（环境工程专业论文）餐饮业油烟净化废液处理方法的试验研究.pdf

a b s t i 沮c t i nt h i sp a p e r , t h ep u r p o s eo ft h es t u d yi st of m dat r e a t m e n tm e t h o df o rt h e w a s t e w a t e rf r o mp u r i f y i n gr e s t a u r a n to i l s m o k eb yw e tp u r i f y i n gd e v i c e t h em e t h o d s h o u l db es i m p l e ，e a s yt ob ec o n t r o l l e d ，e c o n o m i c a l ，a n de f f i c i e n t t h ee f f l u e n tm u s t r e a c hd i s c h a r g es t a n d a r ds ot h a tt h es e c o n d a r yp o l l u t i o no ft h ew e t p u r i f y i n gd e v i c e s c a l lb ee l i m i n a t e da n dt h ec a p a c i t yo ft h ee q u i p m e n t s m a r k e tc o m p e t i t i i o nc a nb e f u r t h e rs t r e n g t h e n e d a c c o r d i n gt ot h ep r o p e r t i e so ft h i sw a s t e w a t e rf r o mp u r i f y i n go i l s m o k eo f r e s t a u r a n t ，t h er e g u l a t i o n so fc o r r e s p o n d i n gd i s c h a r g es t a n d a r d , al o to fr e f e r e n c e sa n d s e l e c t i v ec o m p a r i s o n so ft r e a t m e n tm e t h o d s ，c o a g u l a t i o nt e c h n i q u ei sa d o p t e dt ot r e a t t h ew a s t e w a t e rf r o mp u r i f y i n go i l s m o k eo fr e s t a u r a n t c o a g u l a t i o np r o c e s si ss i m p l e ， e a s yt ob ec o n t r o l l e d ，e c o n o m i c a la n de f f i c i e n t i ti so fm a n ya d v a n t a g e s ，s u c ha s b r e a k i n ge m u l s i f i c a t i o n ，r e m o v i n go i la n dr e d u c i n gt h es u r f a c t a n t s d i s t u r b t a n c et ot h e f o l l o w u pt r e a t m e n ta n ds oo n t h e r e f o r e ，c o a g u l a t i o nt e c h n i q u ei ss u i t a b l et ot r e a t i n g w a s t e w a t e rf r o mp u r i f y i n gr e s t a u r a n to i l - s m o k eo fr e s t a u r a n tw h i c hh a sm u c h d e t e r g e n t sa n db e e n e m u l s i f i e dl a r g e l y a f t e rt h e c o m p a r i s i o no ff l o c c u l a t i o n e f f i c i e n c i e so ff e c l 3 , p a c ，a 1 c 1 3 ，a 1 2 ( s 0 4 ) 3a n df e 2 ( 5 0 4 ) 3 ，f e c l 3i sa d o p t e d t h er e s u l t ss h o wt h a tt h ef l o c c u l a t i o ne f f i c i e n c i e so ff e c l 3i sf a v o r a b l ea n dt h e t r e a t e de f f l u e n tc a nr e a c ht h e r e g u l a t