后調(diào)試運(yùn)行前沒(méi)有對(duì)系統(tǒng)做徹底清洗，殘留的雜質(zhì)運(yùn)行時(shí)將釋放器出水小孔堵住了，使得溶氣罐壓力與水位升高。據(jù)介紹，后期溶氣水進(jìn)水中不能包含雜質(zhì)，不能采用鐵鹽類(lèi)混凝劑，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間容易生成鐵銹顆粒而造成釋放器堵塞。

1.2 污泥接種與馴化

厭氧反應(yīng)池污泥接種與馴化有一定的難度，為了順利啟動(dòng)厭氧反應(yīng)池，進(jìn)行了接種與馴化，并配合采樣監(jiān)測(cè)。接種污泥取自生活污水處理廠(chǎng)濃縮污泥，污泥接種前2 d采用間歇曝氣運(yùn)行，曝氣方式為每天曝氣6次，每次曝氣3 h間歇1 h，到第3 d采用連續(xù)曝氣，發(fā)現(xiàn)混合液中污泥絮體大而密實(shí)，表明完成接種。污泥在反應(yīng)池接種過(guò)程中，注意觀察好氧反應(yīng)池曝氣區(qū)內(nèi)液面翻騰情況[3]，翻騰均勻說(shuō)明曝氣均勻，防止污泥在反應(yīng)池死角沉積。

污泥馴化過(guò)程采用依次增加10%進(jìn)水濃度的方法來(lái)增加污泥處理負(fù)荷。馴化過(guò)程中除了觀察系統(tǒng)設(shè)備與管路運(yùn)行情況，查看曝氣情況、污泥性狀，還需對(duì)污泥容積指數(shù)(SVI)與COD進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水15 d污泥容積指數(shù)降到一半以下，進(jìn)水30 d后活性污泥已基本達(dá)到較好的凝聚與沉降性能。

活性污泥馴化過(guò)程中，初始進(jìn)水時(shí)COD進(jìn)水濃度控制在2 532 mg/L左右，活性污泥對(duì)COD的去除率不到30%。隨著進(jìn)水濃度的逐步提高，污泥逐步生長(zhǎng)并適應(yīng)污染物負(fù)荷。進(jìn)水第7 d時(shí)，污泥對(duì)COD的去除率達(dá)到40%以上，COD去除率增長(zhǎng)較為緩慢。進(jìn)水16 d之后，COD去除率基本穩(wěn)定在60%，達(dá)到了處理要求，厭氧反應(yīng)池的污泥接種與馴化工作也已順利完成。

1.3 系統(tǒng)運(yùn)行情況分析

由于整體啟動(dòng)調(diào)試開(kāi)展得比較順利，經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的調(diào)試后，系統(tǒng)慢慢開(kāi)始正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為了考察系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的穩(wěn)定性，進(jìn)行了將近6個(gè)月的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，其中6月份只監(jiān)測(cè)了11 d，具體情況見(jiàn)表1。從表1中可以看到，調(diào)節(jié)池生產(chǎn)廢水COD、BOD5、SS、NH3-N、TN、TP與動(dòng)植物油平均進(jìn)水濃度為83 600 mg/L、45 300 mg/L、83 600 mg/L、28 600 mg/L、2 677 mg/L、2 803 mg/L、117 mg/L與2 167 mg/L。從整體來(lái)看，系統(tǒng)出水完全達(dá)到了排放要求，經(jīng)初步判斷可回用為沖洗水。從各處理單元來(lái)看，混凝沉淀池、厭氧反應(yīng)池、二級(jí)A/O+MBR對(duì)COD的去除率較高，分別為37%、64%和94%。隔油沉渣池、混凝沉淀池對(duì)廢水中SS起到了主要的去除作用，分別為19%和98%。廢水中TN以NH3-N為主，二級(jí)A/O+MBR工藝對(duì)NH3-N的去除率達(dá)到了96%，TN去除率達(dá)到了93%?；炷恋聿糠值腡P去除率平均為48%。動(dòng)植物油主要依靠隔油沉渣池與氣浮池，去除率分別為62%和83%，主要污染物的去除率都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

表1 各處理構(gòu)筑物平均出水情況 (mg/L)

