（环境工程专业论文）餐饮污水一体化处理装置工艺实验研究.pdf

塑墅 圭塑查堂婴主兰些笙奎 a b s t r a c t t h er e s t a u r a n tw a s t e w a t e rw h i c hw eu s e d f o rr e s e a r c hc o m e sf r o m a m e d i u m s i z e dr e s t a u r a n t a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i co f w a t e r q u a l i t ya n dq u a n t i t y o ft h er e s t a u r a n tw a s t e w a t e r , w ec o n f i r mt h ee x p e r i m e n to fi n t e g r a t i v ee q u i p m e n t s h o u l dc o n s i s to fp r e t r e a t m e n te x p e r i m e n ta n db i o c h e m i s t r ye x p e r i m e n t ，a n dt h e n a n o m e t e rp h o t o c a t a l y t i ct e c h n o l o g ya l s ob ea d o p t e di nt h er e s e a r c h w eh a v eh a d s e v e r a ls e t so f e q u i p m e n tm a d e t oo r d e ra n dw ed ot h er e s e a r c ht h r o u g hs i m u l a t i n g p r o j e c t p r e t r e a t m e n te x p e r i m e n tc o n s i s to fi n c l i n e d o i l - p r o o fs u m pe x p e r i m e n t a n d c o a g u l a t i v ee x p e r i m e n ta n dc e n t r i f u g a ls e p a r a t i o ne x p e r i m e n t t h ec o n c l u s i o no f o i l - p r o o fs u m pe x p e r i m e n ti s t h a tt h eq u a n t i t ys h o u l db eo 4 - 0 5 t h ra n dt h er e m o v a l e f f i c i e n c i e so f o i li sa b o u t7 8 ，a n dt h es a l r t eo n eo f c o d c r7 0 。t h ee f f e c to f p f si s b e s t d u r i n gt h ec o a g u l a t i o ne x p e r i m e n t t h ec o n c l u s i o no fc e n t r i f u g a ls e p a r a t i o n e x p e r i m e n ti st h a tt h er e m o v i n gr a t eo f o i li sa b o u t7 8 4 a n dt h ec o d c r6 8 4 a n d t h es s7 7 2 w h e ns e p a r a t i o np a r a m e t e r a i s2 7 8a n dt h et i m er e q u i r e di s6 m i n t h et e c h n o l o g yo f c e n t r i f u g a ls e p a r a t i o n c a r ls a v e m a n p o w e ra n d a r e ao ft h e i n t e g r a t i v ee q u i p m e n tt h o u g h w i t hh i g hp o w e rc o n s u m p t i o n w et h i n kt h et e c h n o l o g y o f c e n t r i f u g a ls e p a r a t i o n w o u l db et h er i g h to n eo f t h e t e c h n o l o g yo f p r e t r e a t m e n t w eh a df i n i s h e dt h e s u s p e n d e d m e d i ab i o f i l m p r o c e s se x p e r i m e n t a n d s e q u e n c i n g b a t c hr e a c t o ra c t i v a t e d s l u d g ep r o c e s s ( s b r ) e x p e