i o n so fd i s c h a r g es t a n d a r db yf e c l 3 f l o c c u l a n t t h er e m o v a le f f i c i e n c yo fc o d e ri sa b o v e7 0 i nt h ef o l l o w i n gc o n d i t i o n s ： 2 5 0m g f e c l s ld o s a g e ，1 5 m i ns e d i m e n t a t i o nt i m e ，1 2 0r m i nm i x e dr a t e ，a n d1m i n m i x e dt i m e a n dt h ee f f l u e n tt r e a t e dc o u l dm e e tt h er e g u l a t i o n so f d i s c h a r g es t a n d a r d 和rm u n i c i p a lw a s t e w a t e r ( c j 3 0 8 2 19 9 9 ) a n dt h er a n k3o fi n t e g r a t e dw a s t e w a t e r d i s c h a r g es t a n d a r d ( g b 8 9 7 8 - 19 9 6 ) t h er e s e a r c hr e s u l th a sb e e nu s e di nt h ep r a c t i c e t h ee f f l u e n tt r e a t e db yt h e m e t h o da b o v eh a sb e e nu s e da sw a s h i n gw a t e ri nt h ep u r i f i c a t i o no fo i l s m o k es ot h a t t h ef l e s hw a t e ri ss a v e d t h em e t h o de n h a n c e st h ec o m p e t i t i v e n e s so fw e tf u m e p u r i f i c a t i o ne q u i p m e n ti nt h em a r k e t k e yw o r d s ： r e s t a u r a n t i n d u s t r y , o i l s m o k e ，w a s t e w a t e r f r o m p u r i f i c a t i o no f o i l s m o k e ，f l o c c u l a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤盗盎堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：多坳 签字日期训7 年6 月j 碧日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解墨童盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权丕鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 马瑞乡 签字日期：1 年6 月l g 日 导师签名： 签字醐秒7 月穸日 第一章绪论 第一章绪论 随着我国经济的发展，人民的生活水平日益提高，工作节奏也日益加快，人 们的生活方式也发生着变化，在外就餐的人越来越多，餐饮业这一服务产业于是 得到了迅猛发展。大大小小的餐馆、饭店、酒楼星罗棋布，在给人们生活带来便 利的同时，也给环境带来了污染如油烟排放污染、含油废水排放污染、噪声污染、 厨余垃圾的排放污染等等。由此产生的投诉事件也日益增多，于是餐饮业的污染 问题得到了日益重视，为此国家出台了相关法律法规，加强对餐饮业污染的控制 管理，餐饮业污染控制的技术研究也因此得到了发展，如餐饮业厨余垃圾的资源 化利用技术、餐饮业油烟排放控制技术、餐饮业含油废水的处理技术研究等。其 中油烟的污染投诉事件占餐饮污染投诉事件的4 0 以上n 1 ，因此餐饮业油烟排放 污染的控制引起了国家和地方相关部门的重视。如1 9 9 5 年2 月国家环保局、国家 工商局发布关于加强饮食娱乐服务企业环境管理的通知规定：城市饮食服务 企业的经营者必须采取措施防治油烟气对附近居民居住环境的污染；2 0 0 0 年修订 的中华人民共和国大气污染防治法口3 第四十四条规定：城市饮食服务业的经 营者，必须采取措施，防治油烟对附近居民的居住环境造成污染；1 9 9 7 年餐饮 业油烟排放标准征求意见稿出台：2 0 0 0 年国家环保总局颁发了饮食业油烟排 放标准- g w b 5 - 2 0 0 0 ；2 0 0 1 年出台饮食业油烟排放标准( 试行) l g b l 8 4 8 3 2 0 0 1 以代替饮食业油烟排放标准- g w p b 5 - 2 0 0 0 ；国家环境保护总局于2 0 0 1 年又批 准发布了饮食业油烟净化设备技术要求及检测技术规范( 试行) 。 