理学]2100立方米每天餐饮废水处理工程

理学]2100立方米每天餐饮废水处理工程内容摘要：

..................................................................................... 53 1 绪 论 1 1 绪 论 工程背景 餐饮废水的来源及特点 改革开放以来，随着社会经济的迅猛发展，现在随着各类服务性营业网点的迅速建立，油脂及其制品用量也与日俱增，由此产生的各类污水排放也日渐增多，尤其是各类饮食场所的污水。 城市中各种大型餐厅、高级酒店每天都要排出大量含有油脂（包括动植物油）的废水，未经处理就直接排放到地表水体，对环境造成的威胁已不容忽视 [1]。 就以广州市为例，该市目前有大大小小的餐馆、饭店约 ，每天因洗涤菜肴、碗盆所排放的废水超过 12万吨。 监测表明，这类污水平均每吨含有浓度油、悬浮物等污染物约。 由此推算，每年随餐饮废水排出的各类污染物就达 8万多吨。 这些未经处理净化的餐饮污水通过地下沟系等流入珠江等河道，造成的污染可想而知。 餐饮污水中的悬浮杂质可分为两类 :一类是以高分子脂类及其衍生物为主的油类，另一类是以不溶性蛋白、纤维质、淀粉质态的非溶解性有机物形式存在的饭菜碎粒。 1996年，据有关部门对广州市区 100家餐饮单位总排 放口的废水进行取样调查，其调查结果表明 ： 餐饮类废水与一般生活污水相比，除 NH3N浓度较低外，其他污染物浓度均比生活污水高，尤其是动植物油浓度比一般生活污水的浓度高得多 [2]。 由于上述餐饮单位的厨房大多布置拥挤，可利用空间极其有限，对污水处理设备的要求极为苛刻。 事实上，处理设备占地 ，占地 1平方时已只限于较大型和正规的厨房选用，大于这一占地面积的设备则难以适应要求。 由于尺寸限制，污水在设备内的停留时间一般不能超过 20min。 而且，采用由管道输送集中处理也不可行，因为污水悬浮物含量过高导 致沉积物阻塞管道。 因此，只能寻求某种高效的处理方法，通过大幅度降低有机物的含量来达到规定的出水标准。 餐饮废水指的是由餐饮业排放的未经处理的废水，其主要成分是剩余食物和水，以淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机物为主要成分，具有营养成分高、含水率高、油脂和盐分含量高、易腐发酵发臭等特点 [3]。 主要来源于食品的准备、餐具的洗涤、食广东工业大学本科毕业设计 2 物残余的渗沥液等。 由于餐饮业的特征，餐饮废水具有排放分散水质波动大等特点。 食物准备阶段产生的废水，主要包含肉食品准备的动物油脂、泥沙等；餐具的洗涤废水包含大量的洗涤剂以及动植物油脂等 ；食物残余产生的渗沥液是一种典型的高浓度有机废水，其 COD质量浓度高达 5～ 6万 mg/L，同时由于就餐人员的复杂性。 还存在病毒污染。 总体上，餐饮废水的污染特征主要体现为高浓度的有机污染据资料报道餐饮废水排放量约占城市生活污水排放量的 3％ ， 但其 BOD和 COD的污染负荷却占总负荷的 l/3[2]。 可见，餐饮废水已经成为城市的主要高浓度污染源之一，对城市周围水体污染以及城市污水处理厂的负荷增加具有相当大的影响。 餐饮业的发展在丰富人民生活的同时，一系列环境问题也随之产生了。 具体来讲，餐饮业形成的环境影响有：噪声、油烟 、餐饮废弃物、高浓度餐饮废水的排放等。 目前，有关餐饮业的噪声扰民、油烟排放对周边居民的直接影响以及纠纷频发，得到了餐饮业主的普遍重视。 均相应地采取了一定的处理措施相比之下，餐饮废水的达标排放工作相对滞后。 大量的餐饮废水直接排入城市下水管网 ， 造成了较严重的环境污染 [4]。 可见餐饮废水是高浓度污染源，是城市周围水体受污染的主要原因之一。 随着城市环境管理水平的提高及排放标准的严格，餐饮废水排放前要达到污水排人城市下水道水质标准，否则面临超标罚款和搬离市中心的危险。 因此，餐饮废水的治理达标排放具有重要的现实意义。 餐饮废水的危害 这些含油废水如果直接排放到水体中去，会使水体的感观性状（色、味）发生改变，不仅影响水体的使用价值，而且会危害水资源和人类健康。 具体说来，有以下几种危害： 恶化水质，危害水产资源 流失到水体中的可浮油，极易扩散形成油膜。 有资料表明 ， 为 104mm，面积为 104m2的油膜。 