無(wú)錫清洗污水處理設備承重力強點(diǎn)擊咨詢(xún)

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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，針對其處理過(guò)程中的運輸、處理及運營(yíng)中做好管理工作?？茖W(xué)進(jìn)行廚余垃圾分類(lèi)，并且根據其特性選擇有針對性處理技術(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化合物，長(cháng)期存儲極容易發(fā)生腐敗產(chǎn)生較多的細菌，產(chǎn)生惡臭影響環(huán)境，滋生的蚊蟲(chóng)四處飛走很容易將細菌傳播到各個(gè)地方，影響我國人民的身體健康。除此之外還會(huì )對水環(huán)境，空氣環(huán)境等造成惡劣影響。加強餐廚垃圾處理技術(shù)研究與應用，實(shí)現餐廚垃圾無(wú)害化、資源化處理是垃圾分類(lèi)背景下踐行環(huán)境保護的重要內容。在環(huán)境保護的基礎上融入綠色循環(huán)，將餐廚垃圾轉化為日常生活中所需資源以及能源，這樣既可以保障我國環(huán)境不受影響，還可以有效實(shí)現碳減排的目的。在這一過(guò)程中，需要針對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環(huán)境保護，資源再利用的重要體現，在處理利用過(guò)程中需要以社會(huì )發(fā)展需求為基礎，通過(guò)將廚余垃圾進(jìn)行不同資源轉化，以此實(shí)現生態(tài)環(huán)保、經(jīng)濟環(huán)保目的。

2.1 餐廚垃圾處理方式

通常情況下，餐廚垃圾有機物含量較高，經(jīng)過(guò)合適的處理和加工，可以轉化為新的能源或資源，及經(jīng)過(guò)嚴格處理后作為肥料、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(chē)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階段我國工業(yè)生產(chǎn)中針對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、有機溶劑萃取、預酯化、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

可燃氣體是現階段人們日常生活中的重要燃料，餐廚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氣體。在制作過(guò)程中需要利用厭氧發(fā)酵技術(shù)實(shí)現生物系回收?？扇細怏w主要包括兩種氫氣以及甲烷，通過(guò)這兩部分可燃氣體制作回收，并且將其進(jìn)行分離再進(jìn)行應用，這樣可以有效實(shí)現餐廚垃圾資源化，同時(shí)更好的起到環(huán)境保護作用。據相關(guān)調查數據顯示，針對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，用于畜牧飼養或養殖，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，使飼料達到基礎的衛生標準，除此之外，還需要將餐廚垃圾中的營(yíng)養元素進(jìn)行保留，這樣才能在飼料使用過(guò)程中，提升畜牧業(yè)養殖業(yè)經(jīng)濟收益。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，保留其中養分，經(jīng)過(guò)處理轉化為植物營(yíng)養土，通過(guò)植物營(yíng)養土進(jìn)行植物種植，既滿(mǎn)足植物生長(cháng)需求，同時(shí)還可以有效解決餐廚垃圾運輸等問(wèn)題。2020年某小區街道開(kāi)展餐廚垃圾處理活動(dòng)，將餐廚垃圾轉化為植物營(yíng)養土用于社區內植物花草種植過(guò)程中，這樣既能滿(mǎn)足社區園林綠化需求，還可極大程度減少餐廚垃圾運輸過(guò)程中對環(huán)境造成的污染。北京海淀區社區居民在活動(dòng)過(guò)程中利用廚余垃圾一體化機進(jìn)行餐廚垃圾處理，不需要將餐廚垃圾進(jìn)行長(cháng)時(shí)間運輸，自行處理餐廚垃圾1000kg，將其轉化為100kg營(yíng)養土，這樣有效形成了社區在環(huán)境建設過(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 減少對區域環(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(zhù)較多的細菌，細菌隨著(zhù)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，這種情況下導致水生生物無(wú)法通過(guò)氧氣維持生存，更加影響水域內魚(yú)類(lèi)的生長(cháng)，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對餐廚垃圾處理過(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系統性工程，在處理過(guò)程中需要依據餐廚垃圾形成污水的特性和污染物的分析合理的應用工藝。我國一些學(xué)者對餐廚垃圾資源化過(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，例如油水分離系統，殘渣過(guò)濾系統，污水深度處理系統。本研究中主要以生化機的污水處理內容進(jìn)行研究，該生化機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(lèi)，擠壓榨取，通過(guò)這部分操作后，可以有效實(shí)現餐廚垃圾液體獲得，保證其內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(kāi)展污水處理，油水分離過(guò)程中油脂中含水量為20~25%，油脂分離效果數據需要低于該數據，以油中含水不超過(guò)5%為主，這種情況下需要積極針對油水分離工藝進(jìn)行設計研究。設計過(guò)程中增加重力分離，粗?；约拔侥Y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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集中在集油區域，并且控制時(shí)間在60min，等到時(shí)間限制后將集油區域的油清理，將其可以用作其他領(lǐng)域。

