随着2017年餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市终期验收工作的开展，此前获发改委批准的五批试点项目已有百座。据统计，在这些项目中，处理工艺选择厌氧消化技术的占据了七成以上，厌氧消化的形式基本以全混合厌氧反应器（CSTR）为主。由于餐厨垃圾预处理产生的有机浆液污染物浓度极高，导致在厌氧消化后，出水的污染物浓度依然很高，后续仍然需要进行污水处理设计，以进一步降低污染物浓度进而达标排放。但是，另一方面，由于厌氧采用的是全混形式，厌氧反应器的出水悬浮物（简称SS）浓度比较高。根据工程经验及相关资料显示，以MBR为例，常规的进水SS浓度要求以1000～2000mg/L为宜。并且由于原料是餐厨垃圾，其产生的有机废液特性有别于一般污水，比如SS的浓度就非常高，如果不对该出水进行预处理，将无法满足后续污水系统的处理要求。目前，国内常规的做法是在厌氧反应器后再设置出水罐或竖流式沉淀池，通过水力沉淀作用，将出水中污泥悬浮物大部分收集下来，再通过污泥回流或脱水后无害化处置。本次试验将依托常州餐厨垃圾处理项目的现有生产系统，利用生产车间预留位置临时布置一套离心脱水试验系统，用于处理厌氧反应器的出水，其目的是通过物理式的高速离心分离作用，去除其中的悬浮物等污染物质，根据试验数据来分析离心处理方式对厌氧出水的处理效果优劣。

1 试验对象与内容

1.1 试验对象与材料

试验对象：常州餐厨垃圾处理项目的中温湿式厌氧沼液，COD浓度：16000～21600mg/L，TS含量：2.75%～3%，SS浓度：16100～19000mg/L，氨氮浓度：1620mg/L。

脱水设备：W系列卧式螺旋卸料沉降离心机，转速3500r/min，分离因数3000，电机功率30～37kW，外形尺寸3800×1200×1500mm。

试验药剂：药剂一：FeCl3溶液（浓度38%）；药剂二：PAM（聚丙烯酰胺）（浓度0.1%～0.3%）。

1.2 试验内容及检测方法

1.2.1 试验内容

通过依托常州餐厨处理项目，在现场空余车间安装进水管道、W系列卧式螺旋沉降离心机、临时接料斗及相关仪表等试验装置。进料流量的测量将通过现有的E+H电磁流量计进行统计。整个试验周期为15天。试验总共分为三个阶段，每个阶段试验时长为5天，分别包括：

第一阶段，在无药剂添加的情况下，使用卧式螺旋沉降离心机对厌氧沼液进行离心脱水，通过不同的进水流量，测试悬浮物与污水的分离效果，同时寻找离心设备理想的处理量。

第二阶段，通过在进水中添加不同比例的FeCl3溶液（浓度38%），测试悬浮物等与污水的分离效果。

第三阶段，通过在进水中添加不同比例的PAM溶液（浓度0.1%～0.3%），测试悬浮物与污水的分离效果。

通过上述三种工况的测试，从处理污水量、药剂添加量、出水清液SS浓度、出水浓液TS含量等多方面综合评估离心脱水方式对于厌氧沼液的处理效果强弱。

1.2.2 检测方法

污水中悬浮物的测定按照国标法《水质 悬浮物的测定 重量法》GB11901-1989进行测定，COD的测定按照国标法《水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法》GB11914-1989进行测定。

2 试验结果与数据分析

2.1 无药剂添加离心试验数据分析

第一阶段，在无药剂添加的情况下，直接使用卧式螺旋沉降离心机对厌氧沼液进行离心脱水，通过选择不同的处理进料量，测试其对SS、COD等污染物的去除率、清水产率，以及处理成本等的影响。对于脱水清液SS浓度的变化，随着处理量的逐步增加，SS呈现缓慢上升的趋势。

离心脱水后，随着悬浮物的去除，清液中的COD浓度有一定程度下降，根据统计，其去除率的幅度基本维持在21%～31%之间。

脱水产生的污泥表观上呈糊状，通过跟踪化验，其固含量随着处理量的增加，反而呈下降趋势。从含水率的角度分析，该污泥含水率较大，基本在80%以上。按照目前CSTR厌氧的特点，可以设计将此部分污泥再次回流至厌氧系统，补充其污泥浓度，提高厌氧效率。但如果需要外运无害化处理，还需要进一步降低其含水率，以符合相关的规定。

随着进水量的增加，清液产出率也发生了相应的变化。当进水流量在5～7之间时，清液产率较高，达到了95%以上。

整个试验装置运行过程中，从运行成本考虑，主要的消耗为水和电。人工费及设备维保等固定费用暂不统计。按照市场价格对运行期间的生产成本做了统计。随着处理量增大，单位处理成本呈现下降趋势。