饮食业油烟排放标准( 试行) g b l 8 4 8 3 - 2 0 0 1 规定了城市建成区的现有饮 食企业单位、新设立饮食企业单位必须安装油烟净化设备，并且达到规定的净化 效率和排放浓度，即油烟最高允许排放浓度满足表i 一1 的要求。 表卜l餐饮业油烟排放标准嘲 基准灶头数 1 3 3 。 6 6 额定处理风量( m g h ) 2 0 0 0 6 0 0 06 0 0 0 ， 1 2 0 0 0i 2 0 0 0 油烟最高允许排放浓度( m g m 3 ) 2 o 油烟净化设施最低去除率 6 07 58 5 该油烟排放标准会使油烟的排放量得到逐步控制，使室内外空气油烟污染会 逐渐降低。在该标准要求下，餐饮业油烟排放控制技术受到了国家和相关部门的 重视并得到迅速发展。随着餐饮业油烟净化设备的使用，由餐饮业油烟净化过程 第一章绪论 产生的二次污染，即油烟净化废液也得到了重视，为了消除二次污染，餐饮油烟 净化废液的处理也受到了重视。 1 1 餐饮业油烟污染物成分分析 1 1 1 油烟的形成 油烟是食用油及食品在高温下经过热氧化、热裂解等产生的大量挥发性物 质，其中以烟雾形式散发到空气中，称为油烟气h 1 。 食用油分为植物油和动物油。 植物油依国家标准分四档：色拉油、高级烹调油、一级油、二级油。色拉油 即六脱油( 脱磷、脱酸、脱胶、脱色、脱臭、脱蜡) 通常以豆类为原料，富含维 生素e ，质量最高。高级烹调油即五脱油( 比色拉油少了脱蜡工序) ，通常以花生 为原料，也富含维生素e 。精制食用油是一级油、特级油、高级调和油的统称。 现在已不主张食用二级油，因为含有一些有害健康的物质。有证据表明，在植物 油中，如豆油、花生油、菜籽油等以亚麻酸、亚油酸等不饱和脂肪酸为主，不含 有胆固醇，不会增加血脂，是良好的烹调用油。流动性好畸1 。动物油主要是猪油， 主要成分为饱和脂肪酸甘油脂，流动性差。 食油的沸点比较复杂，主要成分的沸点约3 0 0 。c 左右。将油加热到5 0 1 0 0 时，油面有清微热气上升，所含低沸点分量和水分首先汽化，温度上升至1 0 0 , - 一 2 7 0 c 时，较高沸点分量开始汽化，油泡较密，开始形成肉眼可见的油烟，主要 是直径约1 0 。3 c m 以上的小油液滴组成。温度2 7 0 后，高沸点的食油分量开始汽 化，并形成大量“青烟”，主要是由直径范围1 0 1 0 喝a m 不为肉眼可见的微油滴 所组成。此时，往油中加入食品，食品中所含水分急剧汽化膨胀，其中部分冷凝 成雾和油烟一起形成可见的油烟雾。最后，上述各阶段所形成的混合气体在离开 锅灶上升过程中与液面外的空气分子碰撞，温度迅速下降n 6 0 以下，饱和蒸 汽压下降，形成含冷凝物的气溶胶和被抽走的含烟尘气体一起，最终形成为食用 油及食品在高温下的挥发物及其冷凝物气溶胶，水气及含水量烟尘气体所组成的 烹调油烟气外排周围大气中嘲。 1 1 2 油烟气的形态组成 从形态组成上看，餐饮业外排烹调油烟气包括颗粒物及气态污染物两类。其 中颗粒物粒径较小，一般小于1 0um ，颗粒物又分为固体颗粒物、液体两种，且 液体颗粒物粘度较大，即餐饮业厨房烹调油烟气包含气、液、固三相嘲。其中油 第一章绪论 烟中的味道主要是气态污染所为，主要是各种醛、酮、醇及其衍生物。 1 1 3 油烟气的物质组成 油烟含有许多有毒有害成分。油烟既有动植物油脂、蛋白质、原料及佐料在 受热条件下发生物理化学反应而产生的有机烟气，也有加热操作过程液滴溅裂、 油料物料分解、氧化、聚合的高分子化合物，另外，油烟中还含有燃料燃烧排放 的主要污染物如s o 。、c o 、n o x 、p a h ( 多环芳烃) 等。若燃料为柴油，油烟中可能 含有少量的石油类物质。 油烟污染物主要有烷烃、烯烃、醛、酮、脂、脂肪酸、芳香族化合物、杂环 化合物等，总数多达3 0 0 多种。在烹饪油烟中还发现苯并 a 芘b a p 、杂环胺类化 合物、挥发性亚硝胺等己知突变物和致癌物n 1 。油烟的主要污染物成分晦1 见表卜l 。 表1 - 2油烟的主要污染物成分 化合物名称 分子式 化合物名称分子式 2 甲基乙醇c 6 h 】4 0甲氧基琥珀酰亚胺c ，h 5 0 3 n 环戊酮c 5 h 8 0环十四烷c 1 4 h 】8 二醇乙醚 c 1 4 h 1 4 0 3乙氧基十二醇 c 1 4 h 3 0 0 2 苯甲醇c 7 i - 1 8 0菲c 1 4 h 2 0 t 甲酚 c 7 i - 1 8 0 癸酸c 1 0 h z 0 0 2 苯并噻唑c 7 h 5 n s邻苯二甲二丁酯c 1 6 h 2 2 0 4 壬酸c 9 h 】8 0 2卜己二酸二乙酯c l o h l 8 0 4 2 ，6 - 甲基喹啉c 1 1 h l 】n 十八酸 c 1 8 h 3 6 0 2 甲基环癸烷c 1 1h 1 z已二酸二乙酯c l o h l 8 0 4 2 ，6 ，一双( 1 1 一 c 1 5 h 2 4 0 十二醛 c 1 2 h 2 2 0 二甲基乙基) 酚 这些油烟气溶胶的化学组成十分复杂，在空气中长时期悬浮漂移过程中又吸 附了多种物质，并在其表面进行着复杂的物理、化学反应，形成对人体危害更大 的污染物。 