餐飲污水主要是餐飲行業(yè)在營業(yè)過程中產(chǎn)生的各種污水的混合,包括洗菜、淘米、烹飪煮飯和洗刷碗筷過程中產(chǎn)生的潲水、泔水。隨著我國第三--餐飲業(yè)的不斷發(fā)展,人們快節(jié)奏的生活以及流動人口的不斷增加,餐飲行業(yè)在人們生活中的地位也越來越重要,隨之發(fā)生的餐飲污水量也越來越大,由此帶來的環(huán)境污染問題也日益突出。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國一百多個(gè)大中型城市餐飲業(yè),每天產(chǎn)生的污水量就接近300萬噸,約占城市生活污水總排放量的3%,但其中的有機(jī)物含量卻占總負(fù)荷的三分之一多,并且這種狀況還有不斷增加的趨勢。餐飲污水的直接排放或處理不達(dá)標(biāo)排放,會對城市污水處理廠造成較大壓力。在管網(wǎng)配套不健全的地區(qū),產(chǎn)生的問題更加突出。這類污水如果直接排放至附近水體,不僅會對其造成污染,造成水體富營養(yǎng)化等問題,還會對人類的身心健康構(gòu)成威脅。
因此,從源頭加強(qiáng)餐飲污水的排放管理力度,研究、開發(fā)具有針對性的較高處理效果,同時(shí)又經(jīng)濟(jì)、易操作的餐飲污水處理設(shè)備,同時(shí)加強(qiáng)對餐飲污水處理設(shè)施、設(shè)備的管理和維護(hù),已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。
一、餐飲污水特征
餐飲污水成分復(fù)雜,PH較低、SS高、濁度高、有機(jī)物含量高,主要包括食物纖維、淀粉、脂肪、動植物油脂、各種佐料、洗滌劑和蛋白質(zhì)等。
但是,餐飲污水的水質(zhì)、水量受人們生活及飲食習(xí)慣的影響很大,有時(shí)候一些地方的餐飲污水中各污染物含量更多,是普通餐飲污水中含量的數(shù)十倍。再加上空間的局限性,給這類污水的處理帶來了更加苛刻的困難。
二、餐飲污水的主要處理技術(shù)
餐飲污水由于其水質(zhì)的特殊性,其處理一般分為預(yù)處理和處理兩個(gè)階段,在實(shí)際應(yīng)用中往往采用多種技術(shù)聯(lián)用,處理的主要目標(biāo)也是圍繞去除餐飲污水中的COD、懸浮物及動植物類展開。預(yù)處理是處理過程的基礎(chǔ),處理是預(yù)處理過程的深化,兩者缺一不可。
1、餐飲污水的預(yù)處理技術(shù)
餐飲污水中含有大量的懸浮物質(zhì)和動植物油脂,而動植物油會阻隔大氣中的溶解氧進(jìn)入到水體,在處理過程中油類還會包裹在微生物周圍造成其缺氧死亡,影響處理效果。大量的懸浮物質(zhì)多為食物碎屑,顆粒較大,難以被微生物所利用,而且在處理過程中容易造成處理設(shè)施堵塞,給處理帶來困難。因此,對餐飲污水進(jìn)行預(yù)處理成為處理過程中一項(xiàng)很重要的環(huán)節(jié)和手段。
預(yù)處理技術(shù)主要采用的是粗?;?、吸附法、氣浮法及電化學(xué)法等。
(1)粗?;?/span>
粗?;ㄓ址Q聚結(jié)過濾法。采用親油疏水性材料,當(dāng)含油污水通過時(shí),微小細(xì)珠附聚其表面形成油膜,達(dá)到一定厚度時(shí),在浮力和水流剪力的作用下,脫離濾料表面,形成顆粒大的油珠浮升到水面,進(jìn)行油水分離。
劉蓉等對比了W型和H型改性聚丙烯纖維兩種粗粒化材料對乳化食用油脂污水的處理效果,結(jié)果顯示H型比W型的除油性能好,采用粗粒化技術(shù)能有效降低餐飲污水中含油量,并能大幅度降低COD濃度,有利于后續(xù)的生化處理。
曹書瀚等采用超聲波對比傳統(tǒng)靜置上浮法處理餐飲污水中的乳化油,結(jié)果發(fā)現(xiàn)影響除油率的主次順序?yàn)闀r(shí)間、功率、油體積分?jǐn)?shù)、溫度、乳化劑體積分?jǐn)?shù)。并利用粗?;ㄗ詣釉O(shè)計(jì)了一種油水分離器,研究影響除油率的幾種因素。試驗(yàn)結(jié)果表明,選用親油性粗粒化材料聚丙烯板呈15°角放置;溫度升高(可提高除油率);進(jìn)水體積流量在150L/h左右時(shí),除油率可達(dá)82%,且該除油工藝有效可行,應(yīng)用前景廣闊。
