餐厨垃圾污水分析

4.1、餐厨垃圾的定义：

餐厨垃圾，又称泔水，是居民在生活消费过程中形成的生活废物，极易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒。餐厨垃圾主要成分包括米和面粉类食物残余、蔬菜、动植物油、肉骨等，从化学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。

4.2、餐厨垃圾污水来源及特点

餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种,包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料(厨余)和食用残余(泔脚)。其成分复杂，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。我国餐厨垃圾数量十分巨大，并呈快速上升趋势。

餐厨垃圾废水成分复杂，属处理难度大的高浓度有机废水。废水中污染物浓度高，化学需氧量(COD，8000～20000mg/L)、生化需氧量(BOD5，4000～8000mg/L)、总氮(TN，2000～3000mg/L)、氨氮(NH3-N，1500～2500mg/L)、总磷(TP，50～150mg/L)、悬浮物(SS，>8000mg/L)、含盐量(15000～30000mg/L)、动植物油(800～1500mg/L)、色度(300～1000倍)。废水中的纤维素、蛋白质、脂类等难生物降解有机物质所占比大，其碳氮比(BOD5:TKN)低，仅为2:1～3:1，废水的碳氮比低不利于总氮的有效去除。

4.2.1餐厨垃圾具有显著的危害和资源的二重性，其特点可归纳为：

⑴ 含水率高、可达80% - 95%。

⑵ 盐分含量高、部分地区含辣椒、醋酸高。

⑶ 有机物含量高、蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等。

⑷ 富含氮、磷、钾、钙及各种微量元素。

⑸ 存在有病原菌、病原微生物。

⑹ 易腐烂、变质、发臭、滋生蚊。

4.2.2餐厨垃圾的检测分析表

上海同济大学为研究餐厨垃圾处理方法，曾对餐厨垃圾进行了抽样分析检测，结果如下表：

表4-1泔脚成分抽样检测结果

4.3餐厨垃圾污水分类

根据来源不同，餐厨垃圾主要分为餐饮垃圾和厨余垃圾。前者产生自饭店、食堂等餐饮业的残羹剩饭，具有产生量大、来源多、分布广的特点，后者主要指居民日常烹调中废弃的下脚料，数量不及餐饮垃圾庞大。

4.4餐厨垃圾污水的危害

危害广泛：影响市容；污染环境；危害健康；传播疾病；污染水源；危害家禽等。

4.4.1影响城市市容和人居环境。

从感观性状来说，餐厨垃圾表现为油腻、湿淋淋，影响人的视觉和嗅觉的舒适感和生活卫生。很高的含水率和有机组分，使得其成为微生物存在的“天然乐园”，同时高含水率带来的垃圾运输与处理难度增大。另外，餐厨垃圾会增加填埋场的产气和渗滤液的析出，这会污染地表和地下水。

4.4.2作为饲料喂养家畜危害。

也就说俗称的“泔水猪”。目前，在我国相当多的省、市及欠发达地区的广大农村、城市郊区和相毗邻的农区广大饲养户、农民朋友普遍用餐厨垃圾（泔水、潲水)饲养畜禽，特别是喂猪已成为一种传统习惯，这是众所周知的现实。

对泔水认真分析，不难发现城市中的各类泔水来自千家万户，各行各业，不同的群体和个体，组成复杂，形形色色。有些泔水在春夏季因收集、保管、存放时间过长，开始发酵、酸化、发霉甚至腐败，有些泔水内常掺有杂质和异物，如砂砾、铁丝、贝壳、骨头、牙签、塑料品等，无疑能对畜禽消化道造成物理性伤害。特别是废弃在各类泔水中的餐厨废弃物，已受到铝、汞、镉等重金属以及有机化合物、苯类化合物的污染，被猪食用后，有害物质蓄积在猪的脂肪、肌肉等组织里，人食用了这样的猪肉达到一定程度后，就会导致肝脏、肾脏等系统免疫功能下降。更为严重的是，餐饮垃圾的危害性远没有被人们认识到，国内大部分城市的餐饮垃圾被运往城郊猪场饲养起了泔水猪，一些单位错误地认为用自己食堂餐饮垃圾喂养的猪肉质鲜美，对其卫生隐患没有丝毫警惕。

