0 引言

                  餐饮废水是指由餐饮企业排放的未经处理的废水, 其 特点是量少源多、水质变化大、成分复杂, 是一种以天然大 分子物质为主体污染物的有机废水, 废水可生化性好, 其主 要污染指标是:BOD5 为 300～ 500 mg/ L, CODcr为 200～ 1 000 mg/ L, SS 为30 ～ 168 mg/ L, 油脂为 150～ 421 mg/ L, 氨氮平均 值为6 ～ 50mg/L。 这些有机物若不经处理而排放, 将会严 重污染环境。 

                     1 餐饮废水的油水分离 

                      餐饮废水中的油主要是动植物油, 一般以上浮油、分散 油、乳化油、溶解油、含油固体等形式存在, 其中最难处理的 是高浓度呈乳化状的油脂。 不同的油分宜采用不同的除油 工艺, 根据原理不同 , 分离方法可分为物理方法和化学方 法。 

                      ⑴物理方法 

                      物理分离主要利用油水密度差实现, 对于上浮油、分散 油、含油固体等油类采用传统的上浮法和水力旋流法处理 即可, 但对乳化状食用油脂废水则不能。 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, 它根据粗粒化滤料具有 亲油疏水的性质, 当含油废水通过时, 微小油珠便附聚在其 表面形成油膜, 达到一定的厚度后, 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。 实验 表明:采用粗粒化技术能有效降低餐饮废水中的含油量, 并 能大幅度降低 COD 的浓度。 基于物理方法, 不同的研究者 开发了一些油水分离器。 张霖霖等[ 1] 采用油水分离器用来进行含油废水的油水 分离。其工作原理为废水由进水口入, 经滤网除去固体残 余物, 水中油由下至上经破乳、吸附, 部分油浮水面, 再经滤 油槽收集, 清水则由底部出口处排放。

                       贾随堂等[ 2] 提出一种餐饮废水除油器。 在除油器中污 水经过粗细栅格的除杂稳流后进入重力除油舱, 依靠重力 除去上浮油, 然后剩余废水中的乳化油则在粗粒化介质作 用下粗粒化后与水分离, 最后污水由溢流管排  出。

                          ⑵化学方法

                         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, 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。 韩香云[ 3] 通过破乳技术来处理餐饮含油废水, 洗涤剂 的使用使得餐饮业含油废水中油呈乳化状, 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。 在 对破乳剂的选用上, 实验表明:聚合硫酸铁、腐植酸钠、聚丙 烯酰胺混合使用效果明显, 油渣与水分层迅速。 汪习生等[ 4] 探讨了餐饮泔水油的前处理工艺及废水治 理措施, 他用硫酸酸析法将油脂分离出来后回收利用, 并且 指出前处理实验室试验方法中酸析的加酸量以 pH 2 ～ 3 为 最佳条件。

                        2 油水分离后废水的处理 

                       在除去大部分油脂后的废水中主要污染物为各种蛋白 质和淀粉类等有机污染物, 目前针对这种污水的研究较多, 有些研究没有考虑到将油水预先分离, 但其方法亦可用于 此种废水处理。