(2)吸附法
吸附法是利用多孔材料,使污水中的一種或多種物質(zhì)被吸附在固體表面而去除的方法。根據(jù)固體表面吸附力的不同,可分為物理和化學(xué)吸附兩種。但他們并不是孤立的,往往是相伴發(fā)生的。由于吸附質(zhì)、吸附劑及其他因素的影響,吸附的效果也不盡相同。因此,未來高效吸附劑的研發(fā)以及吸附劑的再生利用是吸附分離技術(shù)的研究重點(diǎn)。
朱友春等以磁性物質(zhì)作為材料,利用油珠的磁化效應(yīng),將磁粉與含有污水混合,使油脂在磁粉上粘附,然后再通過磁性分離裝置,將磁粉及其吸附的油脂留在磁場,從而達(dá)到與水分離的目的。
結(jié)果表明,加入磁粉后出水含油量大幅度降低,并驗(yàn)證了乳化油帶負(fù)電,磁粉顆粒帶正電,磁粉與油的結(jié)合除了直接吸附外,較細(xì)的磁粉還可通過磁絮凝的方式與油珠集合。
叢俏等將餐飲污水經(jīng)砂濾后在中間池進(jìn)行曝氣,然后通過固定好微生物的生物活性碳纖維柱,測定出水。結(jié)果表明,采用砂濾-固定化生物活性炭纖維處理餐飲污水,對濁度、COD、UV254去除效果良好,出水水質(zhì)穩(wěn)定。
張鳳娥等采用格柵-沉淀-吸附工藝處理餐飲污水,用特制無紡布和改性纖維球過濾后利用核桃殼顆粒吸附,得知:不需改變PH直接投加核桃殼30g/L,吸附20min,振蕩120r/min,30℃時(shí),對COD和含油量的去除率均達(dá)到69%以上。
(3)氣浮
氣浮法是通過某種方法產(chǎn)生大量的微氣泡,使其與污水中密度接近于水的固體或液體污染物微粒粘附,形成密度小于水的氣浮體,上浮至水面形成浮渣,進(jìn)行分離。主要用于去除比重小于1的懸浮物、油類和脂肪。結(jié)合絮凝劑的作用,還能進(jìn)一步提高去除效果。
汪群慧等在對含油餐飲廢水進(jìn)行預(yù)處理時(shí)發(fā)現(xiàn),在同等或相近條件下,新型微氣泡氣浮工藝與普通壓力溶氣氣浮工藝。
Wayne Chung等采用一種集混凝、絮凝和浮選過程為一體的化學(xué)溶氣浮選系統(tǒng)處理餐飲廢水,結(jié)果發(fā)現(xiàn)餐飲廢水的濁度、油脂、TSS、BOD5和COD的去除率都很高,表明:化學(xué)溶氣浮選系統(tǒng)是有效去除餐飲廢水中污染物的一種前處理方法。
氣浮法具有較好的效果,且占地小,但是消耗的動力大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜且后期維護(hù)困難。新型氣浮裝置中氣泡產(chǎn)生及溶氣系統(tǒng)的研發(fā)及改進(jìn)成為突破現(xiàn)有氣浮裝置的難點(diǎn)。
2、餐飲廢水的處理技術(shù)
(1)混凝技術(shù)
混凝是水處理應(yīng)用中的一個(gè)很重要的方法,不但能去除水中細(xì)小的懸浮物和膠體污染物質(zhì),還能除油和脫色。其原理是利用混凝劑或助凝劑對膠體粒子的靜電中和、吸附、架橋等作用使膠體粒子脫穩(wěn),產(chǎn)生凝聚后絮凝沉淀,去除水中的懸浮物質(zhì)和可溶性污染物質(zhì)。
董曉丹等利用自制復(fù)合混凝劑處理餐飲廢水,通過對工藝指標(biāo)的優(yōu)化,COD去除率達(dá)到90%以上,處理水達(dá)到了城市下水道接納水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)進(jìn)一步砂濾處理后,出水可達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
孫鴻燕等[12]考察了PAC、PAFC、PFS三種絮凝劑及其復(fù)合磁絮凝劑在高、低兩種濃度餐飲廢水中的絮凝效果,并對PFS-PAM-磁粉組合的復(fù)合磁絮凝劑在高濃度餐飲廢水中絮凝效果作出了研究。結(jié)果表明,與普通的絮凝劑相比,在高濃度餐飲廢水中,PFS-PAM-磁粉組合的復(fù)合磁絮凝劑能進(jìn)一步提高絮凝效果,縮短廢水分離時(shí)間,并使污泥體積減少一半。