r i m e n t b o t ht h e p r o c e s sh a v e ag o o de f f e c to nt h et r e a t m e n to f r e s t a u r a n tw a s t e w a t e r t h es i m i l a r i t yr e s e a r c ho f t r e a t i n gr e a t a u r a n tw a s t e w a t e ru s e ds u s p e n d e dm e d i a b i o f i l m p r o c e s sh a v en o tf o u n d w h e nt h er a t i oo f c a r r i e r si s5 0 a n dt h ev o l u m el o a d o fc o d c ri s 4 0 - 4 5 k g c o d o r m 3 d ，t h er e m o v a le f f i c i e n c i e so fc o d c ri sb e t w e e n 8 5 9 0 t h ec o n c e n t r a i o no f c o d c ro f o u t f l o wi sl e s st h a n1 0 0 m g l ，a n dt h en h l n t h a n1 5 o m g ，l ，a n dt h es st h a n5 0 m g l t h eo n eo f o i l h a dn o tb e f o u n d w h e ni n f l o w1 0h o u ra n da e r a t i o nv e l o c i t y3 0 0 l h ra n da e r a t i o n5 0h o u ra n d s e t t l e m e n t1 0h o u ra n d d r a i n a g e 1 0h o u ri ns b re x p e r i m e n t ，t h e r e m o v a l e f f i c i e n c i e so f c o d 口i sb e t w e e n8 9 - 9 3 t h ec o n c e n t r a t i o no fc o d c ro fo u t f l o wi s l e s st h a n 8 0 m g l t h er e m o v a le f f i c i e n c i e so fn h 3 - ni sa b o u t6 0 ，a n dt h e c o n c e n t r a t i o no f n h 3 - no f o u t f l o wi sl e s st h a n 8 o m g l ，a n dt h es sl e s st h a n5 0 m g l t h eo n eo f 0 i lh a dn o tb ef o u n d w et h i n ks b r p r o c e s ss h o u l db et h er i g h to n eb e c a u s ei t s s e q u e n c i n gp r o c e s s a n ds m a l l e ra r e a 2 摘要 上海大学硕士毕业论文 t h en a n o m e t e r p h o t o c a t a l y t i ct e c h n o l o g yi s t h ef i r s tt i m et ou s e dt or e a t a u r a n t w a s t e w a t e rt r e a t m e n t w ef i n i s h e ds u s p e n d e df o r i l qa n df i x a t i o nf o r me x p e r i m e n t a b o u tn a n o m e t e r p o w d e rt i 0 2d u r i n gt h er e s e a r c h t h eb e s tc o n d i t i o no f t h ep r o c e s s i s p h = 6a n dt h eq u a n t i t y o fn a n o m e t e rp o w d e rt i o z 2 9 la n dt h et i m eo fu v i l l u m i n a t i o n2 0 m i n t h er e m o v a le f f i c i e n c i e so fc o d c ri sa b o u t8 0 i nt h es u s p e n d e d s y s t e m i nt h ef i x a t i o nn a n o m e t e rt i 0 2f i l me x p e r i m e n tt h er e m o v a le 瓶c i e n c i e so f c o d c ri sa b o u t6 0 w h e nt h eu vi l l u m i n a t i o n4 0 m i