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餐饮废水处理最佳可行技术比较

西部环保在线 2019-04-14 14:40:52

环保面前,没有旁观者


随着餐饮行业地位的提升,餐饮废水量也越来越大。然而,餐饮废水的直接排放或处理不达标排放,会对城市污水处理厂造成较大压力。那么,餐饮废水处理可行技术又有哪些呢?

  
  餐饮废水处理最佳可行技术比较
  
  餐饮废水主要是餐饮行业在营业过程中产生的各种废水的混合,包括洗菜、淘米、烹饪煮饭和洗刷碗筷过程中产生的潲水、泔水。随着我国第三产业—餐饮业的不断发展,人们快节奏的生活以及流动人口的不断增加,餐饮行业在人们生活中的地位也越来越重要,随之产生的餐饮废水量也越来越大,由此带来的环境污染问题也日益突出。据统计,全国一百多个大中型城市餐饮业,每天产生的废水量就接近300万吨,约占城市生活污水总排放量的3%,但其中的有机物含量却占总负荷的三分之一之多,并且这种状况还有不断增加的趋势。餐饮废水的直接排放或处理不达标排放,会对城市污水处理厂造成较大压力。在管网配套不健全的地区,产生的问题更加突出。这类废水如果直接排放至附近水体,不仅会对其造成污染,造成水体富营养化等问题,还会对人类的身心健康构成威胁。
  
  因此,从源头加强餐饮废水的排放管理力度,研究、开发具有针对性的较高处理效果,同时又经济、易操作的餐饮废水处理设备,同时加强对餐饮废水处理设施、设备的管理和维护,已经成为当务之急。
  
  一、餐饮废水特征
  
  餐饮废水成分复杂,PH较低、SS高、浊度大、有机物含量高,主要包括食物纤维、淀粉、脂肪、动植物油脂、各种作料、洗涤剂和蛋白质等。根据部分地区餐饮废水检测表明:餐饮废水中COD为300-2633mg/L,SS为300-400mg/L,NH4 -N为6-50mg/L,BOD5为300-900mg/L,pH为5.81-6.55,TN为3.4-45mg/L,含油量为6.7-20mg/L。
  
  但是,餐饮废水的水质、水量受人们生活及饮食习惯的影响很大,有时候一些地方的餐饮废水中各污染物含量更多,是普通餐饮废水中含量的数十倍。再加上空间的局限性,给这类废水的处理带来了更加苛刻的困难。
  
  二、餐饮废水的主要处理技术
  
  餐饮废水由于其水质的特殊性,其处理一般分为预处理和处理两个阶段,在实际应用中往往采用多种技术联用,处理的主要目标也是围绕去除餐饮废水中的COD、悬浮物及动植物油类展开。预处理是处理过程的基础,处理是预处理过程的深化,两者缺一不可。
  
  1、餐饮废水的预处理技术
  
  餐饮废水中含有大量的悬浮物质和动植物油脂,而动植物油会阻隔大气中的溶解氧进入到水体,在处理过程中油类还会包裹在微生物周围造成其缺氧死亡,影响处理效果。大量的悬浮物质多为食物碎屑,颗粒较大,难以被微生物所利用,而且在处理过程中容易造成处理设施堵塞,给处理带来困难。因此,对餐饮废水进行预处理成为处理过程中一项很重要的环节和手段。
  
  预处理技术主要采用的是粗粒化法、吸附法、气浮法及电化学法等。
  
  (1)粗粒化法
  
  粗粒化法又称聚结过滤法。采用亲油疏水性材料,当含油废水通过时,微小油珠附聚其表面形成油膜,达到一定厚度时,在浮力和水流剪力的作用下,脱离滤料表面,形成颗粒大的油珠浮升到水面,进行油水分离。
  
  刘蓉等对比了W型和H型改性聚丙烯纤维两种粗粒化材料对乳化食用油脂废水的处理效果,结果显示H型比W型的除油性能好,采用粗粒化技术能有效降低餐饮废水中含油量,并能大幅度降低COD浓度,有利于后续的生化处理。
  
  曹书翰等采用超声波对比传统静置上浮法处理餐饮废水中的乳化油,结果发现影响除油率的主次顺序为时间、功率、油体积分数、温度、乳化剂体积分数。并利用粗粒化法自行设计了一种油水分离器,研究影响除油率的几种因素。试验结果表明,选用亲油性粗粒化材料聚丙烯板呈15º角放置;温度升高(可提高除油率);进水体积流量在150L/h左右时,除油率可达82%,且该出油工艺有效可行,应用前景广阔。
  