这些油膜覆盖在水体表面，阻碍了大气复氧，截断了水体中氧的来源。 同时，混溶在水体中的乳化油和溶解油，由于好氧微生物的作用，在逐渐分解过程中又消耗了水中的溶解氧。 资料显示 1mg油氧化时约需 3～ 4mg氧。 因此能使水体形成严重的缺氧状态，水体变黑变臭，水生生物缺氧，甚至窒息死亡。 此 外，油类分解为 CO2和 H2O，严重时，由于水体中二氧化碳浓度增高，使得水体 ph值降1 绪 论 3 低到正常范围以下，从而导致鱼类和水生生物不能生存。 每年由于各种各样的原因，油类对水生生物造成的危害达数亿美元。 而近年 50来，由于油类的污染，内海生物灭绝超过 1000种，近年 20海洋生物减少了 20％。 影响农作物生长 含油废水流失到土壤中，由于土层对油污的吸附和过滤截留作用，会在土壤孔隙间形成油膜。 从而隔绝了空气透人 ，阻碍土壤微生物的增殖，破坏土层团粒结构，使土壤抽质化。 同时，油珠粘附在农作物的根部、茎部，直接影响作物对养分的吸收，造成农作物减产或死亡。 而油类中一些有毒有害物质也可能被农作物吸收，残留或富集在植物体内，既影响作物的品质，又可能最终危害人体健康。 危害人体健康 矿物油类及其分解产物中，存在着多种有毒有害物质。 这些物质在水体中被水生生物摄取、吸收、富集，可造成水生生物畸形。 而分散在水体中的油珠还可能被水生生物粘附或吸附，最终通过食物链的作用进人人体，使胃、肠、肝、肾等组织发生病变，直接危害人体健康 [4]。 影响自然景观 漂浮在水面的油膜对光折射后，会形成七色彩虹颜色，以及因其导致水体缺氧而产生的恶臭，都能极大程度地降低水体的审美价值。 即使混溶在水体中的乳化油，也能相互聚集形成油一湿团块，或粘附在水体中的固体漂浮物上，形成所谓的油疙瘩。 这些油疙瘩聚集在沿岸、码头、风景区，形成大片黑褐色的固体块、使自然景观遭到破坏。 污染大气 油类在水体中以油膜形式漂俘在水面，表面积极大，在各种自然因素作用下，其中一部分组分和分解产物会挥发进人大气，污染和毒化水体上空和周围的大气环境。 由于扩散和风力的作用，可以使污染 范围扩大。 影响市排水管网过水能力，加大管网清淤管理费用 排污水中的油脂容易凝结在管道内壁，形成厚厚的油脂层（特别是在冬季），使管道过水能力减小，甚至堵塞 [2]。 油脂堵塞的管道清通非常困难，甚至用高温碱水冲刷也无济于事。 其它危害 广东工业大学本科毕业设计 4 由于水流流动、大雨及其它因素，含油废水以及被其污染水域中的油分可以转移到未污染的水域，造成更大面积的污染，甚至威胁到饮用水水源 ， 严重污染的水面甚至有可能会发生火灾。 由渗水作用以及地下水的流动，含油废水还可能会影响地下水的水质。 2 设 计 依 据 5 2 设 计 依 据 设计任务 在查阅文献，分析国内外餐饮废水的处理技术状况和面临问题的基础上，根据本课题所提供的水量和水质状况设计一套处理效果好、处理费用低，性能稳定处理工艺。 设计的基本资料 废水进水水质 COD 800mg/l， BOD5 450 mg/l， SS 350 mg/l， NH3N 40 mg/l，油类 200 mg/l， pH 69。 出水要求达到水质 废水经处理系统处理后，出水水质指标要求达到 《污水综合排放标准》（ GB8978－ 96）一级排放标准的限值 ， COD 100 mg/l， BOD5 20 mg/l， SS 70 mg/l， NH3N 15mg/l，油脂 10 mg/l， pH 69。 主要涉及规范和标准 《城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准》（ GJ 3189） ； 《生物接触氧化法设计规程》（ CECS 1282020） ； 《环境工程手册》及有关国家设计标准及规定 ； 《污水综合排放标准》（ GB8978－ 96） ； 《室外排水设计规范》（ GBJ1487） ； 《 给排水制图标准 》 （ GB/T 501062020）。 