na n dt h er a t i oo fm e d i u mi s b e t w e e n4 0 6 0 w et h i n kt h e c e n t r i f u g a lt e c h n o l o g y s b rp r o c e s ss h o u l db ea d o p t e db yo u r i n t e g r a t i v ee q u i p m e n to ft r e a t m e n to fr e s t a u r a n tw a s t e w a t e r a n dw ec a nu s et h e s u s p e n d e d m e d i u mi ns o m ei n v a l i d a t i o nb i o f i l ms y s t e m k e y w o r d s r e s t a u r a n t w a s t e w a t e rr e s e a r c ho f e x p e r i m e n t i n t e g r a t i v e e q u i p m e n ts u s p e n d e dm e d i a s e q u e n c i n g b a t c hr e a c t o ra c t i v a t e d s l u d g e p r o c e s s ( s b mp h o t o c a t a l y t i co x i d a t i o n 原创性声明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。 除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表 或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他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。 签名：日期 本论文使用授权说明 本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可 以公布论文的全部或部分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：导师签名： 图表目录上海大学硕士毕业论文 图表目录 表2 1 污水中常用处理药剂表5 图2 1 餐饮污水混凝工艺流程图6 图2 2 生物转盘技术常见工艺流程图1 0 图2 3 生物接触氧化法常见工艺流程图1 1 表2 2s b r 法处理废水情况表1 4 表3 1 实验污水水质表2 3 表3 2 餐饮污水除油方法比较表2 4 表3 - 3 实验监测项目和分析方法表2 6 表3 - 4 a 、b 污水样c o d 。，值( m g l ) 对照表2 7 图3 1斜板隔油池照片2 8 图3 2s b r 法污水处理装置照片2 8 图3 3 悬浮式填料生物膜法和纳米t i 0 2 光催化反应装置照片2 8 图4 - l 斜板单元异向流计算图3 0 图4 2 斜板隔油池装置示意图31 表4 - l 水量变化隔油效果实验表3 2 表4 2 油量变化隔油效果实验表3 3 表4 - 3 阻力系数c d 表3 5 表4 4 f e c l 3 6 h 2 0 最佳投药量实验结果表3 6 表4 - 5 p h 值对f e c l 3 6 h 2 0 混凝效果影响表3 6 表4 - 6 ( a 1 2 ( s o d3 1 8 h 2 0 ) 最佳投药量实验结果表3 7 表4 7 p h 值对a 1 2 ( s 0 4 ) 3 - 1 8 h 2 0 混凝效果影响表3 7 表4 - 8p f s 最佳投药量实验结果表3 7 表4 - 9 p h 值对p f s 混凝效果影响表3 8 图4 3 混凝效果比较图3 8 图4 - 4 p h 值对c o d 。去除效果影响图3 9 表4 - 1 0 相同c o d 。，去除率各种混凝剂所需药剂费3 9 图4 5 离心力场中颗粒受力图4 1 表4 一l l 不同旺值下污水离心实验数据表4 4 图4 - 6 q 值与污水去除率关系图4 4 图4 7 离心时间实验效果图4 5 图4 8 常用低速离一t l , 装置示意图4 7 表4 1 2 o i l 和c o d 。去除率线性相关性表4 9 图4 - 9 斜板隔油池o i l 与c o d 。，去除率线性曲线图4 9 图表目录 上海大学硕士毕业论文 图4 1 0 表4 - 1 3 图4 1 1 图4 1 2 表4 1 4 表5 1 图5 1 表5 - 2 图5 2 表5 3 图5 3 表5 - 4 图5 - 4 图5 5 图5 - 6 图5 7 图5 - 8 图5 - 9 图5 1 0 表5 - 5 图5 1 1 图5 1 2 图5 1 3 图5 1 4 图5 1 5 图5 1 6 图5 1 7 图5 - 1 8 图5 1 9 表5 - 6 图5 2 0 表5 7 图5 2 1 图5 2 2 离心分离0 i l 与c o d 。，去除率线性曲线图5 0 s s 和c o d 。，去除率线性相关性表5 0 p f s 混凝实验s s 与c o d 。，去除率线性曲线图5 1 离心分离s s 与c o d 。