4.4.3废弃食用油脂所流入市场产生的危害。

在暴利的驱使下，一些不法商贩回收餐厨垃圾产生过程中的潲水，通过加热，过滤，蒸馏等一系列手段提取油脂。然后利用这些所谓的“地沟油”，卖给一些小的食品经营点、餐馆等来牟取暴利。

经过提炼得到的地沟油会有杂质，里面会沾染黄曲霉素、苯等有毒物质，长期食用会造成肿瘤等慢性疾病的发生，如胃的肿瘤、肝的肿瘤。如果任其排放的话，地沟油在水体中经过复杂的生物化学反应，产生一系列组成复杂的醛、酸等具有恶臭的物质，这些恶臭物质的气味散发到空中，污染大气，恶化居住环境，居民反映强烈。地沟油堵塞污水管道，造成污水反水；地沟油污染地下水，消耗水体氧气，造成水体富营养化，滋生蚊子、苍蝇等害虫；废弃食用油脂流入江河，容易导致鱼虾等由于缺氧而窒息。

4.5、减量化、资源化、无害化处理必要性

以前，餐厨垃圾主要作为城市近郊养猪的饲料，由于其来源比较复杂，极有可能引起疾病传播，现已经被政府明令禁止。而在日常生活中，居民通常将餐厨垃圾混入生活垃圾中，通过塑料袋送到垃圾收集点，使城市生活垃圾的成分和特性发生了变化。

1、餐厨垃圾在存放、收集、转运及垃圾填埋过程中，由于其含水率和有机物含量较高，极易在较短时间内腐烂发臭和滋生蚊蝇等，极大地污染了周围环境。

2、城市垃圾的处置方法通常有焚烧和填埋，如果将城市生活垃圾进行焚烧，由于餐厨垃圾的水分含量常常高达90%左右，发热量为低，和其它垃圾一起进行焚烧，不但不能满足垃圾发电的发热量要求，反而会致使焚烧炉燃烧不充分而产生二恶英。

3、如果与生活垃圾一同填埋，餐厨垃圾油分及含水率极高，填埋作业中高油脂会堵塞碎石导流层，引发内部的渗滤液导排不畅，且增加填埋堆体的水分含量，既有可能发生地下水体污染等严重事。

4、从源头切断泔水喂猪的供应链，避免了泔水喂猪的安全隐患；另外可多环节解决抗生素、重金属、化肥、农药等给城市农业带来的影响机农业面源污染和种养殖环境污染，保证农产品的生产安全及食品安全。

第五章   餐厨垃圾污水处理工艺分析

5.1国内外餐厨垃圾处理技术分析

目前，国内外餐厨垃圾处理工艺主要有填埋、焚烧、厌氧消化、好氧堆肥、直接烘干做饲料、湿解和微生物生化处理等，餐厨垃圾污水处理技术的不断发展和工程应用已经成为维系社会经济可持续发展的必要组成部分。餐厨垃圾有机质含量高，可生物降解性强，是一种很有回收利用价值的资源。通过厌氧消化，使生物质废物降解产生沼气，并利用沼气提纯回收生物质能，不仅能提供处理系统运行所需要的能量，环能为外界提供清洁的电能或燃料。沼气的高效集中回收利用，也避免了填埋情况下甲烷的无序释放，减少了问世气体排放量。

基于物理（过滤、沉淀）、化学（药剂中和、电化）和生物学原理的各种污水处理新工艺不断出现，其中生物处理的应用仍最经济、最广泛。

生物处理一般分为：厌氧处理法、兼氧处理法、好氧处理法及组合工艺处理法。

餐厨垃圾存在三高问题，有机物浓度高、悬浮物高、氮磷高，简单的厌氧或者好氧均不能达标排放。目前国内对于畜禽养殖业废水的处理方法主要是厌氧法和好氧法几个方法的组合工艺。

