【文章內(nèi)容簡介】 ..................................................................................... 53 1 緒 論 1 1 緒 論 工程背景 餐飲廢水的來源及特點 改革開放以來，隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，現(xiàn)在隨著各類服務性營業(yè)網(wǎng)點的迅速建立，油脂及其制品用量也與日俱增，由此產(chǎn)生的各類污水排放也日漸增多，尤其是各類飲食場所的污水。城市中各種大型餐廳、高級酒店每天都要排出大量含有油脂（包括動植物油）的廢水，未經(jīng)處理就直接排放到地表水體，對環(huán)境造成的威脅已不容忽視 [1]。 就以廣州市為例，該市目前有大大小小的餐館、飯店約 ，每天因洗滌菜肴、碗盆所排放的廢水超過 12萬噸。監(jiān)測表明，這類污水平均每噸含有濃度油、懸浮物等污染物約 。由此推算，每年隨餐飲廢水排出的各類污染物就達 8萬多噸。這些未經(jīng)處理凈化的餐飲污水通過地下溝系等流入珠江等河道，造成的污染可想而知。 餐飲污水中的懸浮雜質(zhì)可分為兩類 :一類是以高分子脂類及其衍生物為主的油類，另一類是以不溶性蛋白、纖維質(zhì)、淀粉質(zhì)態(tài)的非溶解性有機物形式存在的飯菜碎粒。 1996年，據(jù)有關部門對廣州市區(qū) 100家餐飲單位總排 放口的廢水進行取樣調(diào)查，其調(diào)查結果表明 ： 餐飲類廢水與一般生活污水相比，除 NH3N濃度較低外，其他污染物濃度均比生活污水高，尤其是動植物油濃度比一般生活污水的濃度高得多 [2]。由于上述餐飲單位的廚房大多布置擁擠，可利用空間極其有限，對污水處理設備的要求極為苛刻。事實上，處理設備占地 ，占地 1平方時已只限于較大型和正規(guī)的廚房選用，大于這一占地面積的設備則難以適應要求。由于尺寸限制，污水在設備內(nèi)的停留時間一般不能超過 20min。而且，采用由管道輸送集中處理也不可行，因為污水懸浮物含量過高導 致沉積物阻塞管道。因此，只能尋求某種高效的處理方法，通過大幅度降低有機物的含量來達到規(guī)定的出水標準。 餐飲廢水指的是由餐飲業(yè)排放的未經(jīng)處理的廢水，其主要成分是剩余食物和水，以淀粉類、食物纖維類、動物脂肪類等有機物為主要成分，具有營養(yǎng)成分高、含水率高、油脂和鹽分含量高、易腐發(fā)酵發(fā)臭等特點 [3]。主要來源于食品的準備、餐具的洗滌、食廣東工業(yè)大學本科畢業(yè)設計 2 物殘余的滲瀝液等。由于餐飲業(yè)的特征，餐飲廢水具有排放分散水質(zhì)波動大等特點。食物準備階段產(chǎn)生的廢水，主要包含肉食品準備的動物油脂、泥沙等；餐具的洗滌廢水包含大量的洗滌劑以及動植物油脂等 ；食物殘余產(chǎn)生的滲瀝液是一種典型的高濃度有機廢水，其 COD質(zhì)量濃度高達 5～ 6萬 mg/L，同時由于就餐人員的復雜性 。 還存在病毒污染?？傮w上，餐飲廢水的污染特征主要體現(xiàn)為高濃度的有機污染據(jù)資料報道餐飲廢水排放量約占城市生活污水排放量的 3％ ， 但其 BOD和 COD的污染負荷卻占總負荷的 l/3[2]。 可見，餐飲廢水已經(jīng)成為城市的主要高濃度污染源之一，對城市周圍水體污染以及城市污水處理廠的負荷增加具有相當大的影響。 餐飲業(yè)的發(fā)展在豐富人民生活的同時，一系列環(huán)境問題也隨之產(chǎn)生了。具體來講，餐飲業(yè)形成的環(huán)境影響有：噪聲、油煙 、餐飲廢棄物、高濃度餐飲廢水的排放等。