具体污染物会随所选用的食用油种类、烹调时的操作条件、烹调时的操作规 模、烹调时的操作温度及与油烟的接触时间等不同会有很大差异，从表1 - 2 呻1 和 表1 - 3 n 们可以很好的理解影响因素与实际烹调过程中产生的具体污染物的关系。 第一章绪论 表卜3 三种油在未加温和油烟雾中测试结果的对比值 | lg g 未力n 温油 油烟雾 种类苯并 a 芘 二苯并 a 、h 蒽 苯并 a 芘二苯并 a 、h 葸 b a p d b a h h b a pd b a h h 菜籽油 0 0 0 3 00 0 2 40 4 6 35 7 3 6 豆油 0 0 0 3 80 0 5 40 3 4 1 7 7 2 5 玉粮油 0 0 0 7 0o 1 2 20 3 0 54 5 6 5 表1 4五脱油加热时检出的有机化合物 类别序号 化合物名称分子式 分子量 1 3 一甲基乙烷c 7 h 1 6 1 0 0 2 正庚烷c 7 h 1 61 0 0 烷 3 2 ，3 一二甲基戊烷c 7 h 1 6 1 0 0 烃 4 卜甲基- 2 - 乙基环戊烷c 8 h 1 6 1 1 2 类 5 2 ，2 ，3 ，3 四甲基丁烷c 8 h 1 8 1 1 4 6 3 ，4 一二甲基庚烷c 9 h 2 0 1 2 8 7 2 ，2 ，3 ，3 四甲基戊烷 c 9 h 2 01 2 8 8 庚烯c 7 h 1 4 9 8 9 辛烯c 8 h 1 。 1 1 2 烯 1 0 癸烯c l o h 2 0 1 4 0 烃 1 1 1 5 碳二烯c 1 5 h z 8 2 0 8 类 1 2 1 8 碳烯c 1 8 h 3 52 5 2 1 3 2 0 碳烯c 2 0 h 4 0 2 8 0 醛 1 4 反，反一2 ，4 一壬二烯醛c 9 h h 01 3 8 类 1 5 反，反一2 ，4 一癸二烯醛c 1 0 h 1 6 0 1 5 2 1 6 1 6 碳酸c 1 6 h 3 2 0 22 5 6 1 7 1 8 碳酸 c1 8 h 3 6 0 22 8 4 酸 1 8 1 8 碳烯酸c 1 8 h 3 4 0 2 2 8 2 类 1 9 1 8 碳二烯酸c 1 8 h 3 2 0 2 2 8 0 2 0 1 8 碳三烯酸c 1 8 h 3 0 0 2 2 7 8 注：五脱油是指经脱磷、脱酸、脱胶、脱色、脱臭处理后的高级烹调油，通常以 豆类为原料。五脱油比色拉油少了脱蜡工序。 第一章绪论 1 2 餐饮业油烟污染的危害 油烟中含有许多有毒有害物质，主要有烷烃、烯烃、醛、酮、脂、脂肪酸、 芳香族化合物、杂环化合物、苯并 a 芘b a p 、杂环胺类化合物、挥发性亚硝胺 等，总数多达3 0 0 多种。如果不加处理会造成许多危害。具体来说这些物质可产 生以下几种危害。 1 2 1 吸收毒性 油烟气体污染物中含有的液、固态颗粒物的直径大都在1 0um 以下，由于颗 粒较小，易于被呼吸道吸入伤害人体器官。这种油烟被人体吸入后，吸入者会出 现呛咳、咽干、喉痒、胸闷、气短等症状，会使咽喉、肺部等受到一定程度的损 伤，如咽喉炎、哮喘、气管炎、肺气肿、肺纤维化。此外，油烟对肠道、大脑神 经的危害也较为明显。长期在油烟的环境下工作会越长越胖，且皮肤容易老化u 川。 研究表明n 2 1 食用油烧到1 5 0 。c 时，其中的甘油就会生成油烟的主要成分丙 烯醛，它具有强烈的辛辣味，对鼻、眼和粘膜有较强的刺激，眼睛遭受刺激后会 干涩发痒、视力模糊、结膜充血，易患慢性结膜炎，甚至发生白内障；鼻子受到 刺激后黏膜充血水肿，嗅觉减退可引起慢性鼻炎。当油烧到“吐火 时，油温 可达3 5 0 ，这时除了产生丙烯醛外，还会产生凝聚体，不仅会使人产生“醉油” 症状，还导致慢性中毒，容易诱发呼吸和消化系统癌症。 “醉油”，医学上称为“油烟综合症”，即油烟被人体吸入后，吸入者会出现 食欲减退、心烦、精神不振、嗜睡、疲乏无力等症状哺1 。 1 2 2 致突变 大量研究表明，烹调油烟中存在着能引起基因突变、d n a 损伤、染色体损伤 等不同生物学效应的细胞遗传性物质，具有肯定的致突变性。 试验表明，菜籽油、精制油和豆油在2 7 0 , - - 2 8 0 c 高温下产生的油烟凝聚物 对t a 。菌株产生间接致突变作用( t a 。+ s 。) ，并可以使中国仓鼠v 7 9 细胞) j n s 9 组分的 s c e 明显升高。小鼠吸入不同浓度的烹调油烟，骨髓细胞染色体畸变率和嗜多染 红细胞微核率随油烟浓度上升而增高，且呈明显的剂量反应关系n 3 1 。 1 2 3 致癌 烹调油烟中的一些致突变物同时也具有致癌性。厨房空气颗粒物中含有较高 比例的b a p ，而b a p 是己知致癌物。在从事餐饮业油烟的工作人员中，如长期从事 第一章绪论 烹饪的家庭主妇和厨师，鼻咽癌的发病率也远远高于从事其他行业的人员，人群 中有5 1 5 6 的肺鳞癌和6 0 9 9 的肺腺癌的发生应归于油烟气污染。如果能消 除吸烟和餐饮业的污染，可使肺癌发病率减少8 5 口1 。这也解释了为什么吸烟 较少的女性患肺癌的几率却比吸烟较多的男性患肺癌的几率大的原因。 