我公司提出餐厨垃圾综合高效的无害化处理思路：油水分离---高效厌氧---水解酸化--高效好氧—排放的生态处理相结合，达标排放。

为了实现餐厨垃圾的达标排放。依据国内外的实际案列以及经验，要实现餐厨垃圾的达标排放目前有如下技术：

物化法一般分为格栅、絮凝沉淀、自然沉淀、斜管斜板沉淀、化学沉淀、化学氧化、化学还原、离子交换、过滤、气浮等等，

生化法一般分为厌氧处理法和好氧处理法。

5.2破乳及油水分离法

5.2.1含油废水特点

废水中油类污染物质相对密度都小于1.油类物质在废水中通常以三种状态存在。

（1）   浮上油，油滴粒径大于100μm,易于从废水中分离出来。在石油废水中总含量60-80%。

（2）   分散油，油滴粒径介于10-100μm之间，悬浮于水中。

（3）   乳化油，油滴粒径小于10μm，油品在废水中分散的粒径很小，呈乳化状态，不易从废水中分离出来。

（4）   溶解油，油类溶解于水中的状态。

含油废水中所含的油类物质，包括天然石油、石油产品、焦油及其分馏物等。从对水体的污染来说，主要是石油和焦油。洗涤含油废水中除含有以上外，还含有洗涤用的表面活性剂、有机污染物等。

（破碎重力隔油后原水）

5.2.2含油洗涤废水处理方法

   A上浮法

主要用于隔油池出水的高级处理，去除细小油珠和乳化油。经过上浮处理后，出水含油量

含油废水处理设施可降至

30毫克/升。其方法是：将适量的空气通入含油废水中，形成许多微小气泡，在气泡作用下构成水、气、油珠三相非均一体系。在界面张力、气泡上浮力和静水压力差的作用下形成气-油珠结合体上浮而实现油水分离。上浮法按气泡产生的方法，可分为布气上浮法、溶气上浮法和电解上浮法三种。

B布气上浮法

这种方法主要是借助于机械剪力将混入水中的气泡破碎，或将空气先分散成细小气泡后进入废水，进行气水混合上浮。常用方法有叶轮上浮法、射流上浮法以及多孔材料(如扩散板、微孔管、帆布管等)曝气上浮法。布气上浮法的优点是设备简单，管理方便，电耗较低。缺点是气泡破碎不细，一般不小于1000微米，上浮效果因而受到限制。此外，采用多孔材料曝气上浮法，多孔材料容易堵塞，影响运行。

C溶气上浮法

是从含过饱和空气的废水中析出气体，产生气泡以实现上浮。常用的有加压溶气上浮法和真空上浮法，前者应用较普遍。加压溶气上浮法是用水泵将废水送入溶气罐加压到3～5.5千克力/厘米2，同时注入空气使其在压力下溶解于废水。一般溶气时间为2～4分钟。然后废水通过减压阀进入上浮池。

溶入废水中的空气由于突然减到常压,便形成许多细小的气泡逸出,从而实现上浮。上浮池内的上浮时间一般不小于 1小时。常采用将经过上浮处理的部分废水(30～50%)加压回流进入未经加压上浮处理的废水中实现上浮的方法。其优点是加压废水量小，可减少电耗，同时可以防止未处理的废水中油品在加压溶气时进一步乳化。真空上浮法是使废水中的气泡在减压（真空）条件下逸出的。　溶气上浮法的主要优点是产生的气泡直径可小到30～120微米。气泡直径小，在供气量相同时,气泡吸附时的比表面积就大，气泡上浮速度减慢，与吸附质点的接触时间增加，可以提高上浮效果。因此，溶气上浮法获得广泛应用。

D电解上浮法

利用电能在含油废水中的电解氧化还原效应，以及由此在电极上产生的微小气泡的上浮作用来净化含油废水。如采用可溶性阳极材料，还可以同时发生电解混凝作用以净化废水.

E生化处理

通过物化处理可以大幅度降低废水中的有机物含量，从而降低后续生化处理过程的有机负荷，为生化处理创造良好的条件；生化处理过程是利用微生物的生命活动过程通过同化和异化作用，把废水中的溶解态油及其它有机物进行分解或吸收，从而使废水得到净化。

生化处理一般分为：普通活性污泥法、A2/O,SBR等变种的活性污泥法、生物接触氧化法等。

F:破乳物化法

   由于餐厨垃圾经过破碎—重力隔油后，水质呈现乳白色牛奶装样。经过反复实验验证。通过破乳-药剂繁华脱稳沉淀，上清液呈现透明状，污泥沉淀为白色。

5.2.3油水分离处理方法的确定

餐厨垃圾废水中的主要污染物为油类物质和COD，其次是胶质物及少量脂肪酸，餐厨垃圾的可生化性较好，油类物质和脂肪酸对废水的COD_cr贡献较大。根据这种水质特性我们认为该生产废水适宜采用物化+生化相接合的处理方法，物化处理过程采用一级重力除油＋气浮，一级重力除油可去除废水中的浮油及大部分分散油，从而达到初步除油的目的，气浮通过加压充气去除废水中密度小于1的悬浮物，油脂和脂肪等，同时起到降温充氧的功效，能够提高微生物的生物降解性能，为后续生化提供有力的保证。