1.3.1 有機(jī)物去除

預(yù)處理部分。如圖1、圖2所示，隔油沉渣池COD進(jìn)水平均濃度是83 667 mg/L，出水平均濃度是67 740 mg/L，隔油池COD最高去除率達(dá)到25%，因此預(yù)處理單元設(shè)置隔油沉渣池可以去除COD，能夠減輕后續(xù)工藝負(fù)擔(dān)[4]。混凝沉淀池COD進(jìn)水最高濃度是75 690 mg/L，出水濃度最低為39 218 mg/L，混凝沉淀池COD去除率最低為33%，最高達(dá)到41%，去除波動(dòng)較大，這與混凝劑投加量密切相關(guān)，因此現(xiàn)場(chǎng)需合理調(diào)整混凝劑的投加量。隔油沉渣池SS進(jìn)水最高濃度是35 000 mg/L，對(duì)應(yīng)的COD濃度也最高，隔油池SS去除率最高可達(dá)27%，起到了初步去除懸浮物與有機(jī)物的作用。混凝沉淀池SS進(jìn)水最高濃度是27 390 mg/L，經(jīng)過(guò)氣浮池去除后，出水濃度最低達(dá)26 mg/L，氣浮池對(duì)SS的去除率達(dá)到了90%以上，通過(guò)混凝沉淀與氣浮處理達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

圖1 隔油沉渣池與混凝沉淀池COD監(jiān)測(cè)結(jié)果Fig.1 COD monitoring results of grease trap sedimentation tank and coagulation sedimentation tank

圖2 隔油沉渣池、混凝沉淀池與氣浮池SS監(jiān)測(cè)結(jié)果Fig.2 SS monitoring results of grease trap, coagulation sedimentation tank and air float tank

二級(jí)A/O+MBR工藝部分。由圖3可知，二級(jí)A/O+MBR工藝COD進(jìn)水最高濃度為14 067 mg/L，進(jìn)水最低濃度為12 275 mg/L，進(jìn)水COD有一定的波動(dòng)，但工藝對(duì)COD的去除率整體較為穩(wěn)定，說(shuō)明工藝有較好的抗沖擊負(fù)荷能力。從圖中可以看到，2月份時(shí)，工藝COD的去除率只有87%，可能是污泥回流泵故障導(dǎo)致的。與同類(lèi)工藝相比，此工藝的COD去除效果比較穩(wěn)定，若要優(yōu)化COD去除效果，需加強(qiáng)日常監(jiān)測(cè)與管理維護(hù)。

圖3 二級(jí)A/O+MBR工藝COD監(jiān)測(cè)結(jié)果Fig.3 COD monitoring results of secondary A/O+MBR technology

1.3.2 動(dòng)植物油去除

如圖4，隔油沉渣池動(dòng)植物油進(jìn)水最高濃度是2 400 mg/L，而隔油池動(dòng)植物油去除率最高達(dá)到了70%，這可能是因?yàn)楦粲托Чc餐廚垃圾壓榨廢水中分散油含量高有關(guān)，分散油含量高更便于隔油池上浮后分離。氣浮池動(dòng)植物油進(jìn)水最高濃度是564 mg/L，出水最高濃度是236 mg/L，氣浮池油水分離率基本在80%左右，處理設(shè)備工作比較穩(wěn)定。隔油沉渣池與氣浮池在廢水的油水分離中發(fā)揮了較好的作用，經(jīng)過(guò)混凝+氣浮處理，廢水中的油水平均分離率在80%以上。雖然生產(chǎn)廢水中動(dòng)植物油含量較高，但經(jīng)過(guò)隔油沉渣與混凝氣浮處理后，油水分離平均效率為89%，取得了較好的效果。

圖4 隔油沉渣池與氣浮池動(dòng)植物油監(jiān)測(cè)結(jié)果Fig.4 Monitoring results of animal and plant oils in grease trap and air float tank

1.3.3 TP的去除

由圖5可知，混凝沉淀池TP進(jìn)水最高濃度是132 mg/L，進(jìn)水最低濃度是103 mg/L，平均去除率最低為44%，最高達(dá)到63%，說(shuō)明化學(xué)除磷的藥劑添加量需根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)調(diào)整，才能達(dá)到更好的去除效果，然而項(xiàng)目采用的自動(dòng)化投藥裝置還不具備根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)自動(dòng)調(diào)整加藥量的功能，建議開(kāi)發(fā)、推廣此類(lèi)智能投藥裝置，以利于廢水的智能化處理。

