無(wú)錫清洗污水處理設(shè)備承重力強(qiáng)點(diǎn)擊咨詢

城市垃圾處理過(guò)程中餐廚垃圾作為資源化利用和碳減排重點(diǎn)對(duì)象，需要高度重視餐廚垃圾的處理方法，分析不同處理技術(shù)的碳足跡，針對(duì)其處理過(guò)程中的運(yùn)輸、處理及運(yùn)營(yíng)中做好管理工作?？茖W(xué)進(jìn)行廚余垃圾分類，并且根據(jù)其特性選擇有針對(duì)性處理技術(shù)，這樣更能提高餐廚垃圾處理效率，減少餐廚垃圾對(duì)生活環(huán)境造成的影響。研究分析了餐廚垃圾資源利用的方法，并闡述其資源污水處理必要性，最終探討了污水處理工藝內(nèi)容，以及提高餐廚垃圾的資源利用率。

1、餐廚垃圾概述

餐廚垃圾通常是指居民在日常生活、食品加工、飲食服務(wù)、單位供餐等活動(dòng)中產(chǎn)生的垃圾，這部分垃圾包括菜葉，剩菜，剩飯，蛋殼，果皮，骨頭，茶渣等，其主要來(lái)自于家庭廚房餐廳，菜市場(chǎng)以及飯店等有關(guān)食品加工行業(yè)。其特點(diǎn)是具有較高的水分以及有機(jī)化合物，長(zhǎng)期存儲(chǔ)極容易發(fā)生腐敗產(chǎn)生較多的細(xì)菌，產(chǎn)生惡臭影響環(huán)境，滋生的蚊蟲四處飛走很容易將細(xì)菌傳播到各個(gè)地方，影響我國(guó)人民的身體健康。除此之外還會(huì)對(duì)水環(huán)境，空氣環(huán)境等造成惡劣影響。加強(qiáng)餐廚垃圾處理技術(shù)研究與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾無(wú)害化、資源化處理是垃圾分類背景下踐行環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容。在環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)上融入綠色循環(huán)，將餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為日常生活中所需資源以及能源，這樣既可以保障我國(guó)環(huán)境不受影響，還可以有效實(shí)現(xiàn)碳減排的目的。在這一過(guò)程中，需要針對(duì)餐廚垃圾資源化利用的方法進(jìn)行分析，如將其制作成肥料飼料，厭氧處理產(chǎn)生可利用的沼氣，制備生物燃料等。

2、餐廚垃圾資源化利用方法分析

餐廚垃圾資源化利用是我國(guó)環(huán)境保護(hù)，資源再利用的重要體現(xiàn)，在處理利用過(guò)程中需要以社會(huì)發(fā)展需求為基礎(chǔ)，通過(guò)將廚余垃圾進(jìn)行不同資源轉(zhuǎn)化，以此實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)保、經(jīng)濟(jì)環(huán)保目的。

2.1 餐廚垃圾處理方式

通常情況下，餐廚垃圾有機(jī)物含量較高，經(jīng)過(guò)合適的處理和加工，可以轉(zhuǎn)化為新的能源或資源，及經(jīng)過(guò)嚴(yán)格處理后作為肥料、飼料等方式進(jìn)行資源化利用。其中，餐廚垃圾中的油脂部分可以被用來(lái)制作成生物柴油，用于公共交通等車輛作為替代燃油使用；水可以通過(guò)污水處理技術(shù)將水中雜質(zhì)以及污染物質(zhì)去除用于農(nóng)業(yè)灌溉或者生活用水；渣可以利用微生物發(fā)酵方式進(jìn)行沼氣沼渣制作，用于電力發(fā)電，生物飼料，生物肥料制作。

