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谈谈餐厨垃圾废水处理技术的相关要点

北极星固废网  来源:《基层建设》    2020/2/12 17:56:06  我要投稿  

北极星固废网讯:摘要:当前,随着我国社会经济的发展,人们的生活水平有了十分大的提升,在餐桌上的浪费现象也日趋严重,餐厨垃圾产生量迅速增加。餐厨垃圾的废水不仅对环境产生影响,同时也对人体的健康产生危害,因此,必须重视餐厨垃圾的废水处理,本文从几个方面来谈谈餐厨垃圾废水的处理,以供参考。

关键词:餐厨垃圾;废水;处理技术

1.餐厨垃圾废水的影响

餐厨垃圾废水,俗称泔水,是居民在生活消费过程中形成的生活废物,极易腐烂变质,散发恶臭,传播细菌和病毒。其主要特点是有机物含量丰富、水分含量高、易腐烂,容易滋长霉菌毒素等有害物质,并且会带来以下恶劣的影响:

1.1污染环境、影响市容。因餐厨垃圾含有较高的有机质和水分,容易受到微生物的作用,而发生腐烂变质现象;且废弃放置时间越久,腐败变质现象就越发严重。产生的渗滤水以及恶臭气体,滋生蚊虫,对环境卫生造成恶劣影响。

1.2危害人体健康。餐厨垃圾中的肉类蛋白以其性状和气味都会对环境卫生造成恶劣影响,且及动物性的脂肪类物质,主要来自于提供肉类食品的那些牲畜家禽,牲畜在直接吃食未经有效处理的餐厨垃圾后,容易发生“同类相食”的同源性污染,并造成人畜之间疫病的交叉传染,危害人体健康,并可能促进某些致命疾病的传播。

1.3餐厨垃圾中堆放时产生的下渗液进入到污水处理系统,会造成有机物含量的增加,从而加重污水处理厂的负担,增加运行成本。

2.油水分离技术

餐厨废水中油脂以溶解油,乳化液,悬浮液等形式存在,目前常用的油水分离技术有物理分离法(包括:重力分离,离心分离,粗粒化分离和膜处理)和化学分离法(包括:絮凝和电解)。

2.1化学分离法

絮凝分离法是一种常用的成本低廉的油水分离方法。韩香云优化了混凝剂的组成,使餐厨废水中的乳化油实现了破乳分离。结果表明采用聚丙烯,腐植酸钠酰胺和聚合硫酸铁的混合药剂,可以实现废水与油脂的迅速分离。电解分离法是指通过电解产生的大量的细小气泡吸附在油滴表面上,使油滴可以随着气泡一起上浮到水面上而实现油水分离。絮凝沉淀技术工艺成熟,费用低;但药剂量大,当水质波动较大时,处理效果较差,且会产生大量的化学污泥。而电解法尽管油脂去除率较高,但装置复杂且耗电量较大。

2.2物理分离法

重力分离法除油效果较稳定,是除油技术中最方便,应用最广的技术。但其主要去除废水中的分散油和悬浮油,对乳化液和溶解油的去除效果较差。离心分离法适应于小型企业,且能耗较大。

聚集分离技术是指让含有油脂的废水通过具有疏水亲油性能的粗粒径滤料,油珠会吸附在滤料表面上,不断聚集后形成一层油墨。当油墨厚度较大时,会在水流剪切力和浮力的共同作用下脱离滤料表层,上浮到液面上完成分离。其可以将5~10um以上的油脂与水完全分离,但不适宜处理悬浮物含量较高(5%以上)的餐厨废水,因为长期使用会使聚结材料发生堵塞。膜分离法去除油脂的效率较高,但膜易受到油脂污染而导致膜通量降低。

3.废弃油脂的资源化利用技术

油水分离出的废弃油脂具有资及废物的二重性,处理时应尽可能实现资源化利用,废弃油脂通常可作为化工原料生产生物柴油,肥皂、硬脂酸等产品。

3.1制取生物柴油

生物柴油是指以动、植物油脂为原料,通过一定的方法生成的柴油。

废弃油脂制取生物柴油的方法主要包括物理法(直接混合法,微乳液法)、高温裂解法和化学法(酯化反应,酯交换反应),其中酯交换法最常用。酯交换反应是指用甲醇或乙醇等低碳醇在强酸或强碱的催化作用下与废油中的甘油三酸酯发生交换反应,使其酯键发生断裂而生成长链脂肪酸甲酯或乙酯,从而降低了碳链的长度及油脂的粘度,生产出生物柴油。选择合适的催化剂是酯交换法的关键,由于餐厨废油中酸度很高,所以往往采用直接酸催化法或者先酸催化后碱催化的两部法。但酸催化反应周期较长,效率低,而且需要消耗大量的低碳醇,反应器容易腐蚀。所以工业化应用中常用先酸后碱催化的工艺,这样可以使酸催化后,进料中脂肪酸大幅度降低,再进行碱催化。但该工艺较复杂,成本也较高,而且浓硫酸催化时易发生副反应。