ED系統主要由電極、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(zhù)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，達到出水條件后在各自水箱中溢流排出。

評價(jià)ED最直觀(guān)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(lèi)、電流密度和離子交換膜的性質(zhì)等，均深深影響著(zhù)ED設備的性能。

郭春禹等采用國產(chǎn)低含量淡化均相ED設備，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(zhù)進(jìn)水含鹽量、流速的增大而降低，隨著(zhù)電流密度的增加而升高，脫鹽率隨水中離子種類(lèi)變化順序為：NaCl>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)驗數據。

由于離子在離子交換膜中的傳質(zhì)速率遠大于在水中，因此隨著(zhù)電流密度的不斷升高，膜兩側會(huì )出現濃差極化現象，導致能耗的增加及膜破壞的可能，因此工作電流密度應在極限電流密度之下。MENG等研究表明，膜堆的最大工作電流密度應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(zhù)ED系統的性能。李麗等實(shí)驗對比了中外5家生產(chǎn)商制備的離子交換膜除鹽性能，結果表明，其中AGC傳質(zhì)性能較好、能耗較低，應用于純鹽濃縮工藝更占優(yōu)勢。

王天成通過(guò)計算流體動(dòng)力學(xué)方法對隔網(wǎng)形狀進(jìn)行模擬研究，研究發(fā)現，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合經(jīng)驗方程和系數，進(jìn)一步優(yōu)化ED的傳質(zhì)模型。

2、ED在火電廠(chǎng)水處理中的應用

除了應用于海水淡化及海水制鹽外，ED還廣泛用于火電廠(chǎng)的水處理工藝中。自上世紀70年代起，ED常用于鍋爐補給水的脫鹽處理中，如上海崇明發(fā)電廠(chǎng)、吳淞發(fā)電所和保定石油化工電廠(chǎng)等。運行結果顯示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的負擔。但是限于當時(shí)技術(shù)的不成熟如膜易破損、出現黃水、易結垢和除硅效果差等，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BURN等統計，截止到2015年，在全球水脫鹽處理總容量中，反滲透技術(shù)約占65%，多級閃蒸占21%，而ED僅占3%。

但是近些年來(lái)，隨著(zhù)ED技術(shù)的不斷研究和優(yōu)化，在火電廠(chǎng)水處理中也得到更多的研究和應用。陳文婷等通過(guò)中試研究了頻繁倒極電滲析（EDR）處理電廠(chǎng)循環(huán)水排污水（硬度739mg/L，電導率3.039mS/cm），結果表明，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，電導率0.5696mS/cm）優(yōu)于循環(huán)水回用水質(zhì)標準，能耗為1.93kW·h/t。謝春玲等通過(guò)中試驗證了雙膜法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，系統總回收率高達96.1%。

目前，ED在火電廠(chǎng)水處理中的應用是與離子交換法結合成電去離子（EDI）技術(shù)，其有機結合了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、運行成本低等優(yōu)勢，廣泛應用于鍋爐補給水、凝結水精處理等系統的深度除鹽工藝中。然而，EDI至今在超純水制備中仍占據較小份額，傳統的離子交換樹(shù)脂法市場(chǎng)比例仍接近于90%，相應的市場(chǎng)規模仍然需求巨大。

近幾年來(lái)，隨著(zhù)火電廠(chǎng)脫硫廢水等末端高鹽廢水閂歐諾牟歡賢平?，芯曢W艘“預處理-濃縮減量結晶蒸發(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雜，處理困難。電廠(chǎng)普遍采用三聯(lián)箱技術(shù)、雙堿法等預處理技術(shù)，后續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(zhù)系統的工藝、投資和運行。濃縮減量技術(shù)可分為熱法和膜法，熱法主要包括機械蒸汽再壓縮（MVR）、低溫多效蒸發(fā)（LTMED）和多級閃蒸（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和韋鋒濤等對比了各種濃縮減量技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及能耗