目前，有關餐飲業(yè)的噪聲擾民、油煙排放對周邊居民的直接影響以及糾紛頻發(fā)，得到了餐飲業(yè)主的普遍重視。均相應地采取了一定的處理措施相比之下，餐飲廢水的達標排放工作相對滯后。大量的餐飲廢水直接排入城市下水管網(wǎng) ， 造成了較嚴重的環(huán)境污染 [4]。 可見餐飲廢水是高濃度污染源，是城市周圍水體受污染的主要原因之一。隨著城市環(huán)境管理水平的提高及排放標準的嚴格，餐飲廢水排放前要達到污水排人城市下水道水質(zhì)標準，否則面臨超標罰款和搬離市中心的危險。因此，餐飲廢水的治理達標排放具有重要的現(xiàn)實意義。 餐飲廢水的危害 這些含油廢水如果直接排放到水體中去，會使水體的感觀性狀（色、味）發(fā)生改變，不僅影響水體的使用價值，而且會危害水資源和人類健康。具體說來，有以下幾種危害： 惡化水質(zhì)，危害水產(chǎn)資源 流失到水體中的可浮油，極易擴散形成油膜。有資料表明 ， 為 104mm，面積為 104m2的油膜。這些油膜覆蓋在水體表面，阻礙了大氣復氧，截斷了水體中氧的來源。同時，混溶在水體中的乳化油和溶解油，由于好氧微生物的作用，在逐漸分解過程中又消耗了水中的溶解氧。資料顯示 1mg油氧化時約需 3～ 4mg氧。因此能使水體形成嚴重的缺氧狀態(tài)，水體變黑變臭，水生生物缺氧，甚至窒息死亡。此 外，油類分解為 CO2和 H2O，嚴重時，由于水體中二氧化碳濃度增高，使得水體 ph值降1 緒 論 3 低到正常范圍以下，從而導致魚類和水生生物不能生存。每年由于各種各樣的原因，油類對水生生物造成的危害達數(shù)億美元。而近年 50來，由于油類的污染，內(nèi)海生物滅絕超過 1000種，近年 20海洋生物減少了 20％。 影響農(nóng)作物生長 含油廢水流失到土壤中，由于土層對油污的吸附和過濾截留作用，會在土壤孔隙間形成油膜。從而隔絕了空氣透人 ，阻礙土壤微生物的增殖，破壞土層團粒結構，使土壤抽質(zhì)化。同時，油珠粘附在農(nóng)作物的根部、莖部，直接影響作物對養(yǎng)分的吸收，造成農(nóng)作物減產(chǎn)或死亡。而油類中一些有毒有害物質(zhì)也可能被農(nóng)作物吸收，殘留或富集在植物體內(nèi)，既影響作物的品質(zhì)，又可能最終危害人體健康。 危害人體健康 礦物油類及其分解產(chǎn)物中，存在著多種有毒有害物質(zhì)。這些物質(zhì)在水體中被水生生物攝取、吸收、富集，可造成水生生物畸形。而分散在水體中的油珠還可能被水生生物粘附或吸附，最終通過食物鏈的作用進人人體，使胃、腸、肝、腎等組織發(fā)生病變，直接危害人體健康 [4]。 影響自然景觀 漂浮在水面的油膜對光折射后，會形成七色彩虹顏色，以及因其導致水體缺氧而產(chǎn)生的惡臭，都能極大程度地降低水體的審美價值。即使混溶在水體中的乳化油，也能相互聚集形成油一濕團塊，或粘附在水體中的固體漂浮物上，形成所謂的油疙瘩。這些油疙瘩聚集在沿岸、碼頭、風景區(qū)，形成大片黑褐色的固體塊、使自然景觀遭到破壞。 污染大氣 油類在水體中以油膜形式漂俘在水面，表面積極大，在各種自然因素作用下，其中一部分組分和分解產(chǎn)物會揮發(fā)進人大氣，污染和毒化水體上空和周圍的大氣環(huán)境。由于擴散和風力的作用，可以使污染 范圍擴大。 影響市排水管網(wǎng)過水能力，加大管網(wǎng)清淤管理費用 排污水中的油脂容易凝結在管道內(nèi)壁，形成厚厚的油脂層（特別是在冬季），使管道過水能力減小，甚至堵塞 [2]。油脂堵塞的管道清通非常困難，甚至用高溫堿水沖刷也無濟于事。 