餐厨洗涤废水处理工程设计方案(气浮+AAO+化学除磷+MBR工艺)

餐厨洗涤废水处理工程设计方案(气浮+AAO+化学除磷+MBR工艺)餐厨洗涤废水处理工程设计方案（气浮+AAO+化学除磷+MBR工艺）1项目背景与水质特征某中央厨房日均排放洗涤废水420m³，峰值系数1.3，水温15～35℃，pH6.5～8.0。原水COD2800～4200mg/L，BOD₅1200～1800mg/L，SS600～1200mg/L，动植物油300～600mg/L，TN80～120mg/L，NH₄⁺-N50～80mg/L，TP12～20mg/L，LAS30～50mg/L，色度300～500倍，含少量花椒油、大蒜素等抑菌成分。废水可生化性良好（B/C≈0.45），但油脂、表面活性剂及瞬时高浓冲击易造成污泥膨胀、膜污染和生物除磷受阻，需采用“预处理+生化+深度+膜分离”组合工艺。2设计规模与进出水水质设计流量Q=420m³/d，Kh=1.3，总变化系数1.5，按550m³/d校核设备。出水执行《污水排入城镇下水道水质标准》（GB/T31962-2015）A级，同时满足地方准Ⅳ类：COD≤30mg/L，BOD₅≤6mg/L，SS≤5mg/L，NH₄⁺-N≤1.5mg/L，TN≤10mg/L，TP≤0.3mg/L，动植物油≤1mg/L，色度≤15倍，粪大肠菌群≤1000MPN/L。3工艺流程与单元功能格栅渠→调节池→溶气气浮（DAF）→厌氧/缺氧/好氧（AAO）→化学除磷絮凝反应器→MBR→紫外/次氯酸钠协同消毒→清水池→变频回用或排放。DAF去除油脂、SS、部分COD，降低后续生化负荷；AAO实现碳氧化、硝化、反硝化及生物除磷；化学除磷确保TP稳定≤0.3mg/L；MBR以0.04μm浸没式PVDF中空纤维膜实现固液分离，截留细菌、病毒及胶体；紫外+次氯酸钠双重消毒，保障卫生学指标。4单元设计计算4.1格栅渠两格，单格宽0.6m，栅隙3mm，倾角60°，过栅流速0.8m/s，水头损失0.15m，配套螺旋压榨机1台，处理能力1.5m³/h，栅渣率0.05m³/10³m³。4.2调节池HRT=12h，有效容积252m³，尺寸10m×7m×4m，池底设4台潜水搅拌机（D=400mm，N=1.5kW），防油脂分层；池内增设2台潜污泵（Q=25m³/h，H=15m，N=2.2kW），变频控制，与后续DAF提升泵联动；设超声波液位计、温度传感器、电磁流量计。4.3溶气气浮（DAF）采用高效浅层气浮，处理量25m³/h，回流比30%，溶气罐压力0.45MPa，停留时间3min，表面负荷6m³/(m²·h)，有效面积4.2m²，总高1.2m。溶气系统配置1台多级离心泵（Q=8m³/h，H=55m，N=4kW）、1台空压机（0.1m³/min，0.7MPa，N=1.1kW）。投加PAC200mg/L、PAM1mg/L，设管道混合器+絮凝反应区（G=50s⁻¹，t=8min）。浮渣经链条刮板机进入2m³锥斗，气动排渣，含水率96%，每日排渣1.2t，经叠螺脱水后外运。DAF对油脂、SS、COD去除率分别≥90%、≥80%、≥35%，出水COD≤2600mg/L，动植物油≤40mg/L。4.4AAO生化池分两组，单组设计流量275m³/d，总HRT=18h（厌氧2h、缺氧5h、好氧11h），MLSS=4000mg/L，污泥龄15d，内回流比300%，外回流比80%。厌氧段：有效容积46m³，设2台水下推进器（N=1.1kW），控制DO≤0.2mg/L，实现PAOs释磷。缺氧段：有效容积115m³，设4台推进器（N=1.5kW），投加碳源（乙酸钠）接口，C/N不足时补充，确保TN去除率≥85%。好氧段：有效容积253m³，采用微孔曝气盘（膜片式，氧利用率28%），曝气量18Nm³/min，配置3台罗茨风机（2用1备，单台Q=10Nm³/min，P=60kPa，N=22kW），DO控制在2～3mg/L；末端设内回流泵（Q=80m³/h，H=1.5m，N=1.5kW）将硝化液回流至缺氧段前端。生物除磷按0.04gP/gVSS计算，剩余污泥产量240kgDS/d，磷以污泥形式去除量9.6kgP/d，占进水总磷60%，为后续化学除磷减轻负荷。