  (2)吸附法
  
  吸附法是利用多孔材料,使废水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。根据固体表面吸附力的不同,可分为物理吸附和化学吸附两种。但他们并不是孤立的,往往是相伴发生的。由于吸附质、吸附剂及其他因素的影响,吸附的效果也不尽相同。因此,未来高效吸附剂的研发以及吸附剂的再生利用是吸附分离技术的研究重点。
  
  朱友春等以磁性物质作为材料,利用油珠的磁化效应,将磁粉与含油废水混合,使油脂在磁粉上粘附,然后再通过磁性分离装置,将磁粉及其吸附的油脂留在磁场,从而达到与水分离的目的。结果表明,加入磁粉后出水含油量大幅度降低,并验证了乳化油带负电,磁粉颗粒带正电,磁粉与油的结合除了直接吸附外,较细的磁粉还可通过磁絮凝的方式与油珠集合。
  
  丛俏等将餐饮废水经砂滤后在中间池进行曝气,然后通过固定好微生物的生物活性炭纤维柱,测定出水。结果表明,采用砂滤—固定化生物活性炭纤维处理餐饮废水,对浊度、COD、UV254去除效果良好,出水水质稳定。
  
  张凤娥等采用格栅—沉淀—吸附工艺处理餐饮废水,用特质无纺布和改性纤维球过滤后利用核桃壳颗粒吸附,得知:不需改变pH直接投加核桃壳颗粒30g/L,吸附20min,振荡120r/min,30℃时,对COD和含油量的去除率均达到69%以上。
  
  (3)气浮法
  
  气浮法是通过某种方法产生大量的微气泡,使其与废水中密度接近于水的固体或液体污染物微粒粘附,形成密度小于水的气浮体,上浮至水面形成浮渣,进行分离。主要用于去除比重小于1的悬浮物、油类和脂肪。结合絮凝剂的使用,还能进一步提高去除效果。
  
  汪群慧等在对含油餐饮废水进行预处理时发现,在同等或相近条件下,新型微气泡气浮工艺与普通压力溶气气浮工艺。
  
  WayneChung等采用一种集混凝、絮凝和浮选过程为一体的化学溶气浮选系统处理餐饮废水,结果发现餐饮废水的浊度、油脂、TSS、BOD5和COD的去除率都很高,表明:化学溶气浮选系统是有效去除餐饮废水中污染物的一种前处理方法。
  
  气浮法具有较好的效果,且占地小,但是消耗的动力大,结构复杂且后期维护困难。新型气浮装置中气泡产生及溶气系统的研发及改进成为突破现有气浮装置的难点。
  2、餐饮废水的处理技术
  
  (1)混凝技术
  
  混凝是水处理应用中的一个很重要的方法,不但能去除水中细小的悬浮物和胶体污染物质,还能除油和脱色。其原理是利用混凝剂或助凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳,产生凝聚后絮凝沉淀,去除水中的悬浮物质和可溶性污染物质。
  
  董晓丹等利用自制复合混凝剂处理餐饮废水,通过对工艺指标的优化,COD去除率达到90%以上,处理水达到了城市下水道接纳水质标准,经进一步砂滤处理后,出水可达到国家二级排放标准。
  
  孙鸿燕等考察了PAC、PAFC、PFS三种絮凝剂及其复合磁絮凝剂在高、低两种浓度餐饮废水中的絮凝效果,并对PFS-PAM-磁粉组合的复合磁絮凝剂在高浓度餐饮废水中絮凝效果作出了研究。结果表明,与普通的絮凝剂相比,在高浓度餐饮废水中,PFS-PAM-磁粉组合的复合磁絮凝剂能进一步提高絮凝效果,缩短废水分离时间,并使污泥体积减少一半。
  
  陈威等研究发现,对于COD在3000mg/L左右的餐饮废水,混凝阶段时,投加PAC(50mg/L)加PAM(30mg/L)的量为最佳混凝药剂组合,可使餐饮废水中的COD降低至480mg/L左右。并且,对于悬浮物质量浓度很高的餐饮废水,投加混凝剂的顺序也不同于一般污水沉降处理过程,为:先加PAM,后加PAC,如此能对絮凝起到强化作用,去除效果更好。
  