其它危害 廣東工業(yè)大學本科畢業(yè)設計 4 由于水流流動、大雨及其它因素，含油廢水以及被其污染水域中的油分可以轉移到未污染的水域，造成更大面積的污染，甚至威脅到飲用水水源 ， 嚴重污染的水面甚至有可能會發(fā)生火災。 由滲水作用以及地下水的流動，含油廢水還可能會影響地下水的水質(zhì)。 2 設 計 依 據(jù) 5 2 設 計 依 據(jù) 設計任務 在查閱文獻，分析國內(nèi)外餐飲廢水的處理技術狀況和面臨問題的基礎上，根據(jù)本課題所提供的水量和水質(zhì)狀況設計一套處理效果好、處理費用低，性能穩(wěn)定處理工藝 。 設計的基本資料 廢水進水水質(zhì) COD 800mg/l， BOD5 450 mg/l， SS 350 mg/l， NH3N 40 mg/l，油類 200 mg/l， pH 69。 出水要求達到水質(zhì) 廢水經(jīng)處理系統(tǒng)處理后，出水水質(zhì)指標要求達到 《污水綜合排放標準》（ GB8978－ 96）一級排放標準的限值 ， COD 100 mg/l， BOD5 20 mg/l， SS 70 mg/l， NH3N 15mg/l，油脂 10 mg/l， pH 69。 主要涉及規(guī)范和標準 《城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設備設計標準》（ GJ 3189） ； 《生物接觸氧化法設計規(guī)程》（ CECS 12820xx） ； 《環(huán)境工程手冊》及有關國家設計標準及規(guī)定 ； 《污水綜合排放標準》（ GB8978－ 96） ； 《室外排水設計規(guī)范》（ GBJ1487） ； 《 給排水制圖標準 》 （ GB/T 5010620xx） 。 設計原則 本設計方案嚴格 執(zhí)行國家有關環(huán)境保護的各項規(guī)定 ， 廢水處理后必須確保各項出水水質(zhì)指標均達到城市廢水排放要求 ； 廣東工業(yè)大學本科畢業(yè)設計 6 針對本工程的具體情況和特點 ， 采用成熟可靠的處理工藝和設備 ， 盡量采用新技術、新材料 ， 實用性與先進性兼顧 ,以實用可靠為主 ； 處理系統(tǒng)運行應有較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地 ， 以適應水質(zhì)、水量變化 ； 管理、運行、維修方便 ， 盡量考慮操作自動化 ， 減少勞動強度 ； 在不影響處理效果的前提下 ， 充分利用原有的構筑物和設施 ， 節(jié)省工程費用 ，減少占地面積和運行費 ； 降低噪聲 ， 改善廢水處理站及周圍環(huán)境 ； 本處理工藝流程要求耐沖擊 負荷 ， 有可靠的運行穩(wěn)定性。 3 廠址的選擇及說明 7 3 廠址的選擇及說明 污水廠廠址選擇應根據(jù)選項條件和要求綜合考慮，選出適用可靠、管道系統(tǒng)優(yōu)化、工程造價低、施工及管理條件的廠址。應考慮以下幾方面 ： 應符合城市或企業(yè)現(xiàn)狀和規(guī)劃對廠址的要求； 應與選定的污水處理工藝相適應； 廠址選擇，應盡量做到少占農(nóng)田和不占良田，選擇在有擴建條件的地方，為今后發(fā)展留有余地； 廠址必須位于給水水源下游，并應設在城鎮(zhèn)、工廠廠區(qū)及生活區(qū)的下游和夏季主風向的下風向，為保證衛(wèi)生要求，廠址應與城鎮(zhèn)、廠區(qū)、生活區(qū)及農(nóng)村居民點保持約300m以上 的距離，但也不宜太遠； 廠址應在工程地質(zhì)條件較好的地方，在有抗震要求的地區(qū)還應考慮地震、地質(zhì)條件； 廠址應盡量靠近供電電源，以利安全運行和降低輸電線路費用 ； 當?shù)靥幚砗蟮奈鬯蛭勰嘤糜谵r(nóng)業(yè)、工業(yè)或市政時，廠址應考慮與用戶靠近，或方便運輸，當處理水排放時，應與受納水體靠近 ； 要充分利用地形優(yōu)勢 。 