2.2 制備生物柴油

餐廚垃圾中油脂部分可通過(guò)提取及加工成生物柴油?，F(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中針對(duì)生物柴油制作主要利用脂交換方法，酯交換法在生物柴油制備過(guò)程中主要利用甲醇作為交換醇，通過(guò)進(jìn)行甲醇交換醇進(jìn)行處理，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生物柴油提煉，將其用于日常生活中及工業(yè)。利用油脂脫酸方法，將油脂垃圾進(jìn)行堿煉中和，與此同時(shí)借助蒸餾精煉、有機(jī)溶劑萃取、預(yù)酯化、酸催化等操作，這樣可在一定程度上提升油脂生物柴油制備水平。在制備生物柴油中，需要重視對(duì)廢棄油脂分離，由于餐廚垃圾廢棄油脂中成分較多，例如水含量以及酸堿值，這些情況均不適合進(jìn)行生物柴油制備，而這種情況下也無(wú)法直接將其堿催化酯交換制作生物柴油，需要進(jìn)行有效的處理。

2.3 利用發(fā)酵制作生物氣

可燃?xì)怏w是現(xiàn)階段人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾剂希蛷N垃圾在資源化處理過(guò)程中可以充分將其發(fā)酵，將餐廚垃圾制作成可燃?xì)怏w。在制作過(guò)程中需要利用厭氧發(fā)酵技術(shù)實(shí)現(xiàn)生物系回收。可燃?xì)怏w主要包括兩種氫氣以及甲烷，通過(guò)這兩部分可燃?xì)怏w制作回收，并且將其進(jìn)行分離再進(jìn)行應(yīng)用，這樣可以有效實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾資源化，同時(shí)更好的起到環(huán)境保護(hù)作用。據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，針對(duì)餐廚垃圾生物氣資源制備過(guò)程中，利用厭氧發(fā)酵進(jìn)行氫氣獲得，其獲得氫氣的體積可高達(dá)60%，其生產(chǎn)效率為5.49m/（m3/d），說(shuō)明了餐廚垃圾資源化效率較高。

2.4 利用滅菌制作飼料

餐廚垃圾資源化過(guò)程中可以將其制成飼料，用于畜牧飼養(yǎng)或養(yǎng)殖，提高資源利用效率，也是餐廚垃圾資源化利用的方向之一。在飼料制作過(guò)程中需要將餐廚垃圾進(jìn)行殺菌滅毒處理，通過(guò)殺菌滅毒，使飼料達(dá)到基礎(chǔ)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，除此之外，還需要將餐廚垃圾中的營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)行保留，這樣才能在飼料使用過(guò)程中，提升畜牧業(yè)養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)收益。在餐廚垃圾飼料加工過(guò)程中具有較多方法，例如微生物發(fā)酵法以及高溫消毒法。微生物發(fā)酵法比較常用，主要是利用微生物將餐廚垃圾內(nèi)的廢物進(jìn)行發(fā)酵，通過(guò)微生物代謝產(chǎn)生出有益菌而后將其制作成飼料。而微生物發(fā)酵方法又分為固態(tài)發(fā)酵法和液態(tài)發(fā)酵法。固態(tài)發(fā)酵法在發(fā)酵過(guò)程中不含水分，具有周期短，產(chǎn)率高，能耗低等特點(diǎn)，目前被廣泛應(yīng)用于餐廚垃圾飼料制作過(guò)程中。

2.5 利用生物處理制成肥料

餐廚垃圾還可以制作成肥料，即將餐廚垃圾進(jìn)行生物處理，保留其中養(yǎng)分，經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)化為植物營(yíng)養(yǎng)土，通過(guò)植物營(yíng)養(yǎng)土進(jìn)行植物種植，既滿足植物生長(zhǎng)需求，同時(shí)還可以有效解決餐廚垃圾運(yùn)輸?shù)葐栴}。2020年某小區(qū)街道開展餐廚垃圾處理活動(dòng)，將餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為植物營(yíng)養(yǎng)土用于社區(qū)內(nèi)植物花草種植過(guò)程中，這樣既能滿足社區(qū)園林綠化需求，還可極大程度減少餐廚垃圾運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的污染。北京海淀區(qū)社區(qū)居民在活動(dòng)過(guò)程中利用廚余垃圾一體化機(jī)進(jìn)行餐廚垃圾處理，不需要將餐廚垃圾進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)輸，自行處理餐廚垃圾1000kg，將其轉(zhuǎn)化為100kg營(yíng)養(yǎng)土，這樣有效形成了社區(qū)在環(huán)境建設(shè)過(guò)程中的“綠色微循環(huán)"。