2.2 添加药剂一离心试验数据分析

第二阶段，在进料管道设置静态混合器，添加药剂一（浓度38%的FeCl3溶液）作为絮凝剂，测试在加药的情况下，卧式螺旋沉降离心机对进水混合液的分离效果，连续测试时间为5天。通过调整加药量，测得清液出水SS浓度随着加药量的逐步提高而迅速下降，幅度明显。测得的浓度约为1100mg/L，该值可以满足污水处理的进水要求。

通过添加了FeCl3药剂作为絮凝剂后，悬浮物的去除有了明显的增大，清液中的COD浓度也同步有了明显下降，根据药剂添加量不同，去除率维持在50%～75%之间。此时脱水污泥的TS含量有所下降，即含水率进一步增大，基本在85%～90%之间。此种浓度的污泥，可以满足厌氧回流的要求。并且投加的FeCl3药剂，并不会对厌氧反应过程造成负面影响，据以往污水项目的运行经验，添加一定量的FeCl3至厌氧反应器，会有利于抑制H2S的生成，对厌氧反应有利。

整个试验过程中，清液产率液发生了相应的变化。当吨进水加药量在0.012吨以下时，清液产率可以稳定在85%之上。

同样，在暂不考虑人工费及设备维保等固定费用时，装置运行过程中，主要的消耗为水、电及药剂。按照先前同样的价格条件，在运行期间的生产成本随着加药量的增加而增大。药剂投加的吨进水加入量在0.011吨时，对应的成本折合为每吨进水约13.42元。

在对上述指标进行分析的同时，根据每天的试验，还对离心脱水的清液中氨氮含量做了取样。经过检测，进水氨氮在1620mg/L的情况下，离心脱水后的清液其氨氮浓度基本维持在1620～1650mg/L之间。去除SS等污染物的过程对该指标基本不产生影响。

2.3 添加药剂二离心试验数据分析

按照第二阶段的试验步骤，通过调整了药剂的种类，测试离心的效果。经过试验发现，对于SS的去除，投加PAM的离心脱水效果并不是很好，在不断调整吨进水加药量的情况下，清液的SS浓度在5720～8280mg/L，并且很难再有所下降。由于SS含量去除率较低，污水COD浓度的下降幅度也不大，清液产率基本维持在85%左右，而浓泥的TS含量也在8%～14%之间。进、出水的氨氮指标也没有发生变化。

可以说上述各项数据，均没有比投加FeCl3溶液要有更突出表现。从成本角度而言，投加PAM核算至单位进水量，其处理单价要高出投加FeCl3溶液很多。这是由于PAM药剂本身单位价值较高，并且一般都是粉剂，还需要设置一套制备装置。而FeCl3溶液成本较低，并且可以直接采购溶液进行投加，较为方便。所以本文对于添加药剂二的试验情况只做简单描述，不再作深入分析。

3 结论

（1）餐厨项目目前国内已经投运很多，但是据调研，真正稳定和高效运行的项目却屈指可数，大部分项目或多或少都存在各自的难题。有的因为原料限制，垃圾量不足的或者垃圾质量太差，也有因为工艺设计的不完善，正处于整改期。总之，在餐厨行业还处于发展初期的时候，有很多事情值得大家去探索。正如本文所讲的厌氧出水污染物浓度较高的问题，也是目前行业内普遍现象。中国的餐饮特征有别于世界上其它国家，甚至于本国内各地差异性都较大，导致预处理产生的有机废水也有其特殊性。所以即使国外餐厨垃圾处理做的成功的，其经验也没有办法照搬照套，因为处理对象不一样了。并且CSTR的技术应用在中国的餐厨厌氧处理中，也是新的尝试，其真正效果还有待时间的检验。本文所分析的试验过程，就是在项目运行过程中，发现问题，探讨解决途径，进而寻求新的出路。

（2）对于离心脱水系统，在污水处理中应用的很多，但在餐厨厌氧出水的处理上，不失为一种尝试，通过选择合适的药剂，增强其处理效果，脱水目的旨在降低厌氧出水的污染物浓度，将清污分离，以方便后续的污水系统处理。同时，对于离心分离出来的浓泥，在实际项目中，可以回流补充厌氧反应器的活性污泥量，增强CSTR厌氧反应器的消化能力，提高其处理负荷。

（3）通过在离心脱水过程中，添加FeCl3溶液，可以起到较好的絮凝作用。SS浓度得到大幅下降，清液产率、运行成本等也都在可接受范围内，一定条件下，可以在正式的项目中进行推广和试用。但是也有不容忽视的问题，在整个离心脱水过程中，虽然去除SS的效果较好，但同时厌氧出水也被去除了大量的COD。而氨氮指标在整个处理过程中，没有发生明显的变化，可以说离心脱水对于脱除氨氮起不到任何作用。而此时COD的大幅下降，会容易造成后续污水系统的碳氮比失调。降低污水的可生化性。所以从技术角度和经济角度考虑，采用全量脱水处理厌氧出水时，可以考虑设置一路超越管线，定期将少量的厌氧出水超越离心脱水系统，直接进入污水系统的均质池。在保证污水系统的总进水指标满足要求的前提下，利用厌氧出水作为碳源对污水处理系统进行补充，增强污水的可生化性，同时节约运行成本。