  混凝技术的工艺成熟且效果较好,但不足之处是占地面积大、药剂量大且难以去除浮渣。
  
  (2)SBR法
  
  针对餐饮废水排放具有间歇性和水质、水量较大的波动性,于金莲等用SBR工艺,通过室内模拟实验,考察了污泥浓度及负荷、曝气时间等因素与处理效果的关系,从而确定其最佳运行周期条件。出水水质达到GB8978-1996二级排放标准,该工艺对餐饮废水的处理具有很强的针对性。
  
  童娜等采用絮凝加药处理联合SBR工艺处理餐饮废水,运行结果表明,该工艺抗冲击负荷能力强,运行稳定,操作灵活,出水较好。
  
  胡志强等采用厌氧折流板反应器(ABR)与SBR组合工艺处理餐饮废水,其中,ABR中活性污泥用餐饮废水驯化50d,SBR中驯化7d。结果确定了最佳处理参数,出水水质均达到国家一级排放标准。
  
  陈威等结合混凝和SBR处理餐饮废水,在污泥质量浓度为3g/L以上、SVI为100-150mL/g、水力停留时间不少于6h,出水可达一级B标准。
  
  梦温婉等对比研究了SBR法、水解酸化预处理及两种工艺组合对餐饮废水的处理效果,确定了最佳处理工艺。同时,实验考察了曝气时间“污泥沉降比”溶解氧等因素与处理效果的关系,从而确定最佳的反应条件。利用水解酸化 SBR组合工艺,提高了废水的可生化性,为SBR反应器的稳定运行创造了条件,提高了SBR反应器的处理效果。同时削减后续好氧处理工艺的曝气量,从而降低工程成本。
  
  目前,SBR法应用及其广泛,其很多变型及其改进工艺已成熟应用于各种领域,并且效果良好,占地面积小,运行稳定,抗冲击负荷强。但是其自动化控制要求高,后续处理设备要求高,对滗水器要求很高,由于不设置初沉池,易产生浮渣,不适合农村及低耗能地区的推广。
  
  (3)膜生物反应器法
  
  膜生物反应器是膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型态废水处理系统。以膜组件代替传统生物处理技术末端二沉池,在生物反应器中保持高活性污泥浓度,提高有机负荷,减少污水处理设施占地面积,并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用膜分离设备截留水中的活性污泥与大分子有机物。
  
  上海同济大学的何磊等考察了平板膜生物反应器(MBR)对餐饮废水的处理效果,结果发现其对污染物的去除效果较好,随膜通量提高,出水COD和氨氮浓度稍有升高,MLSS和SV30与粘度之间由很好的线性关系,结束运行后测试发现,随着膜通量增大,内部阻力比例逐渐增大,而滤饼层阻力和浓度极化阻力比例都逐渐下降。他们还发现用化学清洗膜生物反应器可改变膜的接触角度,成为比新膜疏水性更好的膜,并确定了最佳化学清洗液的配比。
  
  安喜平等采用膜生物反应器(MBR)联合高级氧化(AOPs)工艺处理餐饮废水,结果显示,经高级氧化预处理和深度处理后MBR出水COD可从上千降低为几十毫克。
  
  (4)电化学法
  
  电化学法是电解质溶液在电流的作用下,发生电化学反应时,溶液中的有毒有害物质在阴阳极发生氧化还原反应,降低为低分子有机物或直接氧化为CO2和H2O。此法处理效果虽然很好,但消耗能源大,不能被广泛使用。
  
  宋卫锋等对比了自行改装的直流和脉冲两用电流对餐饮废水的处理,发现脉冲电解比直流电解处理效果要好,并且在去除率相近情况下耗电也较低。
  
  于巧玲等采用电声H2O2协同电解絮凝法处理餐饮废水,确定了最佳反应参数,且可控性较强,设备及操作简单,同时又絮凝、气浮、杀菌的作用。
  
  RimehDaghrir等利用电凝法结合电氧化法对餐饮废水进行处理研究,实验结果显示,同在一个电解池中的配置铁或铝电极的双电极材质,和配置石墨电极的单极构型电极根据它们能力的不同,同时产生氧化剂、凝结剂。相对地原处产生了活性氯(9.6mg/min)的高浓度和铝(20-40mgAl/L)或铁(40-60mgFe=L)。研究还确定了最佳处理参数,且一吨水的总费用为1.56美元,其中包括电耗,药剂以及污泥处置。
  