圖5 混凝沉淀池TP監(jiān)測(cè)結(jié)果Fig.5 TP monitoring results of coagulation sedimentation tank

1.3.4 氨氮的去除

由圖6可知，工藝氨氮進(jìn)水最高濃度為2 992 mg/L，進(jìn)水最低濃度為2 734 mg/L，出水氨氮濃度正常情況都降到了150 mg/L以下。工藝對(duì)氨氮的去除率率整體保持在95%上下，去除率整體較為穩(wěn)定，說(shuō)明對(duì)進(jìn)水氨氮的濃度波動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。結(jié)合有機(jī)物與氨氮的去除效果，選擇該工藝較為合適。

圖6 二級(jí)A/O+MBR工藝氨氮監(jiān)測(cè)結(jié)果Fig.6 Ammonia nitrogen monitoring results of secondary A/O+MBR technology

2 系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題與建議

系統(tǒng)目前運(yùn)行情況良好，但要保證出水達(dá)到排放要求，還要密切關(guān)注各管路連接、設(shè)備運(yùn)行、污泥性狀等情況，因此，認(rèn)真監(jiān)管與及時(shí)維護(hù)將是餐廚垃圾生產(chǎn)廢水管理的主要工作。一是混凝劑投加問(wèn)題。PAC投加時(shí)考慮到成本問(wèn)題，一般采用固體PAC攪拌后投加，需密切關(guān)注藥劑的攪拌效果[5]，攪拌充分才能更有效地發(fā)揮混凝沉淀的反應(yīng)效果?；炷齽┡c助凝劑的投加量不能實(shí)現(xiàn)智能調(diào)控，因此，混凝沉淀這類(lèi)常規(guī)加壓裝置的智能化、低成本應(yīng)用與推廣很有必要。二是反應(yīng)池中產(chǎn)生的泡沫處理問(wèn)題。餐廚垃圾壓榨廢水濃度高，含氮量高，產(chǎn)生的泡沫更多。現(xiàn)場(chǎng)處理時(shí)主要通過(guò)加入化學(xué)藥劑進(jìn)行化學(xué)抑制。而化學(xué)藥劑添加量少不能達(dá)到泡沫抑制效果，可將進(jìn)水設(shè)計(jì)成澆灑形式，通過(guò)噴淋設(shè)備均勻噴灑到生化池中，實(shí)現(xiàn)泡沫的物理抑制，可減少化學(xué)藥劑的使用量，節(jié)約泡沫抑制成本，避免化學(xué)抑制劑使用產(chǎn)生的負(fù)面影響。

3 結(jié)束語(yǔ)

生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)安裝完畢后進(jìn)行系統(tǒng)啟動(dòng)準(zhǔn)備與調(diào)試、污泥接種與馴化，一個(gè)多月后，生產(chǎn)廢水處理項(xiàng)目基本完成了系統(tǒng)啟動(dòng)調(diào)試。經(jīng)過(guò)6個(gè)月的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)廢水進(jìn)水COD、BOD5、SS、NH3-N、TN、TP與動(dòng)植物油的平均濃度為83 600 mg/L、45 300 mg/L、83 600 mg/L、28 600 mg/L、2 677 mg/L、2 803 mg/L、117 mg/L與2 167 mg/L，經(jīng)過(guò)預(yù)處理單元、生化處理單元與深度處理單元處理后達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，其中廢水中的動(dòng)植物油經(jīng)過(guò)隔油沉渣與混凝氣浮，整體去除率達(dá)到89%，動(dòng)植物油出水濃度降到了250 mg/L以下，而氨氮的平均去除率為96%，出水氨氮濃度可降到150 mg/L以下。雖然進(jìn)水水質(zhì)有一定的波動(dòng)，但系統(tǒng)整體處理情況比較穩(wěn)定，達(dá)到了設(shè)計(jì)任務(wù)，可為同類(lèi)項(xiàng)目提供參考。

污水處理系統(tǒng)的維護(hù)管理需要細(xì)致、考慮周到，管道清洗、藥劑投加、水泵工況等環(huán)節(jié)都可能影響生產(chǎn)廢水的處理效果。對(duì)于化學(xué)藥劑投加、泡沫消除與設(shè)備監(jiān)管等，建議與智能技術(shù)結(jié)合，減輕工作強(qiáng)度，增加管理運(yùn)行的智能化，提高污廢水處理的運(yùn)行效率。