随着城市化进程加快和居民生活水平提高,餐厨垃圾产量持续攀升。餐厨垃圾在处理过程中会产生大量高浓度有机废水,其成分复杂,含有油脂、蛋白质、碳水化合物及多种盐分,若不经妥善处理直接排放,将对水体环境造成严重污染。活性炭吸附技术作为一种高效、成熟的物理化学处理方法,在餐厨垃圾有机废水处理系统中扮演着至关重要的角色。
活性炭吸附塔系统的核心在于利用活性炭巨大的比表面积和丰富的孔隙结构,通过物理吸附和部分化学吸附作用,有效去除废水中的溶解性有机物、色度、异味及部分重金属离子。在餐厨垃圾废水处理流程中,吸附塔通常置于生化处理单元之后,作为深度净化环节,进一步降低出水化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)和总有机碳(TOC),确保排放水质达到日益严格的环保标准。
一个完整的利用活性炭吸附塔处理餐厨垃圾有机废水的系统,通常包含以下几个关键部分:
- 预处理单元:餐厨垃圾废水首先经过隔油、沉淀、调节pH值等预处理,去除大部分悬浮物和浮油,以减轻后续处理负荷,并防止油脂包裹活性炭表面导致吸附失效。
- 生化处理单元:预处理后的废水进入厌氧发酵(如UASB)和好氧处理(如活性污泥法、MBR)等生化阶段。此阶段利用微生物降解大部分可生物降解的有机物,是去除有机污染物的主体工艺。
- 活性炭吸附单元:经生化处理后的出水,仍含有部分难生物降解的有机物(如木质素、某些表面活性剂等)、色素及微量毒素。此时,废水被泵入活性炭吸附塔。吸附塔多为固定床形式,废水自上而下或自下而上流经填充满颗粒状或柱状活性炭的塔体。活性炭巨大的表面积将水中的残余污染物牢牢吸附在其孔隙内,从而实现深度净化。
- 活性炭再生与处置单元:吸附饱和后的活性炭会失去处理能力,需进行更换或再生。再生方法包括热再生、化学再生等,可恢复其大部分吸附能力,实现循环利用,降低运行成本。无法再生的废活性炭则需作为危险废物进行安全处置。
- 后处理与出水单元:经吸附塔处理后的出水,水质清澈,各项指标显著改善,可直接排放或回用于厂区冲洗、绿化等,实现水资源循环利用。
该技术系统的优势显著:处理效率高,尤其对难降解有机物去除效果好;操作弹性大,能适应进水水质的一定波动;设备紧凑,占地面积相对较小。其运行成本主要集中于活性炭的消耗与再生费用,且对于极高浓度的进水,单独使用吸附塔经济性较差,因此必须作为组合工艺中的一环。
未来的发展趋势在于开发吸附性能更强、成本更低廉的改性活性炭或生物炭材料,以及将吸附塔与高级氧化(如臭氧、Fenton法)、膜过滤等技术联用,构建更高效、更节能的集成化处理系统,以应对成分日益复杂的餐厨垃圾废水,推动餐厨垃圾处理行业向资源化、无害化、减量化方向持续迈进。