餐饮业废水的处理方法分析

餐饮业废水的处理方法分析

卢王景莉1,2　鞠泽青2　熊淑芳3

(1.武汉理工大学;2.山东理工大学;3.武汉市江汉市政总公司)

摘　要:　介绍了厨房废水的处理方法,并针对了厨房含油废水的组成成分及特点,对几种典型的处理方法的处理原理进行了分析,对厨房废水典型的处理方法:电化学法、生物法与物理化学法等几种工艺进行了分析。

关键词:　电化学;　物理化学;　生物;　厨房废水

随着我国经济的迅速发展,餐饮业、旅游业也随之发展起来,带来的相关问题就是来自于各宾馆、酒店等餐饮业中厨房废水的污染,其排放的废水量越来越大,使餐饮废水的污染问题日趋严重。由于该废水中含有较高浓度的动植物油以及大量固体悬浮物,所以使其成为一个重要的水污染源。餐饮废水具有BOD、COD浓度高,含油量多,排放量大的特点。同时由于这类废水中有毒物质相对较少,一般未经处理就直接排放到水体,造成水体的富营养化。如广州和珠江三角洲等其他城市第三产业发展迅速,各类餐饮污水与城市污水一起对珠江广州河段的有机污染程度已超过工业废水而成为首位污染源。对于餐饮污水处理中的主要问题是除油、降低COD C r和浊度。餐饮业含油废水的治理不仅能保护生态环境,而且可以减轻城市污水处理站的负担,具有明显的环境效益和经济效益。

1　厨房废水的组成及特性

厨房污水成分极其复杂,含各种各样的有机物、动植物油、蛋白质、淀粉、糖、纤维素、维生素、无机盐分、表面活性剂等。废水的主要污染指标与生活污水相比,具有组成相似但有机物含量高,且含有大量的动植物油。与生活污水相比N H3-N浓度较低,所以厨房废水的处理主要是去除高浓度的有机物COD,悬浮物质SS及动植物油,对这类污水大多使用生化法处理。据1996年对上海市区100家餐饮单位总排放口的废水进行取样调查,对主要污染指标的统计结果:COD cr为574～908m g L,SS为315～568m g L,N H32N为6.4～9.2m g L,动植物油为174～421m g L。

餐饮业含油废水中含油量很高,目前在餐饮业中,洗涤剂的应用使得油呈乳化状漂浮于水中,从而大大增高了水中化学耗氧量的值,一般均达到几千m g L。其次,由于油与洗涤剂的比重较小,它们与废水悬浮物粘合在一起,使之不易沉降。可见动植物油是关键污染物,减少餐饮业含油废水中的油含量对降低化学耗氧量和悬浮物有着直接影响。

2　厨房含油废水的处理方法

针对厨房废水中污染物的组成及污染物的性质,处理厨房废水主要是去除高浓度的动植物油、有机物及悬浮物质。目前,我国学者对于厨房废水处理的研究方法主要有生物法、物理化学法及电化学法3种方法。其中生物法主要是去除废水中高浓度的有机物质,物理化学法及电化学法主要是去除废水中的高浓度的各种油份。

2.1　生物法

生物法主要有活性污泥法及生物膜法。典型的活性污泥法有SBR法,磁粉强化活性污泥法,缺氧2好氧法。生物膜法主要有废水2膜反应器,膜2好氧组合,膜生物反应组合工艺厌氧膜床等反应器。

活性污泥法与生物膜法都是利用微生物降解有机物,广泛用于城市污水的处理中。对于高浓度的厨房有机废水,一般传统的活性污泥法受到限制容易产生污泥膨胀,所以出现了多种新工艺。近年来,磁化作用和磁生物效应被应用于污水的处理中。水经磁化处理后其物理与化学性质可能发生变化,磁作用能提高微生物和酶的生活活性。其中磁粉强化活性污泥法(M P I A S)是指在普通活性污泥法(CA S)中,投加适量的超细强磁性粉末(如天然产出的磁铁矿Fe3O4)的一种废水生物处理方法。磁粉末与活性污泥充分接触混合后,会产生2个效果,一是污泥结构紧密,比重增加,沉降分离效果好;二是污泥中微生物受磁作用而产生正的磁生物效应。

还有除油效果比较好的生物膜与活性污泥法结合在一起的是一体式膜生物反应器组合工艺,此工艺

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用于处理经隔油、混凝预处理后的餐饮废水,具有很好的处理效果。对COD C r、N H3-N、T P、油、浊度的平均去除效率分别达到92.52%、91.94%、94.20%、93.98%、96.60%,其出水水质良好且稳定。在一体式膜生物反应器中,活性污泥对污染物起主要作用,膜的分离对于保证稳定的出水起着关键作用。此外,还有生物强化技术与一般生物治理技术相结合,生物强化技术,就是为了提高废水处理系统的处理能力,而向该系统中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质的方法。它是通过向自然菌群中投加具有特殊作用的微生物来增强生物量,以强化生物量对某一特定环境或特殊污染物的反应。如通过投加一定量的优势菌种,增大系统中有效菌种的比率,大大缩短系统启动的时间,快速达到较高去除效果,并增强耐负荷冲击的能力及系统的稳定性。生物强化技术在废水治理中已显示其独特的作用。