1 2 4 破坏免疫系统 油脂在高温加热时可生成醛、酮、烃、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酯、内 酯、杂环化合物等。这些化合物对人体健康有较大危害。有关研究u 发现：烹调 油烟能影响有机体的细胞免疫、巨噬细胞功能、抗肿瘤效应、免疫监视功能，从 而使免疫功能下降。职业接触接触烹调油烟的人群的血清i g g 、i g a 、i g m 和唾液 溶解酶含量偏低，烹调油烟能降低人群的体液免疫功能。溶菌酶是一种水解酶， 广泛存在于各种组织、体液及分泌液中，唾液溶菌酶为正常机体非特异性免疫防 御机制的组成部分之一，溶菌酶的活性与机体免疫功能有一定的关系。 1 2 5 生殖遗传毒性 有关研究表明i t 3 1 5 1 6 ：厨房油烟会干扰精子的产生与成熟，并可能对后代 造成不良影响，具有明显的遗传毒性；烹调油烟对大鼠睾丸和附睾具有明显毒性 作用；不同剂量烹调油烟冷凝物对染色体的影响随滴加剂量的增加，染色体单体 畸变( 断裂) 有增高的趋势，且单体畸变率与剂量呈正相关。 1 2 6 损伤肝脏 大鼠吸入烹调油烟4 0m g m 32 0d 后，肝组织病理形态改变以小灶性坏死为 主，同时引起肝组织匀浆中超氧化物歧化酶( s o d ) 活性下降及丙二醛( m d a ) 含量升 高，表明烹调油烟可引起肝脏损伤n 刀。s o d 是一类广泛存在于生物体内能专门一 清除超氧阴离子的酶类，是体内抗氧化反应的酶系保护系统。m d a 是脂质过氧化 产物中具有代表性的产物，其含量的多少预示着脂质过氧化的速率和强度。 1 2 7 其它危害 油烟污染室内外环境和室内外外观，油烟污染室内外家具、电器，还会附着 在家具、墙壁上。不但使家具、墙壁难于清洗；还会让家具、墙壁形成小裂纹。 使家居遭到损害：油烟附着在衣服、沙发、窗帘等纤维产品后，易滋养细菌、螨 虫等1 副。 油烟排到室外后，容易污染室外空气，破坏植物生长。据统计油烟危害不亚 于汽车尾气带来的危害，有时甚至超过汽车尾气带来的危害n 引。 第一章绪论 1 3 餐饮业油烟排放控制技术综述 油烟中含有许多有毒有害物质，主要有烷烃、烯烃、醛、酮、脂、脂肪酸、 芳香族化合物、杂环化合物、苯并 a 芘b a p 、杂环胺类化合物、挥发性亚硝胺等， 总数多达3 0 0 多种。为了人体健康和减少室内外的空气污染，除了提倡绿色烹调 方式、保持良好的通风条件之外，为了减少对大气的污染，还必须对餐饮业油烟 排放进行控制。 为此，国家出台了相关法律法规，加强对油烟排放的控制，在法律严格要求 下，餐饮业油烟排放控制技术也得到了重视。目前，在油烟净化处理行业中，普 遍采用的处理技术有机械式油烟净化技术、湿式油烟净化技术、静电式油烟净化 技术、复合式油烟净化技术等。 1 3 1 湿式油烟净化技术 该法的原理是利用液体与油烟的接触，从而去除颗粒物和挥发性有机气体。 由于油烟雾滴的疏水性，在洗涤水中需加入各种表面活性剂、乳化剂等改善油水 混合性能。加入适当的化学药品还可以同时去除油烟中的气味和部分气体。 该法是常用的比较成熟的油烟处理技术。具有造价低，结构简单，运行成本 低，日常维护相对简便且无消防隐患，还具有降低油烟排放温度、除油和一定的 除味功能。特别适用于中小型餐馆。其去除率的稳定性以及可靠性较好，去除效 率在7 5 8 5 。实际应用中，油烟的湿式净化法明显优于油烟的干式净化法n 引。 但唯一的缺点是若直接将洗涤废液即油烟净化废液排入下水道，存在二次污 染问题。这些问题都在一定程度上限制了液体洗涤法的推广应用。因此本方法今 后的研究重点应着眼于洗涤废液的再处理方面，以提高本方法的竞争性。 ，1 3 2 机械式油烟净化技术 该法属于干式净化法，该技术是指采用惯性碰撞、过滤、吸附或其他机械分 离原理去除油烟的净化方法。按净化机理可分为两类：一类是采用惯性碰撞原理 如多折板式、滤网式、蜂窝状填料等设备；另一类是采用过滤吸附原理，采用的 过滤吸附介质有活性炭，纤维材料、球形滤料等。 惯性分离设备净化效率较低，一般为5 0 7 0 ，多用于油烟净化的预处理或排 放要求较低的场合瞳引。过滤吸附式油烟净化装置净化效率较高，但易产生固体废 物如废弃的过滤吸附材料等的二次污染。 第一章绪论 1 3 3 静电式油烟净化技术 静电式油烟净化器是利用高压电极板之间形成的电场将油烟电离荷电，带电 油烟粒子被电极捕获，达到分离目的。在试验室条件下，净化功能良好，净化效 率较高，一般在7 5 - 8 5 ，有时可达9 0 。但实际应用中暴露了不少问题：因油烟 气体中温度、湿度经常变化，影响了电场的稳定性，表现出净化功能的时有时无。 其去除率的稳定性以及可靠性较差。最大的问题是经过一阶段使用后，电极板积 灰后，会失去净化油烟功能，需要专业技术人员定期开箱清洗铲除，约一个月一 次，运行维护技术上要求高、工作量大。由于集尘板上油烟冷凝物粘度较高，造 成集尘板清洗困难，另一个问题是高压电场易击穿，产生电弧引燃油垢，导致火 灾发生啪1 。该法投入费用较高，多用于大型餐饮企业。该法属于干式净化法。 静电式油烟净化器电极板和初滤料以及机械式滤料均要定期清洗，一般来 讲，均要用碱液蒸煮皂化清除油污，同样存在着对环境的二次污染问题瞳训。 1 3 4 焚烧与催化油烟净化技术 焚烧法、催化剂净化法等也都是饮食业油烟净化比较有效的方法，目前在国 外应用较多。 