（破乳物化后的效果）

5.3厌氧生化法   

生化法一般分为厌氧生化、好氧生化工艺 。厌氧生化具有下列优点：无需搅拌和供氧；动力消耗少。厌氧池内利用厌氧菌的作用，使有机物发生水解、酸化和甲烷化，去除废水中的有机物，并提高污水的可生化性，有利于后续的好氧处理。产气率在 0.4 m ³ /(kgCOD)。

一般厌氧的设计控制原则是：

A保持较长的滞留期；B:有较好的温度（10-55度）；C:封闭保温和杜绝复氧；D:避免引起短流。

厌氧生物处理适用于高浓度有机废水（COD_cr>2000mg/L,BOD₅>1000mg/L）。它是在无氧条件下，靠厌氧细菌的作用分解有机物。在这一过程中，参与生物降解的有机基质有50％～90％转化为沼气（甲烷），而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料。

厌氧生物处理包括多种方法，有化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器（UASB）、两段厌氧处理法AB、厌氧膨胀床、厌氧流化床、厌氧生物转盘和折流板厌氧法（ABR）、IC内循环厌氧、水解酸化法等等。常用的有厌氧滤器（AF）、上流式厌氧污泥床（UASB）、复合厌氧反应器（UASB＋AF）、两段厌氧消化法和升流式污泥床反应器（USR）以及全封闭的黑膜厌氧反应器BFAT等   

近年来，厌氧消化即沼气发酵技术已被广泛地应用于高有机物污染废水处理中，

下表为几种厌氧处理方法的特点及优缺点见表4-1：

表4-1各类厌氧处理法的特点及优缺点

黑膜厌氧反应器     发酵在一个池      投资少见效快       容易短流反应不彻底

BFAT               中完成反应         

5.3.1   厌氧生物滤池(AF)生物技术

    厌氧生物滤池是装有填料的厌氧生物反应器，英文是Anaer-obic Filter简写为AF。基本特征就是在反应器内装有填料生物巢，为微生物提供附着生长的载体。和好氧淹没式生物滤池相似，在厌氧生物滤池生物巢的表面装载有以生物膜形态的微生物群体，构成了厌氧生物滤池微生物的多聚性、多类型即厌氧生物膜。污水流过生物巢时有机物被厌氧微生物截留、吸附、代谢分解、达到稳定，同时产生沼气，形成新的生物膜。为了分离水中携带的脱落生物膜，一般需要设置沉淀池。

   AF反应器的特点

由于池体中放置微生物载体生物巢同好氧曝气生物滤池一样存在泥膜共聚的现象，因此滤池中可维持相当高的微生物浓度，一般可达5-15kgVSS/m³。

⑴ 有机物体积负荷(有机负荷可达10-16kgCOD/m³.d)。

⑵ 由于有较高的污泥浓度和长达100d以上的泥龄，AF具有良好的运行稳定性，较能承受水质和水量的冲击。

⑶ 在常温下能处理城市污水等低浓度有机污水。

⑷ AF出水可不回流，如果回流可降低进水浓度，减少堵塞，使填料中生物量均匀分布。

⑸ AF反应器内污泥产率低，运行启动快。停止运行后再启动依然快速。

⑹ AF反应器去除效率高。

AF处理工业污水研究的部分成果

⑺ AF厌氧生物滤池的底部微生物能得到充足的营养，因此污泥浓度最高，有的可达60g/L，污泥浓度随着高度的增加而减少，因此去除率主要在底部进行，大部分COD在0.3m以内去除，底部1m以上COD去除率几乎不增加。

⑻ 反应器对有毒物质适应能力强运行稳定。

⑼ 厌氧生物滤池可应用不同类型的污水，包括生活污水及高浓度的3000-24000mg/L工业污水。

⑽ AF适用于处理可溶解性的有机物，对于悬浮物杂质存在容易堵塞的问题，因此需要进水SS不得过高，也可以采用通透性较好的空心填料、纤维面、马鞍球填料等。对于实心的陶粒、砾石、活性炭颗粒等尽量不使用为好。