设计原则 本设计方案严格 执行国家有关环境保护的各项规定 ， 废水处理后必须确保各项出水水质指标均达到城市废水排放要求 ； 广东工业大学本科毕业设计 6 针对本工程的具体情况和特点 ， 采用成熟可靠的处理工艺和设备 ， 尽量采用新技术、新材料 ， 实用性与先进性兼顾 ,以实用可靠为主 ； 处理系统运行应有较大的灵活性和调节余地 ， 以适应水质、水量变化 ； 管理、运行、维修方便 ， 尽量考虑操作自动化 ， 减少劳动强度 ； 在不影响处理效果的前提下 ， 充分利用原有的构筑物和设施 ， 节省工程费用 ，减少占地面积和运行费 ； 降低噪声 ， 改善废水处理站及周围环境 ； 本处理工艺流程要求耐冲击 负荷 ， 有可靠的运行稳定性。 3 厂址的选择及说明 7 3 厂址的选择及说明 污水厂厂址选择应根据选项条件和要求综合考虑，选出适用可靠、管道系统优化、工程造价低、施工及管理条件的厂址。 应考虑以下几方面 ： 应符合城市或企业现状和规划对厂址的要求； 应与选定的污水处理工艺相适应； 厂址选择，应尽量做到少占农田和不占良田，选择在有扩建条件的地方，为今后发展留有余地； 厂址必须位于给水水源下游，并应设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的下风向，为保证卫生要求，厂址应与城镇、厂区、生活区及农村居民点保持约300m以上 的距离，但也不宜太远； 厂址应在工程地质条件较好的地方，在有抗震要求的地区还应考虑地震、地质条件； 厂址应尽量靠近供电电源，以利安全运行和降低输电线路费用 ； 当地处理后的污水或污泥用于农业、工业或市政时，厂址应考虑与用户靠近，或方便运输，当处理水排放时，应与受纳水体靠近 ； 要充分利用地形优势。 4 国内外的餐饮废水处理工艺 9 4 国内外的餐饮废水处理工艺 餐饮废水经过预处理后，仍具有高有机物、高 SS的特点。 国内外学者研究了很多对餐饮废水具有针对性的处理方法，这些方法大致可以分为物理化学法、电化学法、生物法。 这三种方法的 侧重点不同，生物法主要是去除废水中的高浓度有机物质，物理化学法及电化学法主要是去除废水中高浓度的各种油份。 物理化学法 餐饮废水中的污染物主要以胶体和悬浮物的形态存在，其主要成分为淀粉、蛋白质、动植物油脂、洗涤剂等。 物理化学法中的混凝、气浮等方法正适合去除水体中的胶体和悬浮物，加之物化法流程短、设备简单、占地面积小，所以该法在餐饮废水的处理上应用相当广泛。 [2] 混凝法 当废水中加入混凝剂时，通过压缩双电层、电性中和，吸附架桥、网捕卷扫等共同作用，使胶体和悬浮粒子脱稳凝聚，在重 力作用下沉降，与水体分离，进而去除污染物。 混凝法的关键在于选择一种高效、廉价的混凝剂。 目前对混凝剂的研究主要集中在复配混凝剂和新型混凝剂的开发上。 其典型处理工艺流程如下： 张秀娟等 [2]合混凝剂 —— 净水剂 DH— 3(无机和有机高分子化合物的复合物 )处理餐饮废水， COD的去除率可达到 83％左右，经过深度处理 (砂滤 、活性炭吸附、消毒 )后出水水质可以达到国家排放标准乃至 回用标 准。 尹艳华等 比较了单一絮凝剂和复合絮凝剂对餐饮废水的絮凝处理效果。 结果表明，硫酸铝钾与聚丙烯酰胺复合使用 ，优于使用单一无机絮 凝剂的处理效果。 刘葵等 [6]探讨了 PAC、 PFS、 PAM在单独和复合使用时的混凝性能，得到了类似的结论。 在混凝法中，混凝剂的用量是一个重要的操作参数，于金莲等。 研究认为：决定混凝剂用量 的阶段主要为破乳阶段。 破乳结束后，广东工业大学本科毕业设计 10 介质中的油、 ss提供了絮凝的晶核，油、 SS含量越大，混凝剂的用量越少。 传统的混凝法处理效果不很稳定，有进一步改进的要求和余地。 混凝磁分离法是在加入混凝剂的同时加入磁粉，使混凝过程得到强化，然后通过磁分离器，使混凝污泥分离除去，获得较磁分离法和普通混凝法更好的处理效果。 该法不仅处理效果好， 而且生成的磁性污泥致密、体积小、沉降速度快，还可进一步利用磁场加快分离沉降的速度。 粗粒化法 随着粗粒化技术用于含油废水的处理，特别是由同时具有亲油基团和亲水基团的高分子材料制成的粗粒化床，具有良好的聚油性能和除油效果，使含油废水的处理效率大大提高。 刘蓉 [7]等采用 H和 w型改性聚丙烯纤维材料作为粗粒化床处理乳化食用油脂废水， H型比 w型具有更好的除油效果，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，有利于后续 生化处理。 破乳法 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。