国外餐饮业油烟浓度低，大型餐饮业一般采用热氧化焚烧法处理，利用热氧 化反应，将油烟中的有毒有害成分转换成安全状态。为了使所有的排放物燃烧完 全，同时保持n 0 。排放的最低限量，所采用的技术是复杂的。往往要采用多级焚 烧系统，目前在国外多应用于大型餐饮业、大型油炸食品加工厂，是一项较有竞 争力的新技术璐1 。 催化净化法是采用具有各种自净化功能的催化剂，在烹调过程中于烹调温度 上通过催化燃烧将油滴转化为c 0 。和水蒸汽，从而消除污染和臭味。中、小型餐 饮业一般采用催化剂净化法哺1 。 但这些技术成本较高，在我国，使用受到了普遍限制。 1 3 5 复合式油烟净化技术 为了集合各种方法的优缺点，实际工程开发应用时往往把两种或两种以上的 方法组合使用，这就是复合式油烟净化技术。 惯性分离一吸附复合式、惯性分离液体洗涤复合式、过滤液体洗涤复合式、 旋风过滤一吸附式等【2 l 】都属于复合式油烟净化设备。复合式油烟净化设备能够 避免单一净化技术的缺点，整合各种技术的优点，从而实现油烟的高效去除。 各种复合式油烟净化技术中中，过滤法和湿式处理相结合的复合净化处理技 第一章绪论 术是最具潜力的饮食业油烟雾处理方法，它综合了两者高效和能去除气态污染物 的优点。 1 4 本课题的来源 由上述分析可知：油烟的湿式净化法不可避免地要产生高浓度净化废液，即 便是干式净化法在装置清理过程中也不可避免地产生高浓度含油废液。而我国目 前很多餐馆采用湿式净化法处理油烟，主要是湿式净化法占地少、效果好、成本 低、操作简单，处理效果能够保证。 根据饮食业油烟排放标准g b l 8 4 8 3 - 2 0 0 1 的规定：油烟净化分离和收集 的油污、废水不得直接排放造成二次污染，为了避免二次污染，饮食业油烟净化 过程中产生的高浓度油烟废液必须进行处理。 因此，在油烟湿式净化器的使用中必须考虑油烟净化废液的处理。 本项目是受天津协力晨兴科技开发有限公司的委托，研究油烟净化后的废液 的处理方法。该公司生产的油烟湿式净化器在汇福缘酒楼的应用中，产生的废液 造成了二次污染，急需一种简单有效的处理方法解决废液问题。 目前对餐饮业油烟净化废液的排放控制主要是以污水排入城市下水道水质 标准c j 3 0 8 2 1 9 9 9 和污水综合排放标准g b8 9 7 8 1 9 9 6 为依据的。 第二章餐饮业油烟净化废液处理方法的选择 第二章餐饮业油烟净化废液处理方法的选择 2 1 餐饮业油烟净化废液的水量水质特点 餐饮业油烟净化废液属于含油废水，水量排放较小，乳化现象明显。 油烟当中的污染物在洗涤剂的作用下富集到了水中。根据油烟的成分分析可 推知：该含油废水含有动植物油、烷烃、烯烃、醛、酮、脂、脂肪酸、芳香族化 合物、杂环化合物、苯并 a 芘b a p 、杂环胺类化合物、挥发性亚硝胺等有机污染 物以及表面活性剂等。 可见餐饮业油烟净化废液属于水量较小的有机含油废水，主要污染物是油类 污染、有机污染及悬浮物污染等。 2 2 餐饮业油烟净化废液的危害 餐饮业油烟净化废液产生于油烟净化过程，油烟中的多种有毒有害物质富集 到了油烟净化废液中，如果不加处理会造成许多危害。 2 2 1 悬浮物污染危害 餐饮业油烟净化废液中的悬浮物质虽不太多，但透明度低，乳化现象明显， 如果直接排入水体，会使水体透明度降低，影响光与氧摄入水体，从而抑制水生 生物的正常活动，从而影响水生生态系统。 2 2 2 油类污染危害 油在水中的存在状态有五种乜2 1 ，即： ， ( 1 ) 飘浮油静置时z 日- , 匕v _ , 1 4 氏h 快上升至液面，以连续相的油膜漂浮在水面的油 脂。颗粒较大，油滴粒径一般大于1 0 01 jm ，易于分离。 ( 2 ) 机械分散态油油脂在水中被分散成细小的油粒，油滴粒径一般介于 1 0 1 0 0um 之间，悬浮于水中。由于受电荷力或其它力的作用，具有一定的稳 定性，在油一水界面间未受表面活性剂的影响。静止一定的时间后，往往成为浮 油。 ( 3 ) t 学稳定的乳化油油滴类似于机械分散态，油滴粒径一般小于1 0pm ， 第二章餐饮业油烟净化废液处理方法的选择 但由于油一水界面存在表面活性物质，因而具有高度稳定性。 ( 4 ) “溶解态”油“溶解态”油包括化学概念上真实溶解于水的油和极 细微的分散油珠，直径一般小于5ui n ，这种形态的油非常稳定，通常无法用常 规物理方法去除。 ( 5 ) 固体附着油指吸附于固体颗粒表面形成油一固体物的油。 这些油类的存在会使水体溶解氧降低，有机物含量增高，从而恶化水质， 影响水生生物生存。 2 2 3 洗涤剂污染危害 各种洗涤用品多是石油化工产品，难以降解，排入水体会造成严重污染。当 水体中含洗涤剂达n o 5m g l 时，水面上将浮起一层泡沫，这不仅破坏自然景 观，而且影响着大气中的氧向水中溶解交换。水体中的洗涤剂达到1 0m g l 时， 鱼类就难以生存，若达n 4 5m g l 时，水稻生长就会受到严重危害，甚至死亡： 洗涤剂中含有以磷酸盐为主的洁净剂，可导致水体的富营养化，使水体恶化，变 质：洗涤剂中的表面活性剂会使水生动物的感官功能减退，甚至丧失觅食或避开 有毒物质的能力，导致水生动物丧失生存本能。另外，洗涤剂大量累积于在水产 物中，大量进入人体后会出现中毒现象幢引。 