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餐飲廢水處理方法研究進展論文
摘要:本文綜述了餐飲廢水處理方法的現狀,分析并比較了各種方法的優缺點。基于大量有機能源浪費和全球可再生綠色能源危機的意識,闡述了餐飲廢水處理與微生物燃料電池相結合的處理方法。
關鍵詞:餐飲廢水;可再生綠色能源;微生物燃料電池
隨著我國第三產業的發展,餐飲業作為龍頭產業正在逐年加速發展,隨之排放的餐飲廢水也在逐年遞增[1-2]。據國內幾大城市對餐飲業排放污水污染指標檢測的結果顯示:BOD為300~400mg/L,SS為300~400mg/L,COD為1~4mg/L,油脂在150mg/L以上[3]。此類廢水中成分復雜,懸浮物較多,既有較高濃度的動植物油,也有含量很高的有機物,未經處理直接排放到市政管網將引起較大的經濟損失和危害人體健康。近年,由于大量有機能源浪費和全球可再生綠色能源危機的發生,合理利用可再生能源成為重要的發展趨勢,餐飲廢水中含有大量的有機物,將其預處理后與新興的微生物燃料電池結合,不僅可以去除餐飲廢水中的有機物,還可以產生電能。
1餐飲廢水的特點
(1)餐飲廢水中含脂肪類及動植物油居多,漂浮于水面的油,影響空氣和水界面的氧交換,分散于水中的油可被微生物氧化分解,故油類不僅降低復氧速率,而且消耗水中的溶解氧,使水質惡化。若要利用廢水中的有機物需對其進行預處理,使其不影響后續裝置的運行。(2)餐飲廢水的排放時間較集中,且流量變化較大。(3)餐飲營業場所較分散,且大多布置緊湊,空間狹小,可利用空間有限。(4)國內已研制出處理餐飲廢水的一體化設備,可因處理能力有限,且一次性投資較大,許多餐飲店一般都不采用。
2餐飲廢水的處理技術
根據餐飲廢水的組成及污染物的性質,其主要處理任務是去除高濃度的動植物油、有機物及大量的懸浮物質。目前,我國對于餐飲廢水處理的主要技術方法有混凝法、電化學法及生物處理法等。其中生物處理法又包括SBR法、厭氧-好氧聯合工藝法、膜生物反應器法等。2.1SBR法SBR是序批式活性污泥處理系統的簡稱,是一種使用間歇曝氣方式的活性污泥污水處理技術。蒙溫婉等[4]選用SBR工藝,考察曝氣時間、污泥沉降比及溶解氧對處理效果的影響,從而確定出該工藝的最佳運行條件。SBR法運行效果穩定,有較強的耐沖擊能力,工藝簡單,處理時間短、處理效果好,具有較好的脫氮除磷效果且維護管理方便,可以實現自動控制。SBR法對于流量時變化系數大和流量變化較大的餐飲廢水來說是一種較好的選擇。餐飲廢水經SBR法處理后,出水水質一般能達到《污水綜合排放標準(GB8978-1996)》二級排放標準。SBR法的不足之處是不能連續進水和出水,且單池造價相對較高。2.2厭氧-好氧聯合工藝法對于COD含量常常大于1000mg/L的餐飲廢水,可以考慮用厭氧-好氧聯合工藝來處理,廢水常見的工藝有:巴顛甫脫氮除磷工藝、水解酸化-缺氧-好氧聯合工藝、厭氧-缺氧-好氧聯合工藝等。這些工藝通常是先進行厭氧處理,去除廢水中大部分溶解性有機物,并將大分子物質轉化成小分子物質,再用好氧裝置進行進一步降解,去除殘余的含碳有機物質。趙錦輝等[5]采用厭氧—好氧填料床聯合工藝處理餐飲廢水中有機物、懸浮物、氨氮、磷素,當水力停留時間(HRT)為8h,即厭氧4h和好氧4h,進水流量為260L/d,工藝對CODCr的去除率可達到90%以上,其中出水CODCr、氨氮、S、磷酸鹽指標均達到國家一級排放標。2.3膜生物反應器法膜生物反應器法是指把生物反應與膜分離相結合,利用膜作為分離介質代替常規重力沉淀固液分離獲得出水,并能改變反應進程和提高反應效率的污水處理方法。此法是現代膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術,膜分離技術大大提高了生物反應器的處理效率。MBR工藝的不利之處在于膜價格高,系統投資較大,膜易污染等。尹艷華等[6]在實驗室內研究了膜生物反應器處理餐飲廢水。此試驗在長達近3個月的運行時間內,膜生物反應器法對餐飲廢水處理效果較好,且運行穩定,出水不僅能達到《污水綜合排放標準(GB8978-96》的一級標準,而且還可達到中水回用水質標準。
3微生物燃料電池處理餐飲廢水
微生物燃料電池(MFC)是近年來新興的一種產電和水處理結合的方法,其原理是利用微生物代謝活動將儲存在有機物中的化學能直接轉化為電能,產電的同時也能達到去除污廢水中的有機物、凈化水質的效果。微生物燃料電池利用污廢水中的有機物,在處理污廢水的同時產生電能,而且產電的整個過程不會產生任何污染環境的有害氣體和液體,被看作是一種高效益、低能耗、清潔環保的新型廢水處理工藝[7-9]。微生物燃料電池簡單易操作,成本較其他產電裝置低,其燃料的來源較廣泛。樊立萍和苗曉慧[10]在研究不同電解液及污水稀釋比條件下,雙室MFC處理食堂餐飲廢水的污水處理效果和產電性能,得到較好的適合MFC廢水處理與同步產電的運行環境。當濃度為0.4mol/L的NaCl作為陰極電解液且在污水稀釋比為2∶1的條件下,微生物燃料電池系統的產電量最大,穩態電流密度為8.8mA/m2。此時得到污水處理效果比較理想,且COD去除率為33.3%。
4結語
雖然現在的處理方法已經可以有效處理餐飲廢水,但是隨著科技的進步,餐飲廢水的處理應該更加資源化、合理化、經濟化,實現能源的利用,使餐飲廢水中的有機物在去除的同時可以產生可再生能源。對城市中各個餐飲業點所排放的急劇增長的污水進行治理,已經成為很多大城市環境治理的熱點。針對餐飲廢水的水質特性,選擇合適的廢水處理方法,順應我國可持續發展的大趨勢發展要求,從源頭控制污染是最有效的。我國現有餐飲廢水的排放標準,是參照工業廢水的排放標準制定的,由于相關部門管理、監測手段的滯后,直接導致了餐飲廢水無序狀態的排放現象。在每家餐飲業還未使用廢水凈化處理裝置之前,相關部門應使用相應的行政手段,如加大排污費的征收力度,強化對餐飲廢水排放的控制。
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