4.5化学除磷絮凝反应器采用机械絮凝斜板沉淀一体化设备，处理量25m³/h，投加Al₂(SO₄)₃·18H₂O（液体，8%Al₂O₃），按Al/P=1.8（mol）计量，投加量18mg/L（以Al计），反应区G=60s⁻¹，t=10min；斜板区上升流速0.8mm/s，表面负荷5m³/(m²·h)，有效面积5m²，污泥斗容积1.5m³，每日排泥1次，含固率2%，进入储泥池。化学除磷对TP去除率≥85%，出水TP≤0.25mg/L。4.6MBR系统膜池与好氧段合建，分2格，单格面积12m²，有效水深3.5m，内置24组膜组件（单组25m²，总膜面积1200m²），设计通量15L/(m²·h)，运行8min停2min间歇抽吸，TMP≤25kPa。膜池MLSS=8000mg/L，HRT=3h，SRT=30d。膜吹扫采用大气量低强度脉冲曝气，气水比15:1，脉冲频率30s/5s，配置2台变频风机（单台Q=7.5Nm³/min，P=40kPa，N=15kW）。在线清洗：维护性清洗每周1次，次氯酸钠500mg/L，浸泡30min；恢复性清洗每月1次，柠檬酸2000mg/L+NaClO1000mg/L，分步清洗。膜设计寿命5年，年更换率10%。MBR出水COD≤20mg/L，BOD₅≤3mg/L，SS≤5mg/L，浊度≤0.2NTU，粪大肠菌群≤100MPN/L。4.7消毒与清水池MBR出水经紫外渠（4组320W低压高强灯，剂量40mJ/cm²，接触时间3s）后，进入100m³清水池，池内投加次氯酸钠（有效氯3mg/L，接触30min），维持余氯0.3mg/L，确保回用安全。清水池设变频供水泵（Q=15m³/h，H=35m，N=3kW）2台，1用1备，供场地冲洗、绿化及冷却塔补水。4.8污泥处理系统剩余污泥由MBR池排泥泵（Q=15m³/h，H=15m，N=1.5kW）及化学除磷沉淀池排泥管汇入储泥池（20m³），经叠螺脱水机（处理量10kgDS/h，PAM投加3kg/tDS）脱水至含水率78%，泥饼1.1t/d，委托有资质单位焚烧；滤液COD≤400mg/L，回流至调节池。5主要设备清单不锈钢机械格栅1套，栅隙3mm，宽0.6m；DAF成套设备1套，含溶气罐、回流泵、刮渣机；罗茨风机5台（3用2备），总功率118kW；MBR膜组件1200m²，PVDF中空纤维；紫外消毒模块4组，总功率1.28kW；碳源投加系统1套，含乙酸钠储罐5m³、计量泵2台；PAC、PAM、硫酸铝、次氯酸钠加药系统各1套，含溶药罐、计量泵；叠螺脱水机1台，带宽0.3m，功率1.1kW；PLC控制柜1套，10寸触摸屏，以太网接口，支持远程APP监控；在线仪表：pH、DO、MLSS、NH₄⁺-N、NO₃⁻-N、TP、TN、COD、流量计、液位计、余氯仪共18套。6自控与运行策略采用“集中管理、分散控制”模式，PLC采集流量、液位、水质、设备状态，通过PID调节风机频率、加药量、回流比。气浮加药按进水COD负荷前馈+出水TP反馈复合控制；MBR跨膜压差>20kPa自动触发清洗程序；缺氧段ORP设定-100±20mV，好氧段DO设定2.5±0.3mg/L；碳源投加按缺氧出水NO₃⁻-N>8mg/L启动，≤3mg/L停止；污泥龄通过每日排泥量自动计算，保持15～30d；手机端可查看实时曲线、故障报警、历史数据，支持一键导出月报。7平面与高程布置占地18m×28m，分预处理区、生化区、膜区、污泥区、加药间、控制室。预处理区靠近道路，方便栅渣、药剂运输；生化区与膜区合建，减少提升；控制室位于上风向，远离风机。高程设计：格栅渠底标高-2.0m，调节池底-3.5m，DAF顶+0.3m，AAO池顶+0.5m，MBR池顶+1.2m，清水池顶+0.5m，总提升扬程6m，利用一次提升、重力流经各单元，降低能耗。8能耗与运行成本总装机功率165kW，运行功率118kW，日电耗2832kWh，吨水能耗6.7kWh/m³；药剂费：PAC0.35元/m³，PAM0.08元/m³，硫酸铝0.12元/m³，次氯酸钠0.05元/m³，乙酸钠（备用）0.10元/m³；膜更换费：年更换120m²，单价120元/m²，折合0.09元/m³；人工费：三班两运转，4人，年薪6万元，折合0.18元/m³；合计直接运行成本0.97元/m³，考虑设备折旧0.38元/m³，总成本1.35元/m³。