用浓硫酸做催化剂,利用地沟油和甲醇钠发生酯交换制取生物柴油。最佳操作条件为:油醇摩尔比为1:7,地沟油与浓硫酸质量比为100:0.8,最佳温度为65℃。生成的生物柴油可以达到ASTM的标准。

3.2生产肥皂和洗衣粉

餐厨废油的主要组成为甘油三酸酯,其可以通过皂化反应生成洗涤用的碱皂。在先前的研究中,可以用餐饮废油脂作为原料,生产油脂皂基。最佳、条件为:皂化温度为100℃,m(废油脂):m(碱液)=2:1,皂化时间为4h,皂化用的氢氧化钠质量分数30%。

3.3生产硬脂酸和油酸

餐厨废油中通过水解后,可分离出脂肪酸,其中主要成分为油酸和硬脂酸。经过提纯后可作为重要的原料应用在石油化工,医药,涂料等行业。另外,可以在餐饮废油中加入白土脱色后皂化,然后将皂化液转化为硬脂酸铅和油酸铅沉淀,加入甲醇后将其分离后分别酸化处理可以得到硬脂酸和油酸。经检验,油酸分离较为彻底,硬脂酸纯度也达到83%。但实际中,生产脂酸仍以矿物油或者植物油为主。这主要是因为以废弃油脂生产脂肪酸的成本较高,且周期较长,产品质量也较差,所以鲜见工业化生产的报道。

4.去油脂高浓度餐厨废水的处理技术

去油脂餐厨废水属于高浓度有机废水,废水中有机物含量在几万毫克每升以上,氮磷含量也分别达到几千和几百毫克每升,其中含有5%左右的悬浮固体,但难降解物质较少,可生化性较好,适宜生物处理。常用技术包括好氧处理法,厌氧-好氧的组合工艺和膜生物反应器法等。

根据相关研究,在低污泥浓度的条件下采用Carrousel氧化沟工艺处理餐饮废水。结果表明,在平均污泥浓度为1112mg/L,水力停留时间为20h时,Carrousel对其中COD、NH3-N和动植物油脂的去除率分别可以达到89.8%、96.5%和100%,出水水质可以达到GB18918-2002一级A标准。另外,还可以采用ABR-SBR工艺在低温下处理餐饮废水。结果表明,当废水在ABR中停留14h,SBR工艺中曝气7h,然后在缺氧下搅拌2h,最后沉淀50min,该组合工艺去除效果最佳,COD,NH3-N以及TN的去除率分别可以达到86%,92%以及75%,出水水质低于国家一级排放标准。

尽管采用生物法处理既经济又高效,但由于废水中仍含有残余的油脂,采用生物法处理时,这些油脂可能包裹在污泥的表面,在厌氧工艺中会使得厌氧污泥上浮流出;在好氧工艺中,有机物则难以传递到好氧污泥的内部,影响传质效果及去除效果,所以生物处理前必须对其中的油脂含量加以监测。此外,餐厨废水中含有5%左右的悬浮固体,所以处理前必须进行充分的预处理。

结束语:综上所述,餐厨垃圾废水对环境和人群的危害已十分严重,是城市环境一个重要污染源。本文主要针对油水分离技术、废弃油脂的资源化利用技术以及去油脂高浓度餐厨废水处理技术进行了分析,在具体的餐厨垃圾废水处理中,这就要根据项目的实际情况,选择合适的处理工艺技术,对废水进行处理,从而避免餐厨垃圾的废水对环境造成恶劣的影响。

参考文献:

[1]黄欣怡,张珺婷,王凡,等.餐厨垃圾资源化利用及其过程污染控制研究进展[J].化工进展.2016.

[2]李孜男,顾玉祥.餐厨垃圾综合处理利用[J].上海建设科技.2007.

[3]曹书翰,陈立功,刘先杰,等.餐厨垃圾油水分离技术与方法研究[J].环境卫生工程.2012.


原标题:谈谈餐厨垃圾废水处理技术的相关要点

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