4 國內(nèi)外的餐飲廢水處理工藝 9 4 國內(nèi)外的餐飲廢水處理工藝 餐飲廢水經(jīng)過預處理后，仍具有高有機物、高 SS的特點。國內(nèi)外學者研究了很多對餐飲廢水具有針對性的處理方法，這些方法大致可以分為物理化學法、電化學法、生物法。這三種方法的 側重點不同，生物法主要是去除廢水中的高濃度有機物質(zhì)，物理化學法及電化學法主要是去除廢水中高濃度的各種油份。 物理化學法 餐飲廢水中的污染物主要以膠體和懸浮物的形態(tài)存在，其主要成分為淀粉、蛋白質(zhì)、動植物油脂、洗滌劑等。物理化學法中的混凝、氣浮等方法正適合去除水體中的膠體和懸浮物，加之物化法流程短、設備簡單、占地面積小，所以該法在餐飲廢水的處理上應用相當廣泛。 [2] 混凝法 當廢水中加入混凝劑時，通過壓縮雙電層、電性中和，吸附架橋、網(wǎng)捕卷掃等共同作用，使膠體和懸浮粒子脫穩(wěn)凝聚，在重 力作用下沉降，與水體分離，進而去除污染物?；炷ǖ年P鍵在于選擇一種高效、廉價的混凝劑。目前對混凝劑的研究主要集中在復配混凝劑和新型混凝劑的開發(fā)上。其典型處理工藝流程如下： 張秀娟等 [2]合混凝劑 —— 凈水劑 DH— 3(無機和有機高分子化合物的復合物 )處理餐飲廢水， COD的去除率可達到 83％左右，經(jīng)過深度處理 (砂濾 、活性炭吸附、消毒 )后出水水質(zhì)可以達到國家排放標準乃至 回用標 準。尹艷華等 比較了單一絮凝劑和復合絮凝劑對餐飲廢水的絮凝處理效果。結果表明，硫酸鋁鉀與聚丙烯酰胺復合使用 ，優(yōu)于使用單一無機絮 凝劑的處理效果。劉葵等 [6]探討了 PAC、 PFS、 PAM在單獨和復合使用時的混凝性能，得到了類似的結論。在混凝法中，混凝劑的用量是一個重要的操作參數(shù)，于金蓮等。研究認為：決定混凝劑用量 的階段主要為破乳階段。破乳結束后，廣東工業(yè)大學本科畢業(yè)設計 10 介質(zhì)中的油、 ss提供了絮凝的晶核，油、 SS含量越大，混凝劑的用量越少。 傳統(tǒng)的混凝法處理效果不很穩(wěn)定，有進一步改進的要求和余地。混凝磁分離法是在加入混凝劑的同時加入磁粉，使混凝過程得到強化，然后通過磁分離器，使混凝污泥分離除去，獲得較磁分離法和普通混凝法更好的處理效果。該法不僅處理效果好， 而且生成的磁性污泥致密、體積小、沉降速度快，還可進一步利用磁場加快分離沉降的速度。 粗?；? 隨著粗?；夹g用于含油廢水的處理，特別是由同時具有親油基團和親水基團的高分子材料制成的粗?；?，具有良好的聚油性能和除油效果，使含油廢水的處理效率大大提高。劉蓉 [7]等采用 H和 w型改性聚丙烯纖維材料作為粗粒化床處理乳化食用油脂廢水， H型比 w型具有更好的除油效果，用 H型改性聚丙烯纖維作為粗粒化材料處理實際餐飲廢水的結果表明，采用粗?；夹g能有效降低餐飲廢水中的含油量，并能大幅降低COD的濃度，有利于后續(xù) 生化處理 。 破乳法 針對餐飲業(yè)含油廢水中 ， 由于洗滌劑的使用使得含油廢水中的油呈乳化狀 ， 一般油水處理設備難以進行油水分離 ， 必須將乳化油進行破乳處理。破乳技術主要是利用陽離子性的聚合硫酸鐵降低陰離子性洗滌劑的表面活性 , 破壞乳化液油珠的水化膜 ， 以及其雙電層結構使油析出 ， 再利用絮凝劑將油珠凝聚從水中分離出來 ， 同時聚合硫酸鐵呈