2 2 4 有机物污染 油烟污染物主要有烷烃、烯烃、醛、酮、脂、脂肪酸、芳香族化合物、杂环 化合物等，总数多达3 0 0 多种。这些有机污染物在油烟净化过程中富集到了净化 废液中，油烟净化废液如果不加处理直接排放，会造成水中溶解氧降低，导致水 质恶化，变臭，从而影响水生生物生存，破坏水体生态平衡。 2 2 5 对人体健康的危害 餐饮业油烟净化废液存在着许多有毒物质如苯并芘、苯并蒽及其它多环芳烃 等。这些物质在水体中被水生生物摄取、吸收、富集，造成水生生物畸变。如果 通过食物链进入人体，会使肠、胃、肝、肾等组织发生病变。 2 2 6 其它危害 餐饮业油烟净化废液如果不加处理直接排放，会造成水体富营养化，淤积堵 塞管道，降低管网输水能力，降低城市污水厂出水水质等。进入城市污水处理厂 的油类物质包裹在填料或颗粒污泥的外层，令氧的传质受阻，导致好氧微生物代 第二章餐饮业油烟净化废液处理方法的选择 谢紊乱1 。 基于以上所述，对餐饮业油烟净化废液进行适当处理是非常必要的。 2 3 餐饮业含油废水处理技术综述 根据餐饮业含油废水的水量水质特点，餐饮业含油废水的处理技术主要有以 下几类。 2 3 1 重力除油技术 重力除油是餐饮废水预处理必不可少的处理单元，传统的除油方法是通过重 力除油如安装隔油池。其技术简单，投资维持费用较低，但只能去除部分飘浮油， 无法去除乳化油、分散性油、溶解性油等。 2 3 2 混凝处理技术 餐饮废水中的污染物多以胶体状污染物存在且呈负电性盟射。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问彼此接近而聚合成较大颗 粒；其次，带负电荷的胶粒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。 当投加铝盐、铁盐等金属盐或其聚合物絮凝剂后，发生金属离子水解利聚合 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、降低电位，使胶粒 间最大排斥能降低，从而使胶粒脱稳乜引，能破乳从而去除乳化油。同时，投加的 金属盐，能使金属离子与水中磷酸根离子生成难溶性的盐，与水分离，从而去除 大部分磷，并大大减弱表面活性剂对后续处理的影响。餐饮废水中氨氮较多时， 可考虑同时投加一些石灰，石灰对氨氮去除率较高，同时能去除有毒物如重金属 等，但对硝态氮、亚硝态氮及有机氮去除能力较低乜 ，同时会增加水垢，导致事 故。 絮凝剂分为无机混凝剂和有机混凝剂两大类。无机絮凝剂的处理速度快，但 污泥生成量多，无机混凝剂分为无机小分子混凝剂如氯化铁、氯化铝、硫酸铁等 铝( 铁) 盐和无机高分子絮凝剂通常指聚合氯化铝( p a c ) ，聚合硫酸铁( p f s ) 、聚合 氯化铁( p f c ) 等聚合铝( 铁) 盐，它们通常带正电荷，能吸附水体中带负电的胶体 而发生凝聚，并从水体中沉降从而除去水中的污染物。有机高分子混凝剂由于分 子量大，对水中胶体、悬浮颗粒的吸附一架桥能力强，且絮凝速度快、受共存盐 类、p h 值及温度影响小，生成污泥量少而在水处理中占有重要位置。有机高分子 第二章餐饮业油烟净化废液处理方法的选择 凝聚剡的研究发展很快，但目前有机高分子絮凝剂在含油废水处理方面的应用仍 然主要是用作其它方法的辅助剂。 2 3 3 磁分离法处理技术 广东工业大学环境与资源工程系的朱又春等对该项技术作了研究。该研究 采用的磁粉是f e 。0 。，采用的混凝剂是硫酸铁和硫酸铝。由于磁粉带正电，乳化油 带负电，使得磁粉具有磁吸附破乳的作用。该研究表明在用混凝法处理含油废水 时，加入磁粉与不加入磁粉比较，加入磁粉对乳化油去除效果较好。因此该法同 混凝法相同，也可同时破乳除油，并大大减弱表面活性剂对后续处理的影响，效 果较混凝更好。 2 3 4 粗粒化法处理技术 美国乔治亚大学森林资源学院的刘蓉等1 对该项技术作了研究。该研究采用 的粗粒化材料是改性聚丙烯纤维材料，该材料具有疏水、亲油、耐油的功能，可 以把粒径在5 1 0 弘m 的油珠完全分离，对乳化油去除效果较好。 粗粒化材料是一种亲油、耐油、疏水性质的介质，当含油污水流经粗粒化介 质时，悬浮在水中的微小油滴就会在粗粒化介质表面附着，随着水中油滴不断 在介质表面附着，附着的油滴相互碰撞，凝聚成为大颗粒油珠，进而形成油膜， 当油膜所受浮力和冲刷力大于附着力时，这些油膜便被分离而上浮除去。粗粒化 净化法可以把5 - 1 0pm 粒径以上的油珠完全分离，分离最佳效果可达l 2um 。 2 3 ，5 电凝聚法处理技术 潘怀玉、杨岳平b 引、x u e m i n gc h e n 等口对该项技术作了研究。电凝聚法处 理餐饮废水是利用废水含有多种成分的电解质溶液，具有一定的导电性，在外加 电流的情况下，废水的化学成分、不溶性杂质的性质和状态发生变化。当阳极为 可溶性金属( 如铁或铝) 时，产生金属电极溶解，由此产生的铁或铝的阳离子， 与水中的羟基结合，生成它们的氢氧化物，从而对废水产生强烈的混凝作用。同 时，电解产生气泡可靠地粘附于混凝产生的絮凝体之上，使其上浮而被去除；此 外在电解过程中产生的氯、氧等氧化性物质，也会使废水中的污染物被氧化除去。 