5.3.2   升流式厌氧污泥床(UASB)生物技术

升流式厌氧污泥床(UASB)是在升流式厌氧滤池的基础上改良而来的，它取消了滤池内的全部填料， 并在池子的上部设置了气、 液、 固三相分离器， 这就构成了一种结构简单、 处理效能高的新型反应器—升流式厌氧污泥床反应器.污水从反应器底部向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的的污泥床， 在厌氧状态下产生沼气， 沼气的产生引起内部循环对于颗粒污泥的形成和维持是有利的，因此有利于有机物的降解。

升流式厌氧污泥床具有污泥浓度高， 平均污泥浓度为(20 ～40)gVSS/L， 水力停留时间长， 容积负荷一般为(6 ～11)kgCOD/(m ³ .d)左右。 无混合搅拌设备，靠水流和发酵过程中产生的沼气的上升运动， 使污泥床上部的污泥处于悬浮状态， 对下部的污泥层也有一定程度的搅动。

UASB 内设三相分离器，通常不设沉淀池， 被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内， 而且污泥床不填载体， 节省造价并可避免填料堵塞的问题， 正因如此， UASB 反应器已成为第二代厌氧反应器中发展最为迅速、 应用最为广泛的装置。 厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水， 进水 BOD 最高浓度可数以万计， 也适用于低浓度有机废水， 如城市污水等． 有人实验证明采用 UASB/SBR/氧化塘工艺处理养猪废水， 经 UASB 处理后 COD 去除率为 82%， BOD 去除率为 79%， NH 3 － N 去除率为31%。

UASB 反应器对有机物有较理想的去除率，但对氨氮和磷的去除效果不理想。此外进水中悬浮物不宜过高，一般控制在100mg/L以下，防止悬浮物对处理效果的影响．

5.3.3厌氧折流板反应器(ABR)生物技术

ABR 工艺作为第三代新型厌氧反应器， 是一种高效反应器，相对于UASB， AF 厌氧处理工艺具有结构简单、 投资少、抗冲击负荷强等诸多优点。

ABR 反应器如图 所示．

由于在反应器中安装了一系列垂直的折流板，将反应器分隔成几个串联的反应室，每个反应室都可以看成是相对独立的上流式厌氧污泥床(UASB)，每个反应室中的水流都可以看成是完全混合的，处理过程中反应器内产生的气体使反应器内的微生物固体在折流板形成的各个隔室内做上下运动，而整个反应器内的水流则以较慢的速度做水平流动。因此，ABR反应器的水力流态在整体上又可以看成是推流式。

ABR 反应器中，相互串联的隔室有利于微生物种群在沿反应器长度上的不同隔室中顺次实现产酸相和产甲烷相分离，从而在单个反应器中实现两相或多相分离．这样可以使不同类型的微生物在最适宜的条件下生长，实现较高的有机物降解能力。

采用 ABR 工艺处理高浓度废水，去除率在 75% ～85%， 但是，ABR 工艺对 NH₃-N几乎没有去除效果。另外对于大水量的存在布水不均匀和短流现象。

综合上所述并结合本设计污水的特点，考虑采用较为成熟的厌氧生物滤池反应器(AF)生物技术作为厌氧段的反应器,为提高处理效率，减少滞留器预备通过人为加热形式可形成高中温厌氧。

5.4好氧生化

从上表可以看出生物膜上的微生物种类繁多，各菌种数量稳定且量大，单位反应器内的生物量可高达活性污泥法的5-20倍，因而生物膜反应器具有较高的处理能力。

好氧生化一般分为活性污泥法（包括变种的氧化沟、A2/O、SBR等）和生物膜法（包括生物接触氧化法。生物滤池法、曝气生物滤池法等）。

以下为几种常用污水二级好氧处理工艺比较

5.4.1活性污泥的厌氧、缺氧、好氧（ A²/O）生物技术

    一段AAO                                       三段AAO法

该工艺各反应器单元功能及工艺特征如下：

1）厌氧反应器：原污水及从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入该反应器，其主要功能是释放磷，同时对部分有机物进行氨化，一般溶解氧小于0.2mg/L。

2）缺氧反应器：污水经厌氧反应器进入该反应器，其首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q—原污水量）。

3)好氧反应器——曝气池：混合液由缺氧反应器进入该反应器，其功能是多重的，去除BOD、硝化和吸收磷都是在该反应器内进行的，这三项反应都是重要的，混合液中含有NO₃-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD(或COD)则得到去除，流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器；