                        ⑴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ζ电位, 使胶粒间最大排斥能降低, 从而使 胶粒脱稳。 丁保宏等[ 5] 以聚硅酸铝为混凝剂, 用化学法絮凝处理 餐饮废水。 考察酸度、混凝剂加入量、搅拌速度、搅拌时间、 沉降时间对 COD 去除率的影响, 结果表明:酸度在 pH 9～ 11 范围内, 每 100 ml 污水中聚硅酸铝加入量为 0 .2 ml , 搅拌速 度为 45 r/min, 搅拌 15 s, 沉降 15 min 后, COD 去除率可达 88 %。尹艳华等[ 6] 研究了碱式氯化铝、硫酸铁、氯化铝、硫酸 亚铁、硫酸铝钾五种单一絮凝剂和硫酸铝钾+聚丙烯酰胺 复合絮凝剂对餐饮废水的处理效果, 结果表明 :硫酸铝钾+ 聚丙烯酰胺复合絮凝剂优于单一絮凝剂的絮凝效果, 使用 复合絮凝剂可使 COD 去除率达到 83 .3%, 浊度去除率达到 76 .9%, 且投药量及投药方式、pH 值对处理效果都有很大 影响。孙鸿燕等[ 7] 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 中絮凝效果作了研究。 结果表明:与普通絮凝剂相比, 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。 Xue mingChen 等[ 8] 采用电絮凝法处理餐饮废水, 通过 对油脂含量高, 不同 COD、BOD 和 SS 浓度的餐饮废水的电 絮凝实验表明:Al 电极优于 Fe 电极;进水 pH、电导率和电 流密度不影响污染物的去除效率 ;A1 电极消耗范围是 17 .7g/m3 ～ 106 .4g/ m3 , 电耗小于 15kW·h/m3 , 试验污水的油脂去除 率大于 94%, 电絮凝能中和废水的 pH。 潘怀玉等[ 9] 对利用电凝聚气浮法处理餐饮废水进行了 研究。 该方法利用金属电极电解出阳离子后使水中污染物 絮凝, 同时电解产生的气泡与絮凝体附着在一起, 使其上 浮, 考察了废水电导率、浓度、pH 及极距、电流密度、电解时 间等因素对 COD 去除率的影响。 结果表明:最主要的影响 因素为电流密度及电解时间。

                        ⑵生物法 由于餐饮废水中 BOD/COD>0 3, 具有可生化性好这一 特点, 在先除去油脂, 不影响后续生化反应的前提下, 可利 用生物法来处理餐饮废水。 孙水裕等[ 10] 在传统的生物处理废水的基础上, 研究了 在常规活性污泥法中加入适量强磁性粉末净化处理餐饮废 水的方法, 通过与普通活性污泥法的平行试验 。结果表明: 磁粉强化活性污泥法适宜的磁粉加入量为 700 mg/ L, 磁粉粒度< 1μm, COD 去除率和出水透光率都优于普通活性污 泥法, 活性污泥絮体结构和沉降性能明显改善。 张景丽等[ 11] 采用 UASB +AF—接触氧化联合工艺对餐 饮废水进行处理。 研究表明:当联合工艺的总水力停留时 间为 8 h , 工艺对餐饮废水处理效果良好, COD、NH3-N 、TP、SS 的去除率分别为91.77 %～ 98 .20%、88.02%～ 96 .00%、56. 32 %～ 92 .14%、85.00 %～ 90 .91%, 出水中 COD、NH3-N、SS 达到 GB8978 -1996 中的一级标准。 谢涛等[ 12] 采用反应、脱膜和生物载体分离一体化的三 相生物流化床反应装置, 进行工艺集成处理餐饮业废水, 研 究了设备参数和操作参数对处理过程的影响。 对于餐饮业 废水, 在进水 COD 350 ～ 1 350 mg/L, BOD 210～ 490 mg/L 时, COD 去除率达 93.2 %, BOD 去除率达 95.2 %。

                          ⑶生物膜法 膜生物反应器(MBR)是由膜组件与生物反应器相结合 的一个生化反应系统, 可同时对污水进行生物处理和固液 分离。 尹艳华等[ 13] 利用单通道管状陶瓷生物膜反应器对 餐饮废水进行了处理研究。 研究结果表明:餐饮废水经膜 生物反应器处理后, 出水水质好, 完全满足污水综合排放标 准(GB8978 -96)的一级标准 , 还可达到中水回用 水质标准, 其膜通量与压力和温度有关, 并且膜面流速不是越高越好。