因此，电凝聚废水处理有三方面作用机理：电解凝聚、电解气浮及电解氧化还原。 该法可同时破乳除污除油。 第二章餐饮业油烟净化废液处理方法的选择 2 3 6 吸附技术 吸附技术是利用吸附剂的多孔性而对污染物进行去除。东北大学王乃芝等副 研究了絮凝一砂滤和活性炭工艺处理餐饮废水的处理效果，该研究表明出水效果 良好，达到污水综合排放标准g b8 9 7 8 - - 1 9 9 6 的二级排放标准。 常用的吸附剂有活性炭等。该法的优点是除磷可靠，在除磷的同时，也能去 除大量有机物。同时吸附剂也能起到架桥作用，使沉淀效率增加。但该法的缺点 是吸附剂再生困难，费用较高。因此活性炭吸附目前主要用于低浓度含磷废水的 处理或深度处理。 。 2 3 7 膜分离法处理技术 常用的膜分离技术有微滤、超滤、反渗透和纳滤。超滤应用较多，或以超滤 为主与其他形式配合使用。主要用于截留含油污水中的乳化油和溶解油。 膜分离技术的关键是膜和组件的选择。目前广泛使用的膜材料大多数是疏 水膜，油滴在疏水膜上易于聚结粗粒化，有利于油水分离，因此在油水分离时多 用各类疏水膜。常用的疏水膜有聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯和聚乙烯等。但由于 水通过疏水膜成为渗透液时，油等杂质留在膜表面，这样很快就会产生“浓度极 化，膜被严重污染，加上油分子还容易在疏水膜内聚结阻塞水通过，致使水通 量急剧迅速降低。因此膜最好是有一定的亲水性，这样可以得到高的水通量和降 低膜污染。亲水膜有纤维素酯、聚酰亚胺，聚醚酰亚胺、聚酯肪酰胺、聚丙烯腈 等具有亲水基团的高分子聚合物，以及如a 1 。0 。、t i o ：等陶瓷膜等。但是如果膜的 亲水性过高，膜就容易溶解，而且将失去机械强度，故调节膜亲水性与疏水性的 合理平衡是关键问题。这可以通过膜表面改性技术来改变膜的疏水性和亲水性。 目前膜分离法处理含油废水趋向于用多种膜复合处理或与其他方法结合使 用。如将超滤和微滤结合分离含油废水，膜分离法与电化学方法相结合等口引。为 了延长超滤设备使用寿命，超滤前必须作预处理，比如在混凝砂滤后超滤或者把 膜处理作为深度处理技术。 2 3 8 生物处理技术 餐饮业含油废水可生化性较好，目前利用生物方法处理餐饮废水的研究主要 有以下几类。 ( i ) 活性污泥法 活性污泥法是利用某些微生物在供氧条件下，生长繁殖形成表面积很大的菌 胶团来大量絮凝和吸附污水中悬浮状和溶解状污染物。然后在氧的作用下，进一 第二章餐饮业油烟净化废液处理方法的选择 步将污染物氧化分解，一部分合成微生物细胞，一部分转化为二氧化碳和水等物 质，最终使污水得到净化。活性污泥法处理效果较好，但有占地面积大：能耗高： 剩余污泥产量大，污泥处理工作量大：管理操作复杂。 于金莲等m 1 采用序批式( s b r ) 活性污泥法工艺处理餐饮废水，考察了污泥 浓度、污泥负荷与处理效果的关系以及该工艺的脱氮性能。试验结果表明：在进 水t n 3 0m g l 时，t n 去除率能达n 8 5 以上。s b r 工艺对于问歇排放、水质水量 变化较大的餐饮废水是一种理想的工艺选择。 浙江大学的范立梅口印也对活性污泥法处理餐饮废水作了研究，其所利用的活 性污泥反应器，在进水c o d 。，为3 4 2 0m g l ，b o b 。为1 4 6 0m g l ，动植物油为6 0 0m g l ， t k n 为1 2 5m g l 时，c o d 。，去除率达9 0 8 ，b o d 。去除率达9 0 3 ，动植物油去除率达 8 9 2 ，t k n 去除率为8 5 6 。 ( 2 ) m b r 工艺 膜生物反应器是将生物反应器与膜组件相联用的一项废水处理新技术，其 流程为：原水进入生物反应器与生物相充分接触，再在循环泵作用下，由生物反 应器流经膜组件，过滤出水被排放，生物相回流入生物反应器：或者膜组件侵入 生物反应器中进行负压抽吸出水。污泥被膜完全截留在反应器中，剩余污泥被排 放以确保固定的污泥泥龄，定期对膜进行反冲洗或采用化学清洗法。该法具有出 水水质好、污泥量少、易于自动控制等优点，但主要缺点是膜的堵塞与清洗，耗 费较大。 北京理工大学尹艳华等乜6 1 对膜生物反应器处理餐饮废水作了研究，动植物油 和c o d 。，去除率分别为9 8 、9 9 2 ，该法具有抗冲击负荷能力强、投资省、运行费 用低、出水水质优良、出水可回用等优点。对于间歇排放、水质水量变化较大的 餐饮废水是一种较理想的工艺选择。 ( 3 ) 复合厌氧颗粒床处理餐饮废水 南京大学的张志等b 6 1 对该方法作了研究，该法对于无调节池的餐饮废水具 有耐负荷冲击、节能等优点。缺点是c o d 。，去除率相对较低，在8 5 以上。 ( 4 ) 生物填料塔处理餐饮废水 华南理工大学的邹华生等口7 3 对该项技术处理餐饮废水作了研究。试验结果 表明当入塔c o d 。，大于8 0 0m g l 时，对运行不利。但该法具有占地面积小、结构 紧凑、操控方便等特点，当能对入塔c o d 。，进行严格控制时，也不失为一种好的处 理方法。 ( 5 ) 三相生物流化床处理餐饮废水 谢涛等口踟对该项技术处理餐饮废水作了研究，实验研究表明在进水c o d 。，在 3 5 0 1 3 5 0m