生物法虽具有处理效率高、抗冲击负荷能力强等优点,但其占地面积大和运行费用高因而在应用上有一定限制。

2.2　物理化学法

餐饮废水中物理化学法有:斜管沉淀与混凝气浮法、絮凝法、水解2微滤法、铁2碳絮凝床法、混凝法、破乳法及粗粒化法等方法。厨房废水中的油份主要是动植物油,一般动植物油脂在水中的存在形式有5种:上浮油,分散油,乳化油,溶解油,含油固体物等。对于不同的油份类型采用不同的去油工艺,这几种形态中最难以处理的是高浓度呈乳化状的油脂,对乳化状食用油脂废水不能采用传统的上浮法和水力旋流法处理,超速离心法虽然能有效地分离乳化食用油脂废水中的油和水,但处理量有限,费用也较高。20世纪80年代后,粗粒化技术被引入到含动植物油脂废水的处理过程中,还开发了同时具有亲油基团和亲水基团的高分子材料,由这类材料制成的粗粒化床,具有较高的聚油性能,大大提高了食用油脂废水的处理效果。几种典型物理化学处理方法。

(1)粗粒化法　粗粒化法是一项高效的油水分离技术,用W型和H型改性聚丙烯纤维作为粗粒化材料,均能有效处理乳化食用油脂废水,某些指标显示H型比W型具有更好的除油性能。用H型改性聚丙烯纤维作为粗粒化材料处理实际餐饮废水的试验结果表明,采用粗粒化技术能有效降低餐饮废水中的含油量,并能大幅降低COD的浓度,采用粗粒化技术作为餐饮废水的预处理,有利于后续的生化处理。

(2)破乳技术　针对餐饮业含油废水中,由于洗涤剂的使用使得含油废水中的油呈乳化状,一般油水处理设备难以进行油水分离,必须将乳化油进行破乳处理。破乳技术主要是利用阳离子性的聚合硫酸铁降低阴离子性洗涤剂的表面活性,破坏乳化液油珠的水化膜,以及其双电层结构使油析出,再利用絮凝剂将油珠凝聚从水中分离出来,同时聚合硫酸铁呈酸性,使乳化液中的脂肪酸皂转化为不溶于水的脂肪酸,减少水中表面活性物质,增加了破乳效果。然后用腐植酸钠、聚丙烯酰胺助凝,将经破乳后的油进一步凝聚,利用重力原理使油水分离。

(3)絮凝法　由于餐饮废水中污染物主要以胶体形式存在,胶体本身既具有巨大的表面自由能、有较大的吸附能力,又具有布朗运动的特性,从而颗粒间有较多碰撞的机会,似乎可以粘附聚合成大的颗粒,然后在重力作用下下沉。但是由于同类的胶体微粒带着同性的电荷,它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大颗粒;其次带电荷的胶粒和反离子与周围的水分子发生水化作用,形成一层水化壳也阻碍各胶粒的聚合。投加铝盐等无机盐后,发生金属离子水解和聚合反应过程,被吸附的带正电荷的多核络离子能够压缩双电层、降低Φ电位,使胶粒间最大排斥能降低,从而使胶粒脱稳。

物理化学法主要是用来去除餐饮废水中油份。其中混凝气浮法具有占地面积较小,且设施简单的优点,但其处理效果随水质变化有较大波动,处理效率不高。

2.3　电化学法

电化学法主要有电凝聚法、电凝聚气浮法、脉冲电絮凝法、微电解2电解法及脉冲电解处理法等工艺。电解法是较为成熟的方法,在电镀、印染、化纤等领域中已有广泛的应用,电解法与生物法和混凝气浮法相比,具有处理效果好、占地面积少、工艺操作简便、污泥量少和易实现自动化等优点,易于宾馆酒楼所接受。其中电凝聚与电凝聚气浮法对于处理中等浓度及中等规模的餐馆较适用,且处理效果好,处理后的废水再进行生化处理排入水体当中,或者处理后的废水排入市政管网进入城市污水处理厂进行集中处理排放。

(1)微电解2电解法　电解法的实质是利用电化学氧化2还原、电解气浮和电解凝聚作用等将废水中的污染物去除,或把有毒物质变为无毒、低毒物质。由于餐饮废水含油量较高,有机物含量大,在电解设备运行过程中易在电极板间形成污垢,降低极板的导电性,使电解时电压升高,工作电流减小,电耗增加而处

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