陳威等研究發(fā)現(xiàn),對于COD在3000mg/L左右的餐飲廢水,混凝階段時(shí),投加PAC(50mg/L)加PAM(30mg/L)的量為zuijia混凝藥劑組合,可使餐飲廢水中的COD降低至480mg/L左右。并且,對于懸浮物質(zhì)量濃度很高的餐飲廢水,投加混凝劑的順序也不同于一般污水沉降處理過程,為:先加PAM,后加PAC,如此能對絮凝起到強(qiáng)化作用,去除效果更好。
混凝技術(shù)的工藝成熟且效果較好,但不足之處是占地面積大、藥劑量大且難以去除浮渣。
(2)SBR法
針對餐飲廢水排放具有間歇性和水質(zhì)、水量較大的波動性,于金蓮等用SBR工藝,通過室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn),考察了污泥濃度及負(fù)荷、曝氣時(shí)間等因素與處理效果的關(guān)系,從而確定其zuijia運(yùn)行周期條件。出水水質(zhì)達(dá)到GB8978-1996二級排放標(biāo)準(zhǔn),該工藝對餐飲廢水的處理具有很強(qiáng)的針對性。
童娜等采用絮凝加藥處理聯(lián)合SBR工藝處理餐飲廢水,運(yùn)行結(jié)果表明,該工藝抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),運(yùn)行穩(wěn)定,操作靈活,出水較好。
*等采用厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)與SBR組合工藝處理餐飲廢水,其中,ABR中活性污泥用餐飲廢水馴化50d,SBR中馴化7d。結(jié)果確定了zuijia處理參數(shù),出水水質(zhì)均達(dá)到*排放標(biāo)準(zhǔn)。
陳威等結(jié)合混凝和SBR處理餐飲廢水,在污泥質(zhì)量濃度為3g/L以上、SVI為100-150mL/g、水力停留時(shí)間不少于6h,出水可達(dá)一級B標(biāo)準(zhǔn)。
夢溫婉等對比研究了SBR法、水解酸化預(yù)處理及兩種工藝組合對餐飲廢水的處理效果,確定了zuijia處理工藝。同時(shí),實(shí)驗(yàn)考察了曝氣時(shí)間“污泥沉降比”溶解氧等因素與處理效果的關(guān)系,從而確定zuijia的反應(yīng)條件。利用水解酸化+SBR組合工藝,提高了廢水的可生化性,為SBR反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了條件,提高了SBR反應(yīng)器的處理效果。同時(shí)削減后續(xù)好氧處理工藝的曝氣量,從而降低工程成本。
目前,SBR法應(yīng)用及其廣泛,其很多變型及其改進(jìn)工藝已成熟應(yīng)用于各種領(lǐng)域,并且效果良好,占地面積小,運(yùn)行穩(wěn)定,抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)。但是其自動化控制要求高,后續(xù)處理設(shè)備要求高,對潷水器要求很高,由于不設(shè)置初沉池,易產(chǎn)生浮渣,不適合農(nóng)村及低耗能地區(qū)的推廣。
(3)膜生物反應(yīng)器法
膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)。以膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)生物處理技術(shù)末端二沉池,在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度,提高有機(jī)負(fù)荷,減少污水處理設(shè)施占地面積,并通過保持低污泥負(fù)荷減少剩余污泥量。主要利用膜分離設(shè)備截留水中的活性污泥與大分子有機(jī)物。