3、餐廚垃圾資源化過(guò)程中污水處理必要性

3.1 減少對(duì)區(qū)域環(huán)境污染

餐廚垃圾處理過(guò)程中產(chǎn)生的污水，含有大量的動(dòng)植物油脂、淀粉、果蔬汁、飲料、油脂等有機(jī)物，若不經(jīng)過(guò)處理合理、高效的處理直，將會(huì)成為二次污染物造成水體及環(huán)境污染。而污水中存在著較多的細(xì)菌，細(xì)菌隨著空氣傳播以及水傳播，很容易造成傳染病等情況發(fā)生，影響城市居民的身體健康，因此需要重視對(duì)餐廚垃圾處理中的污水處理。

3.2 改善水生植物生存環(huán)境

餐廚垃圾形成的污水中具有較多的有機(jī)物，若不經(jīng)過(guò)處理進(jìn)入到水體后會(huì)迅速消耗水中的氧氣，造成水體嚴(yán)重缺氧，而且污水的油脂不能溶于水，附在水面上會(huì)造成水面覆氧能力降低，這種情況下導(dǎo)致水生生物無(wú)法通過(guò)氧氣維持生存，更加影響水域內(nèi)魚類的生長(zhǎng)，這種情況下同樣需要積極加大餐廚垃圾中的污水處理工作重視程度。

因此，在餐廚垃圾處理中需要積極加強(qiáng)對(duì)餐廚垃圾處理過(guò)程中的污水處理技術(shù)研究，這樣才能實(shí)現(xiàn)真正意義的餐廚垃圾資源化利用。

4、餐廚垃圾資源化過(guò)程中污水處理工藝

4.1 工藝過(guò)程描述

餐廚垃圾資源化過(guò)程中污水處理前，需要通過(guò)對(duì)餐廚垃圾的進(jìn)行篩選，分解，榨取，水油分離，固液分離，去除臭氣等一系列的操作，以此充分保障餐廚垃圾的回收以及利用，進(jìn)一步對(duì)產(chǎn)生的污水進(jìn)行高效、合理的處理。污水處理工藝作為一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，在處理過(guò)程中需要依據(jù)餐廚垃圾形成污水的特性和污染物的分析合理的應(yīng)用工藝。我國(guó)一些學(xué)者對(duì)餐廚垃圾資源化過(guò)程中污水處理的工藝進(jìn)行分析。在餐廚垃圾資源化污水處理過(guò)程中，需要包含多個(gè)系統(tǒng)，例如油水分離系統(tǒng)，殘?jiān)^(guò)濾系統(tǒng)，污水深度處理系統(tǒng)。本研究中主要以生化機(jī)的污水處理內(nèi)容進(jìn)行研究，該生化機(jī)可以縮短餐廚垃圾資源中污水處理效率，減少污水中的異味。