4）沉淀池：其功能是泥水分离，污泥的一部分回流厌氧反应器，上清液作为处理水排放。

该工艺处理效率一般能达到：BOD₅和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A²/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺

但该工艺处理水只能达到国标B，对于氮磷的再次去除没有突破性进展。同时需要在厌氧和缺氧段进行搅拌，和回流沉淀池的污泥，管理复杂、污泥产生量大造成二次污染。

5.4.2 生物接触氧化法生物技术

生物膜法分为：MBR、BAF、接触氧化法、滴滤池法、人工湿地法等。

随着新型滤料的开发和配套技术的不断完善，与活性污泥法平行发展起来的生物膜工艺技术得以快速发展，即独立又几乎已经结合到污水处理的各种其它工艺中，这是由于生物膜法具有诸多优点：

处理效率高、耐冲击负荷性能好、体积小、运营管理稳定、低成本、低能耗、投资省、运营成本低、不存在活性污泥法的污泥膨胀问题、可以维持较高的污泥龄、生物相相对丰富稳定、具有较高的微生物量、水力停留时间较短、对毒性物质和冲击负荷具有较强的抵抗性、具有一定的消化和反消化功能、可以实现封闭式运转、解决臭味问题等。

生物膜及活性污泥出现的微生物比较

从上表可以看出生物膜上的微生物种类繁多，各菌种数量稳定且量大，单位反应器内的生物量可高达活性污泥法的5-20倍，因而生物膜反应器具有较高的处理能力。

生物接触氧化法几乎和A2O有许多相似的地方，需要污泥回流，比A2/O多了填料，微生物相多且量大，因此处理能力高占地面积小。

具有投资少、能耗低、运行费用低、抗冲击负荷能力强、出水水质稳定高效等优点。

5.4.3 新隔离型曝气生物滤池法（NBAF）生物技术

A:定义

微生物细胞几乎能在水环境中任何适宜的载体表面牢固的附着，并在其上生长和繁殖，由细胞内向细胞外延伸的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构，便被称之生物膜。

B:好氧生物膜法的原理

污水长期与填料接触，就会在其表面形成生物膜，并逐渐成熟。固定生物膜法中，微生物附着在载体表面生长而形成膜状，当污水流经载体表面和生物膜接触的过程中，污水中的有机污染物被微生物吸附、稳定、最终转化为H₂O、CO₂、NH₃和微生物细胞物质，污水得到净化。

C:生物膜的特点

生物膜中的微生物不像活性污泥那样承受较强的搅拌冲击，易于生长繁殖。生物膜是由细菌（好氧、兼性、厌氧）、真菌、藻类、原生动物、后生动物以及一些肉眼可见的蠕虫、昆虫和幼虫等组成。微生物量多，处理能力大，净化功能显著提高。由于微生物附着生长并使生物膜具有较低的含水率，单位反应器内的生物量可高达活性污泥法的5-20倍，因而生物膜反应器具有较高的处理能力。

生物膜法都分段处理，在每段都自然形成自己独特优势的生物圈，这种现象对有机污染物是相当有利的。生物膜法对于进水BOD在50mg/L以下的水能很好的处理成5-10mg/L.而活性污泥对于低于60mg/L的没有办法处理。

D：优越性

如今国内大部分使用活性污泥法，净水后均产生大量的污泥，这些污泥含有高浓度的有机物，极难处置，形成二次污染的污染源。污泥的产生是传统污水处理技术难以突破的瓶颈。由于人工曝气量大，微生物膜在完成使命死亡后自身发生氧化，因此本技术的最大特点是净化污水时几乎不产生有机污泥，这正是传统净化技术的致命软肋。

（1）NBAF曝气生物滤池是一种新型的隔离型的高负荷浸没式固定生物膜三相反应器，它集中了现有污水生化处理两类方法：活性污泥法和生物膜法各自优点，并将生化反应和物理过滤（即生物降解去除BOD和固液分离去除SS）两种处理过程合并在同一个反应器中完成。

NBAF按照水流方向分上向流和下向流，下向流曝气生物滤池在进水的同时，采用水汽逆向的工艺路线，使介质表面形成生物膜，污水流过滤床时，污染物首先被过滤和吸附，然后同化、代谢、降解。所以NBAF曝气生物滤池可以在降解有机物的同时，具有生物絮凝和吸附过滤的作用。而且由于生物膜附着在生物巢滤料上，活性很高，生物膜不受泥龄限值，对于污染物的降解十分有利。