上海同濟(jì)大學(xué)的何磊等考察了平板膜生物反應(yīng)器(MBR)對餐飲廢水的處理效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其對污染物的去除效果較好,隨膜通量提高,出水COD和氨氮濃度稍有升高,MLSS和SV30與粘度之間由很好的線性關(guān)系,結(jié)束運(yùn)行后測試發(fā)現(xiàn),隨著膜通量增大,內(nèi)部阻力比例逐漸增大,而濾餅層阻力和濃度極化阻力比例都逐漸下降。他們還發(fā)現(xiàn)用化學(xué)清洗膜生物反應(yīng)器可改變膜的接觸角度,成為比新膜疏水性更好的膜,并確定了zuijia化學(xué)清洗液的配比。
安喜平等采用膜生物反應(yīng)器(MBR)聯(lián)合高級氧化(AOPs)工藝處理餐飲廢水,結(jié)果顯示,經(jīng)高級氧化預(yù)處理和深度處理后MBR出水COD可從上千降低為幾十毫克。
(4)電化學(xué)法
電化學(xué)法是電解質(zhì)溶液在電流的作用下,發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí),溶液中的有毒有害物質(zhì)在陰陽極發(fā)生氧化還原反應(yīng),降低為低分子有機(jī)物或直接氧化為CO2和H2O。此法處理效果雖然很好,但消耗能源大,不能被廣泛使用。
宋衛(wèi)鋒等對比了自行改裝的直流和脈沖兩用電流對餐飲廢水的處理,發(fā)現(xiàn)脈沖電解比直流電解處理效果要好,并且在去除率相近情況下耗電也較低。
于巧玲等采用電聲H2O2協(xié)同電解絮凝法處理餐飲廢水,確定了zuijia反應(yīng)參數(shù),且可控性較強(qiáng),設(shè)備及操作簡單,同時(shí)又絮凝、氣浮、殺菌的作用。
Rimeh Daghrir等利用電凝法結(jié)合電氧化法對餐飲廢水進(jìn)行處理研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,同在一個(gè)電解池中的配置鐵或鋁電極的雙電極材質(zhì),和配置石墨電極的單極構(gòu)型電極根據(jù)它們能力的不同,同時(shí)產(chǎn)生氧化劑、凝結(jié)劑。相對地原處產(chǎn)生了活性氯(9.6mg/min)的高濃度和鋁(20-40mg Al/L)或鐵(40-60mg Fe=L)。研究還確定了zuijia處理參數(shù),且一噸水的總費(fèi)用為1.56美元,其中包括電耗,藥劑以及污泥處置。
湖南城市學(xué)院的周俊等利用鐵碳微電解工藝對餐飲廢水進(jìn)行預(yù)處理,確定了反應(yīng)時(shí)間、PH、鐵碳質(zhì)量比等zuijia反應(yīng)參數(shù)。降低了后續(xù)處理的難度和費(fèi)用。
(5)生物接觸法
該法的實(shí)質(zhì)是在池中填充填料,已經(jīng)充氧的污水以一定流速流經(jīng)填料上的生物膜時(shí)被生物膜上的微生物攝取利用,從而將污水中的污染物得到去除,使污水得以凈化。它是介于活性污泥法和生物濾池之間的生物處理技術(shù),兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)。
張景麗等針對餐飲廢水污染源較分散、污染嚴(yán)重、處理效果差等特點(diǎn),采用UASB+AF—接觸氧化聯(lián)合工藝對餐飲廢水進(jìn)行處理,當(dāng)總水力停留時(shí)間為8h時(shí)處理效果較好。
趙錦輝等開發(fā)的厭氧—好氧填料床聯(lián)合處理餐飲廢水,確定了上流式厭氧填料床水力停留時(shí)間和總的水力停留時(shí)間,且出水水質(zhì)較好。
張振欣、易友根、孟祥巖等采用水解酸化—生物接觸氧化工藝,分別輔之以混凝、氣浮和過濾處理餐飲廢水,結(jié)果表明此法可有效降低廢水中污染物濃度,達(dá)到國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。
生物接觸氧化法具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力,運(yùn)行方便、操作簡單,易于維護(hù)管理,不需污泥回流。但是,填料易堵塞,布水和曝氣不易均勻,可能在局部不為出現(xiàn)死角。