4.2 油水分離工藝

油水分離工藝是餐廚垃圾資源化污水處理中的重要組成部分，在其處理前需要通過(guò)將餐廚垃圾進(jìn)行有效的篩選分類，擠壓榨取，通過(guò)這部分操作后，可以有效實(shí)現(xiàn)餐廚垃圾液體獲得，保證其內(nèi)部油脂以及污水能夠全面融合。將油水輸入到油水分離系統(tǒng)中將油脂和水分進(jìn)行分離，分離后的油脂中需要保證含水量較低，通常情況下部分企業(yè)在開展污水處理，油水分離過(guò)程中油脂中含水量為20~25%，油脂分離效果數(shù)據(jù)需要低于該數(shù)據(jù)，以油中含水不超過(guò)5%為主，這種情況下需要積極針對(duì)油水分離工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。設(shè)計(jì)過(guò)程中增加重力分離，粗?；约拔侥Y(jié)優(yōu)化，通過(guò)這部分工藝優(yōu)化和在不消耗能源的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分離。整個(gè)水體處理過(guò)程中保證油顆粒能夠

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集中在集油區(qū)域，并且控制時(shí)間在60min，等到時(shí)間限制后將集油區(qū)域的油清理，將其可以用作其他領(lǐng)域。

ED系統(tǒng)主要由電極、離子交換膜、隔板、輔助墊片等組成，并被液壓裝置壓緊在機(jī)架上。含鹽水經(jīng)過(guò)循環(huán)泵進(jìn)入ED膜堆，并通過(guò)隔板將鹽水分布在各個(gè)淡水室，在兩極板的強(qiáng)電場(chǎng)作用下，鹽水中的陰陽(yáng)離子發(fā)生定向移動(dòng)，陰離子穿過(guò)陰離子交換膜遷移到濃室，繼續(xù)遷移時(shí)受到陽(yáng)離子交換膜的阻擋而停留在濃室，陽(yáng)離子亦然。隨著離子的遷移，濃水室的含鹽量越來(lái)越大，淡水室的含鹽量越來(lái)越小，達(dá)到出水條件后在各自水箱中溢流排出。

評(píng)價(jià)ED最直觀的性能在于淡水回收率、電流效率、脫鹽能力和使用壽命等因素。除了自然條件外，進(jìn)出水流速和模式、離子含量和種類、電流密度和離子交換膜的性質(zhì)等，均深深影響著ED設(shè)備的性能。

郭春禹等采用國(guó)產(chǎn)低含量淡化均相ED設(shè)備，考察了不同操作條件下的單程脫鹽率，研究表明，膜堆的單程脫鹽率隨著進(jìn)水含鹽量、流速的增大而降低，隨著電流密度的增加而升高，脫鹽率隨水中離子種類變化順序?yàn)椋篘aCl>Na2SO4>NaCl+Na2SO4>NaCl+MgSO4>NaHCO3>MgSO4。這為ED處理水質(zhì)較雜的脫硫廢水提供了一定的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

由于離子在離子交換膜中的傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于在水中，因此隨著電流密度的不斷升高，膜兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)濃差極化現(xiàn)象，導(dǎo)致能耗的增加及膜破壞的可能，因此工作電流密度應(yīng)在極限電流密度之下。MENG等研究表明，膜堆的工作電流密度應(yīng)處于極限電流密度的70%～80%。

離子交換膜是ED最核心的部分，幾乎決定著ED系統(tǒng)的性能。李麗等實(shí)驗(yàn)對(duì)比了中外5家生產(chǎn)商制備的離子交換膜除鹽性能，結(jié)果表明，其中AGC傳質(zhì)性能較好、能耗較低，應(yīng)用于純鹽濃縮工藝更占優(yōu)勢(shì)。

王天成通過(guò)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法對(duì)隔網(wǎng)形狀進(jìn)行模擬研究，研究發(fā)現(xiàn)，采用菱形隔網(wǎng)可使進(jìn)水分布更均勻，傳質(zhì)更均勻，流動(dòng)死區(qū)更小，從而減緩濃差極化，降低能耗。

如此多的因素影響了ED膜堆的性能，無(wú)疑增加了其理論計(jì)算，限制了其實(shí)用和推廣，因此建立ED的傳質(zhì)模型是非常有必要的。祝海濤等綜述了Maxwell-Stefan等6種ED傳質(zhì)模型，對(duì)比了各個(gè)模型的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了ED模型未來(lái)的研究方向在于采用仿真工具并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)方程和系數(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化ED的傳質(zhì)模型。