9主要技术经济指标COD去除率≥99.3%，BOD₅≥99.6%，NH₄⁺-N≥98%，TN≥92%，TP≥98.5%，动植物油≥99.8%，色度去除率≥97%，粪大肠菌群≥99.999%；出水稳定达到准Ⅳ类，可直接回用于道路冲洗、绿化、冲厕；污泥减量25%，臭气经生物滤池（空床停留15s）处理后，排放浓度≤500（无量纲），满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）二级；噪声源强风机加装隔音罩，厂界昼间≤55dB(A)，夜间≤45dB(A)；碳排放核算：电耗折CO₂1.8t/d，N₂O排放系数0.035kgN₂O/kgN，折合0.12tCO₂e/d，总计1.92tCO₂e/d，通过绿化碳汇0.3t/d，净排放1.62tCO₂e/d。10调试与运行要点10.1启动阶段：接种周边市政污水厂好氧污泥60t，投加葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾，控制BOD:N:P=100:5:1，闷曝24h后逐步进水，7d内流量由20%提升至100%，MBR初始通量8L/(m²·h)，每3d提高1L，直至15L。10.2油脂控制：调节池设浮油收集口，DAF每日排浮渣2次，防止油脂进入生化池；MBR膜池设浮动吸油盘，每周人工清理。10.3泡沫控制：好氧段投加消泡剂（聚醚类）5mg/L，或临时喷淋自来水；若因LAS过高，可提高MLSS至5000mg/L，延长SRT。10.4低温运行：水温<15℃时，降低通量至12L/(m²·h)，提高DO至3.5mg/L，投加低温硝化菌剂10mg/L，维持NH₄⁺-N去除率。10.5膜污染预警：TMP上升速率>0.5kPa/d时，提前进行维护性清洗；若清洗后TMP恢复<80%，需检查油脂、钙镁离子，必要时进行酸洗+碱洗联合恢复。11常见问题与对策问题1：DAF出水带泥、油脂>60mg/L。原因：PAC投加不足、溶气罐压力低、刮渣机故障。对策：提高PAC至250mg/L，校核溶气罐压力0.45MPa，调整刮渣机链条松紧，每日排渣3次。问题2：MBR跨膜压差骤升>30kPa。原因：油脂、钙垢、污泥EPS升高。对策：立即停抽，清水反冲5min，投加NaClO1000mg/L浸泡2h，若TMP仍高，拆下膜组件离线柠檬酸+NaOH分步清洗；同步检查前端气浮除油效果，必要时在膜池投加粉末活性炭200mg/L吸附。问题3：出水TN超标>12mg/L。原因：碳源不足、内回流比低、缺氧段DO高。对策：检测BOD/TN<3.5时，投加乙酸钠30mg/L；将内回流比调至400%；检查好氧末端DO是否>4mg/L，调整曝气量，保持缺氧段ORP-100mV。问题4：化学除磷出水TP波动0.4～0.6mg/L。原因：Al/P比低、混合强度不足、pH>8.5。对策：提高硫酸铝投加量至Al/P=2.0，校核搅拌G值60s⁻¹，用盐酸调pH至7.2，斜板区每日排泥防止磷二次释放。12运行记录与表格表1每日运行记录表（示例）日期：2024-03-15进水：Q=425m³，COD=3520mg/L，NH₄⁺-N=68mg/L，TP=16.5mg/L，油脂=480mg/LDAF出水：COD=2280mg/L，油脂=38mg/L，PAC投加210mg/LAAO出水：COD=85mg/L，NH₄⁺-N=0.8mg/L，TN=9mg/L，TP=2.1mg/L，DO=2.4mg/LMBR出水：COD=18mg/L，NH₄⁺-N=0.3mg/L，TN=8mg/L，TP=0.22mg/L，浊度=0.15NTUTMP：14kPa，膜通量15L/(m²·h)，清洗周期7d电耗：2780kWh，吨水能耗6.54kWh/m³药剂：PAC95kg，PAM0.45kg，硫酸铝28kg，次氯酸钠1.3kg污泥：排泥1.1t（含水率78%），外运焚烧表2月度水质统计表（2024-03）项目：进水均值、出水均值、去除率、达标率COD：3680mg/L、19mg/L、99.5%、100%BOD₅：1520mg/L、3.2mg/L、99.8%、100%SS：920mg/L、4mg/L、99.6%、100%NH₄⁺-N：72mg/L、0.4mg/L、99.4%、100%TN：105mg/L、8.5mg/L、91.9%、100%TP：17.2mg/L、0.21mg/L、98.8%、100%动植物油：520mg/L、0.6mg/L、99.9%、100%色度：420倍、12倍、97.1%、100%粪大肠菌群：3.2×10⁶MPN/L、<10MPN/L、99.999%、100%表3膜清洗台账（2024-03）