(6)其他
康建雄等采用遠(yuǎn)紫外光(UV-185)高級氧化技術(shù)對餐飲廢水進(jìn)行氧化,確定了zuijia反應(yīng)條件,且本方法能有效降低COD、氨氮等污染物,可作為后續(xù)生物處理的預(yù)處理。
韓德軍等對餐飲廢水中的微生物進(jìn)行培養(yǎng)、分離,并以黃豆油降解率為指標(biāo)篩選得到兩個(gè)高效菌種—淺白隱球酵母和葡萄球菌屬,并對其進(jìn)行產(chǎn)脂肪酶驗(yàn)證,結(jié)果顯示他們都具有較高的產(chǎn)脂肪酶能力,具有較好的處理餐飲廢水能力。
胡小兵等用厭氧池+人工濕地+人工浮床復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行餐飲廢水的處理研究,結(jié)果表明,預(yù)處理可將大分子有機(jī)物進(jìn)行水解,人工濕地的處理效果良好,后續(xù)人工浮床出水能達(dá)到農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),總體人工濕地復(fù)合系統(tǒng)可行。
丁會請采用A/O+復(fù)合流人工濕地處理工藝處理農(nóng)家樂鄉(xiāng)鎮(zhèn)的酒店、餐飲、生活污水,處理后達(dá)地表水Ⅲ類水,用于農(nóng)田灌溉,工藝簡單,效果好且運(yùn)行穩(wěn)定,費(fèi)用低。
陳晶晶等用負(fù)離子通入水中產(chǎn)生的高活性物質(zhì)對餐飲廢水進(jìn)行處理,考察了時(shí)間對廢水中各污染物的去除效果的影響,分析處理前后廢水組分的變化。研究結(jié)果表明,負(fù)離子于水中所形成的高活性物質(zhì)能使餐飲廢水中大分子有機(jī)物得到有效降解,出水能達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)三級標(biāo)準(zhǔn)。
楊泉鑫等考察Carrousel氧化溝在低污泥濃度運(yùn)行模式處理餐飲廢水,運(yùn)行效果良好,出水水質(zhì)可達(dá)到城市污水綜合排放一級標(biāo)準(zhǔn)和城市雜用水道路清掃、消防水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)行成本較低為0.6元/m3。
溫鋼等從廚房排污口分離篩選出巨大芽孢桿菌,利用紫外誘變使其遺傳物質(zhì)發(fā)生改變,以蛋白質(zhì)降解率為篩選依據(jù)進(jìn)而提高菌株的產(chǎn)蛋白酶能力,在發(fā)酵時(shí)間為120h的前提下,蛋白質(zhì)降解能力提高約10.96%。并且用正交試驗(yàn)確定了蛋白質(zhì)zuijia降解條件:酵母膏zuiyou濃度為2.5g/L,葡萄糖zuiyou濃度為5.0g/L,銅離子zuiyou濃度為1.0g/L,zuiyou裝樣量為40%。
對于餐飲廢水的處理,除了以上研究,還有很多其他處理技術(shù)可行且效果較好。
三、總結(jié)
以上列舉了一些常用的餐飲廢水的處理方法,并進(jìn)行了簡單的說明和比較,然而,面對快節(jié)奏的生活,餐飲廢水的排放也不斷增加,其水質(zhì)及排放的特殊性給現(xiàn)有處理工藝帶來嚴(yán)峻的考驗(yàn),提高和改進(jìn)現(xiàn)有處理工藝,同時(shí)研究和開發(fā)針對餐飲廢水的新型*處理工藝已經(jīng)迫在眉睫。
根據(jù)現(xiàn)有的處理工藝及其存在的問題,未來餐飲廢水處理技術(shù)的方向主要集中在以下幾點(diǎn):
1、高效的油水分離設(shè)施、油分收集系統(tǒng)及廢水處理系統(tǒng)及其一體化研究;
2、投資、維護(hù)費(fèi)用低廉,高效、環(huán)保的處理工藝;
3、具有針對不同地形且與當(dāng)?shù)鼐坝^相協(xié)調(diào)的處理工藝;
4、多種工藝聯(lián)用,經(jīng)濟(jì)適用且能普遍推廣的處理工藝。