随着处理过程的进行，在滤料缝隙之间的悬浮活性污泥形成了污泥滤层，在氧化降解污水中有机物的同时，起到了进一步吸附过滤作用，从而能使有机物及悬浮物均能得到比较彻底的清除。

（2）在反应器的上部异样菌为优势菌种，碳污染物主要在这里被去除，而在反应器下部，自养菌如硝化菌占优势，氨氮被硝化。在生物膜内部以及部分马鞍球型生物巢填料缝隙之间，蓄积大量活性污泥的兼性微生物，因此在NBAF中可发生碳污染物的去除，同时硝化和反硝化的的功能。

（3）NBAF特殊的专利性马鞍球型生物巢填料为微生物提供了最佳的生产环境，因此生物量大、浓度高，使其容积负荷增大，不仅减少了池的容积和占地（容积仅为活性污泥法的1/3-1/5）,而停留时间缩短至4-8小时。基建投资省20-30%。

（4）填料固定床中的马鞍球型生物巢填料具有巨大的比表面积，其上生长着各种碳化菌组成的高活性生物膜，具有氧化降解和吸附过滤水中污染物的功能（可去除污水中的有机物COD、BOD、SS、NH3-N、P等），且一般不设置二沉池。

（5）气水相对运动，气泡接触面积增大，氧的利用率提高15%-20%，增加气水与生物膜接触面积，从而提高处理效果，降低运行费用。

（6）硝化效率高，脱氮效果好，这是常规二级处理达不到的。

（7）高质量的出水达到砂滤三级处理水质，不但可以满足环保排放标准，而且可达到中水回用标准。NBAF对低浓度的有机废水也有很好的处理效果，如洗澡水。

（8）马鞍球型专利生物巢填料使用寿命20年以上，无需更换。

（9）由于NBAF没有污泥龄限值，长期运行将产生微生物内源消化，因此几乎没有污泥产生。

NBAF与传统处理工艺设计参数比较表

从以上数据对比可知，NBAF工艺不仅在生化反应单元上有机负荷高、水力停留时间短，因而反应器体积小，占地面积少，同时不需要单独设置二次沉淀池，其基建投资省的优势十分明显，这是其它任一处理工艺无法企及的

E.好氧、厌氧、兼氧生物膜一体化技术

为了保持生物膜好氧菌的活性，向生物膜提供氧气创造好氧条件，本技术采用曝气强制通风供氧。好氧层的厚度和污水的流量和浓度相关联

微生物的生长繁殖使生物膜厚度增大，营养物和氧的传递阻力加大，使生物膜深处的营养物和氧供应不足，促使微生物内源代谢产生厌氧层。中间部分形成兼氧层。

好氧、厌氧、兼氧一体化，在亲水的表层形成的好氧层吸收、氧化、分解水中的有机物。好氧、厌氧和兼氧同时形成了硝化和反硝化。因此具有脱氮的功能。

5.5工艺路线的确定

针对餐厨垃圾的水质特点，我公司设计采用工艺先进可靠、能耗低、接触氧化及NBAF工艺处理餐厨垃圾是最生态、最经济、最完美的处理方法。秉承经济、高效、美观、自然和谐的原则。

如果是大型餐厨垃圾处理系统，从经济长远的餐厨垃圾减量化、资源化、无害化角度考量，中高温厌氧足够完善，可将大部分有机物污染因子转变沼气而使用于其它用途。而沼渣变废为宝经过干化后即可作为畜禽养殖私聊添加剂或有机肥使用于种植业。会先行厌氧之后好氧处理即可，不必要使用药剂物化处理。龙岗龙城中学的餐厨垃圾及生活污水处理既为先例。当然费用相对也高许多，因为需要建设的工程基建较大，效果明显。但从长远角度还是可为的。

由于此次 前期已经购买加药系统、气浮机等设备加上小区餐厨垃圾每天2吨数量较小以及场地局限性。本次方案设计按照如下简化工艺流程如下：

5.6工艺流程

第六章 工艺流程说明

6.1集污水池：

集污池的作用是实现污水收集和均匀搅拌，匀质匀量，为后续处理提供必要条件同时打破大分子使难降解的大分子分解融合于污水中。

6.2混絮凝加药池：

混凝现象是指微粒凝结现象。凝聚和絮凝总称为混凝。凝聚是指在水中加入某些溶解盐类，使水中细小悬浮物或胶体微粒互相吸附结合而成较大颗粒，从水中沉淀下来的过程。絮凝是指由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互黏结的过程；脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。