                          ⑷膜法 膜法主要利用微孔过滤原理。 陈广春等[ 14] 研究了无 机陶瓷膜处理餐饮废水的操作条件对膜通量及 COD 去除 率的影响。 实验结果表明:操作参数对膜通量及餐饮废水 的 COD 去除率均有一定影响。 小孔径的陶瓷膜对 COD 的 去除效果较好;进水浓度越高, COD 的去除率越高;而膜内 压力对 COD 去除率的影响不大。 何毅等[ 15] 采用无机膜—好氧组合工艺对高浓度餐饮 废水(COD 15 000 mg/L)进行处理。 考察了进水 COD 浓度、 溶解氧浓度 、水力停留时间对好氧反应器处理效果的影响。 结果表明:当水力停留时间大于 56 h 时, 废水的 COD 去除 率高于 90 %, 温度对处理效果影响不大。 对好氧出水用无 机膜进行分离, 最终出水 COD 小于 25 mg/ L , 浊度小于 1 NTU。

                      ⑸微电解—电解法 林美强等[ 16] 提出微电解电解法来处理含油餐饮废水。 针对目前电解法处理餐饮废水中存在的电能消耗高 , 电极 寿命短等问题, 采用微电解———电解法处理技术, 通过实验 室试验和现场扩大试验表明:电解前的微电解预处理, 可有 效地去除部分污染物, 并提高被处理废水的导电性, 使电解 设备可在较低的电流密度下运行而达到单一电解较高电流 密度时的处理效果, 且电能消耗降低 40%以上, 并有利于 减少电极表面污垢的产生, 延长电极的寿命, 从而降低处理 成本。

                           ⑹机械法 罗树雄等[ 17] 将餐饮污水中有营养价值的固体物质经 过粉碎、固液分离和烘干消毒等工序后打包统一收集。含油污水经过油水分离后, 废油回收, 废水排入下水道。

                           3 油水分离后油的处理

                          餐饮废水中含有大量的油脂, 该部分油脂经油水分离 器分离后与一些密度比水小的物质如菜叶等混合在一起, 如何对这部分物质进行处理和回收, 国内少见研究, 仅见冀 星等[ 18] 在分析了隔油池垃圾的组成, 指出隔油池垃圾是以 油脂为黏合剂将水、胶质和固型物联系在一起构成的连续 相, 他考察了熬制法和静态压榨法的温度、压力以及特殊射 线辐射等分离方法对隔油池垃圾分离地沟油效果的影响, 开发了利用破胶剂破坏连续相, 然后根据密度不同分离地 沟油的方法, 在此基础上研制了地沟油分离机械, 并考察了 该机械性能。 现实生活中这部分油脂被不法分子收集后和泔水混合 以后通过加热脱色后提炼成所谓的“ 地沟油” , 在市场上以 散装色拉油名义销售。 地沟油处理过程首先是将地沟油加 热并滤去固体杂质, 使地沟油中的油从水分和其它垃圾中 分离出来, 这一步生成“ 重油” ;第二步脱色:“ 重油” 被倒进 过滤机, 加入白土后发生反应, 原本的褐红色变得清澈透 明;第三步是水洗:把经过脱色的油倒人一个大水池后搅 拌, 去除杂质, 并进一步脱色;最后一步是抽真空:把油放人 一个真空罐后加温, 起到去除异味的作用。 经过这四步处 理,“ 地沟油” 最终被运往批发市场, 掺入色拉油和棕榈油后 以色拉油名义销售。 提炼后餐饮废油可以用作生物柴油原料[ 19 ～ 26] 或直接 用于燃烧[ 27] , 这样既减少了地沟油对居民的危害, 又增加 了绿色生物能源的原料来源。

                         4 小结

                        餐饮废水的污染已经引起人们的重视, 虽进行了一定 的研究, 但在现有处理方法中依然存在不完善的地方。 油 水分离后废水的处理、处理设备小型化和分离出的油脂的 提炼将是今后研究的重点问题。

                        原标题：餐饮废水处理方法研究

                        原作者：张向前 ,李维群 ,杜连海 ,韩晓晗