  湖南城市学院的周俊等利用铁碳微电解工艺对餐饮废水进行预处理,确定了反应时间、PH、铁碳质量比等最佳反应参数。降低了后续处理的难度和费用。
  
  (5)生物接触法
  
  该法的实质是在池中填充填料,已经充氧的污水以一定流速流经填料上的生物膜时被生物膜上的微生物摄取利用,从而将污水中的污染物得到去除,使污水得以净化。它是介于活性污泥法和生物滤池之间的生物处理技术,兼具两者的优点。
  
  张景丽等针对餐饮废水污染源较分散、污染严重、处理效果差等特点,采用UASB AF—接触氧化联合工艺对餐饮废水进行处理,当总水力停留时间为8h时处理效果较好。
  
  赵锦辉等开发的厌氧—好氧填料床联合处理餐饮废水,确定了上流式厌氧填料床水力停留时间和总的水力停留时间,且出水水质较好。
  
  张振欣、易友根、孟祥岩等采用水解酸化—生物接触氧化工艺,分别辅之以混凝、气浮和过滤处理餐饮废水,结果表明此法可有效降低废水中污染物浓度,达到国家污水排放标准。
  
  生物接触氧化法具有较强的抗冲击负荷能力,运行方便、操作简单,易于维护管理,不需污泥回流。但是,填料易堵塞,布水和曝气不易均匀,可能在局部不为出现死角。
  
  (6)其他
  
  康建雄等采用远紫外光(UV-185)高级氧化技术对餐饮废水进行氧化,确定了最佳反应条件,且本方法能有效降低COD、氨氮等污染物,可作为后续生物处理的预处理。
  
  韩德军等对餐饮废水中的微生物进行培养、分离,并以黄豆油降解率为指标筛选得到两个高效菌种—浅白隐球酵母和葡萄球菌属,并对其进行产脂肪酶验证,结果显示他们都具有较高的产脂肪酶能力,具有较好的处理餐饮废水能力。
  
  胡小兵等用厌氧池 人工湿地 人工浮床复合系统进行餐饮废水的处理研究,结果表明,预处理可将大分子有机物进行水解,人工湿地的处理效果良好,后续人工浮床出水能达到农田灌溉水质标准,总体人工湿地复合系统可行。
  
  丁会请采用A/O 复合流人工湿地处理工艺处理农家乐乡镇的酒店、餐饮、生活污水,处理后达地表水Ⅲ类水,用于农田灌溉,工艺简单,效果好且运行稳定,费用低。
  
  陈晶晶等用负离子通入水中产生的高活性物质对餐饮废水进行处理,考察了时间对废水中各污染物的去除效果的影响,分析处理前后废水组分的变化。研究结果表明,负离子于水中所形成的高活性物质能使餐饮废水中大分子有机物得到有效降解,出水能达到污水综合排放标准三级标准。
  
  杨泉鑫等考察Carrousel氧化沟在低污泥浓度运行模式处理餐饮废水,运行效果良好,出水水质可达到城市污水综合排放一级标准和城市杂用水道路清扫、消防水质标准,运行成本较低为0.6元/m3。
  
  温钢等从厨房排污口分离筛选出巨大芽孢杆菌,利用紫外诱变使其遗传物质发生改变,以蛋白质降解率为筛选依据进而提高菌株的产蛋白酶能力,在发酵时间为120h的前提下,蛋白质降解能力提高约10.96%。并且用正交试验确定了蛋白质最佳降解条件:酵母膏最优浓度为2.5g/L,葡萄糖最优浓度为5.0g/L,铜离子最优浓度为1.0g/L,最优装样量为40%。
  
  对于餐饮废水的处理,除了以上研究,还有很多其他处理技术可行且效果较好。
  
  三、总结
  
  以上列举了一些常用的餐饮废水的处理方法,并进行了简单的说明和比较,然而,面对快节奏的生活,餐饮废水的排放也不断增加,其水质及排放的特殊性给现有处理工艺带来严峻的考验,提高和改进现有处理工艺,同时研究和开发针对餐饮废水的新型特有处理工艺已经迫在眉睫。
  
  根据现有的处理工艺及其存在的问题,未来餐饮废水处理技术的方向主要集中在以下几点:
  
  1、高效的油水分离设施、油分收集系统及废水处理系统及其一体化研究;
  
  2、投资、维护费用低廉,高效、环保的处理工艺;
  
  3、具有针对不同地形且与当地景观相协调的处理工艺;
  
  4、多种工艺联用,经济适用且能普遍推广的处理工艺。


       来源:水工业市场杂志



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