6.3油水固液分离：

通过固液分离可将餐厨垃圾中的大量悬浮物SS以及BOD5、COD等分离出来，大大减轻废水的有机负荷，有利于缩短废水处理时间，减少处理设施的投资费用，降低水处理设施的运行费用。目前，我国油水固液分离设备类型主要有溶气气浮机、卧式离心机、压滤机以及水力旋流器、旋转锥形筛和离心盘式分离机等。固液分离机的选用应考虑被分离物料的性质、流量、脱水要求，经技术经济比较后确定，用于固液分离机处理的污水含水率一般不应小于98%。

6.4调节池反应池：

   厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，相对稳定的水质、水量是厌氧反应器稳定运行的保证，因此厌氧反应器前应设置适当尺寸的调节池。

调节池设计滞留期1天，调配进入生化池的水量，均匀进水，降低水量对生化池生化效果的影响。

为了提高后续高效厌氧的效率，在调节池设置PH调节和营养盐的投加一般来说生化系统微生物最适宜的PH为6.5-8.5，营养均衡为COD:NH3-N:P=（）200-500）:5:1即可。

6.5中高温AF厌氧生物滤池

厌氧生物滤池是装有填料的厌氧生物反应器，英文是Anaer-obicFilter简写为AF。基本特征就是在反应器内装有填料生物巢，为微生物提供附着生长的载体。和好氧淹没式生物滤池相似，在厌氧生物滤池生物巢的表面装载有以生物膜形态的微生物群体，构成了厌氧生物滤池微生物的多聚性、多类型即厌氧生物膜。污水流过生物巢时有机物被厌氧微生物截留、吸附、代谢分解、达到稳定，同时产生沼气，形成新的生物膜。为了提高厌氧的处理效率需要在此池加入加热系统。

6.6水解酸化：

调节废水的pH值，为后续的生化反应的反应创造条件；

因为很多工艺要求水质在一定pH值范围内，而进水水质往往达不到要求，故要设计酸化池。水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的污水处理工艺，是一个比较重要的工艺。

水中有机物为复杂结构时，水解酸化菌利用H₂O电离的H+和-OH将有机物分子中的C-C打开，一端加入H+，一端加入-OH，可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，提高污水的可生化性。

高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。

水中SS高时，水解菌通过胞外粘膜将其捕捉，用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢，不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物，出水就变的清澈了。这其间水解菌是利用了水解断键的有机物中共价键能量完成了生命的活动形式。

但是COD在表象上是不一定有变化的，这要根据在设计时选择的参数和污水中有机物的性质共同确定的，长期的运行控制可以让菌种产生诱导酶定向处理有机物，这也就是调试阶段工艺控制好以后，处理效果会逐步提高的原因之一。

水解工艺并不是简单的，设计时要考虑污水中有机物的性质，确定水解的工艺设计，水解停留时间、搅拌方式、循环方式、设计负荷、出水酸化度、污泥消解能力、

6.7缺氧池：

缺氧池也称为过渡中间水池，是介乎于厌氧和好氧之间的，作为反硝化的重要池体。缺氧池（DO<=0.5mg/L），池中的反硝化细菌以污水中未分解的含碳有机物为碳源，将好氧池内通过内循环回流进来的硝酸根还原为N₂而释放。

缺氧池有水解反应，在脱氮工艺中，其pH值升高。在脱氮工艺中，主要起反硝化去除硝态氮的作用，同时去除部分BOD。也有水解反应提高可生化性的作用。

6.8接触氧化池：

此池作为厌氧-兼氧-好氧组合的关键部分，深度降解有机物和去除氨氮。池体内放置吊花高效填料，具有比表面积大、易挂膜、通透性能好、水阻力小的特点，

污水通过罗茨风机人工供氧，在水中溶解氧气的同时，推动污水形成翻滚的水流在生物巢中来回循环通过，提高了生物降解的滞留期和接触频率。继而在填料表面形成了生物膜。

6.9二沉池

   固液分离作用，保证出水清澈。