2、ED在火電廠水處理中的應(yīng)用

除了應(yīng)用于海水淡化及海水制鹽外，ED還廣泛用于火電廠的水處理工藝中。自上世紀(jì)70年代起，ED常用于鍋爐補(bǔ)給水的脫鹽處理中，如上海崇明發(fā)電廠、吳淞發(fā)電所和保定石油化工電廠等。運(yùn)行結(jié)果顯示ED脫鹽效果較好，水回收率較高，大大地減輕了離子交換系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。但是限于當(dāng)時(shí)技術(shù)的不成熟如膜易破損、出現(xiàn)黃水、易結(jié)垢和除硅效果差等，以及反滲透在脫鹽處理中的迅速成熟，ED在工業(yè)水處理中未能大量使用。據(jù)BURN等統(tǒng)計(jì)，截止到2015年，在全球水脫鹽處理總?cè)萘恐?，反滲透技術(shù)約占65%，多級(jí)閃蒸占21%，而ED僅占3%。

但是近些年來(lái)，隨著ED技術(shù)的不斷研究和優(yōu)化，在火電廠水處理中也得到更多的研究和應(yīng)用。陳文婷等通過(guò)中試研究了頻繁倒極電滲析（EDR）處理電廠循環(huán)水排污水（硬度739mg/L，電導(dǎo)率3.039mS/cm），結(jié)果表明，在產(chǎn)水率高于80%的前提下，脫鹽率大于80%，出水水質(zhì)（硬度162mg/L，電導(dǎo)率0.5696mS/cm）優(yōu)于循環(huán)水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，能耗為1.93kW·h/t。謝春玲等通過(guò)中試驗(yàn)證了雙膜法ED組合的工藝處理循環(huán)水排污水的可行性，通過(guò)ED處理RO濃水，淡水回至RO進(jìn)水，系統(tǒng)總回收率高達(dá)96.1%。

目前，ED在火電廠水處理中的應(yīng)用是與離子交換法結(jié)合成電去離子（EDI）技術(shù)，其有機(jī)結(jié)合了ED與離子交換的特點(diǎn)，具有除鹽率高、無(wú)需化學(xué)藥劑再生、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行成本低等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于鍋爐補(bǔ)給水、凝結(jié)水精處理等系統(tǒng)的深度除鹽工藝中。然而，EDI至今在超純水制備中仍占據(jù)較小份額，傳統(tǒng)的離子交換樹脂法市場(chǎng)比例仍接近于90%，相應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)模仍然需求巨大。

近幾年來(lái)，隨著火電廠脫硫廢水等末端高鹽廢水閂歐諾牟歡賢平?，芯曢W艘“預(yù)處理-濃縮減量結(jié)晶蒸發(fā)"為主的水處理工藝。脫硫廢水水質(zhì)波動(dòng)大，硬度大、懸浮物和鹽含量高且復(fù)雜，處理困難。電廠普遍采用三聯(lián)箱技術(shù)、雙堿法等預(yù)處理技術(shù)，后續(xù)常采用管式微濾膜和中空纖維超濾等進(jìn)一步除硬和除濁。濃縮減量技術(shù)是廢水工藝的關(guān)鍵所在，關(guān)乎著系統(tǒng)的工藝、投資和運(yùn)行。濃縮減量技術(shù)可分為熱法和膜法，熱法主要包括機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）、低溫多效蒸發(fā)（LTMED）和多級(jí)閃蒸（MSF）等，膜法主要包括高壓反滲透膜（SWRO）、碟管式反滲透膜（DTRO）、正滲透（FO）和ED等。較多研究者如AMSHAWEE、YAQUB和韋鋒濤等對(duì)比了各種濃縮減量技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及能耗