，去除率线性曲线图5 1 预处理实验比较表5 2 反应器进水水质指标5 5 悬浮式填料生物膜法反应器示意图5 6 悬浮填料及其技术参数5 6 悬浮式填料照片5 7 挂膜期间c o d 。，去除概况表5 7 悬浮式填料挂膜期间c o d 。去除率变化图5 8 悬浮式填料挂膜生物相观察表5 8 出水c o d 。，值随沉降时间变化图5 9 水力停留时间对c o d 。，去除率影响结果图5 9 温度和不同气水比溶解氧变化曲线图6 0 气水比对c o d 。，去除率影响图6 1 投加氯化铵后n h 3 - n 情况图6 2 c o d 。，容积负荷n h 3 一n 去除率关系图6 2 异氧菌和硝化菌在生物载体上分布示意图6 3 进出水中各形态氮的浓度数据表6 4 系统抗冲击负荷实验数据图6 5 填料投配比实验情况图6 6 生物膜上的各种微生物( 1 0 1 0 ) 6 7 钟虫( 1 0 x 4 0 ) 6 7 线虫( 1 0 x 1 0 ) 6 8 固着型纤毛虫( 1 0 1 0 ) 6 8 轮虫( 1 0 x 1 0 ) 6 8 丝状菌( 1 0 x l o ) 6 8 线虫聚集图( 1 0 1 0 ) 6 9 实验用悬浮填料价格分析表7 0 s b r 反应装置示意图7 2 系统启动期间生物相观察表7 3 沉降时间与出水c o d 。关系图7 4 曝气速率对c o d 。和n h s - n 去除率影响图：7 5 i j 图表目录 上海大学硕士毕业论文 图5 2 3 曝气速率3 0 0 l h r 时c o d 。与溶解氧变化曲线图 图5 2 4 曝气时间对c o d 。和n h 3 n 去除率影响图 图5 2 5 进水方式实验结果图 图5 2 6 提高污染物浓度后进水方式实验结果图 图5 2 7 硝态氮浓度变化图 图5 2 8 运行周期内氮的转化规律图 图5 2 9n h 3 n 负荷对去除率影响图 图5 3 0 冲击负荷影响图 图5 - 3 l 活性污泥( 1 0 4 0 ) 图5 3 2 钟虫和线虫( 1 0 x 1 0 ) 图5 3 3 线虫( 1 0 x 1 0 ) 图5 3 4 轮虫( 1 0 x 1 0 ) 图5 3 5 丝状菌f 1 0 1 0 ) 一 表5 8 悬浮式填料生物膜法和s b r 法特点比较表 图6 - 1 溶液中的能带弯曲图 图6 2 悬浮式纳米t i 0 2 粉末光催化反应装置图 图6 3固定式纳米t i 0 2 光催化反应装置图 表6 - 1悬浮式纳米t i 0 2 粉末光催化反应正交实验数据表 图6 - 4 镀t i 0 2 膜填料投配比实验图 图6 - 5c o d 。，去除率与反应时间关系图 图6 - 6 除油后出水实验结果图 i 弛弛为札跎娩娩&|踮踮虬昵鸲舛粥 绪论上海大学项士毕业诠支 l 绪论 1 1 研究背景 目前，上海已是我国最重要的工业基地之一，也是我国最大的港口和重要的 经济、科技、贸易、金融、信息和文化中心。改革开放以来，特别是近几年来全 市经济快速发展，g d p 以年增长率超过1 0 的速度递增。随着人们生活水平的 提高以及第三产业的发展，目前生活污水排放量已远远超过工业污水，其中对餐 饮污水的治理是不容忽视的环节。由于各类餐饮业服务性营业网点的迅速建立， 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，因其含污量 大，且在大多数情况下排放条件较差，对环境造成的威胁已不容忽视【l 】。 上海市目前有大大小小的餐馆、饭店约3 万余家，每天因洗涤菜肴、碗盆所 排放的废水超过1 2 万吨。监测表明，这类污水平均每吨含有动植物油油、悬浮 物等污染物约1 8 5 公斤。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黄浦江、苏州河等河 道，造成了巨大的污染。因此，上海市环保局规定中小型的饭店都要采取隔油措 施，否则不予审批【2 】。目前，大多数隔油池采用重力除油方式，但隔油池对总有 机物去除效果差，所以选择适当的处理方法，引起了人们的关注。 目前有许多饭店与大型污水处理系统连接起来往往不可能或者经济上不合 算，凡不能或暂时不能纳入城市污水管道系统，末端未设集中污水处理厂，按许 多城市环保的有关规定应配置小型污水处理设备。对上海市郊6 0 个小城镇的调 查显示，共有2 9 个小城镇的化粪池普及率达到9 0 ，普及率达8 0 左右的小城 镇有9 个。在6 0 个小城镇中，仅有4 个有生活污水处理站( 设施) ，9 0 以上的 小城镇没有污水处理厂和小型污水处理装置。可以基本得出这样的结论：上海市 郊小城镇的生活污水基本未经过处理。随着人们环保意识的提高，小城镇亦需逐 步配套小型污水处理设备，特别是对于污染物浓度相对较高的餐饮污水来说，更 需要经过处理设备的净化。所以结合当前实际情况研究开发出一种新型、高效、 实用的饭店污水一体化处理装置势在必行。 1 2 课题来源 本课题名称为“餐饮污水一体化处理装置工艺实验研究”。该项目系中波 政府间科技合作混委会第3 0 次会议议定书中由国家科技部签订的我国与波兰 政府间科技合作项目，项目号为a m 3 0 ：2 5 ( 3 0 - 3 4 ) 。 1 3 研究意义 餐饮业，旅游业迅速崛起，各大中小城市宾馆、酒店林立。随之而来餐饮污 绪论 上海大学硕士毕业论文 水的排放量也急剧增加。因此，处理该污水已迫在眉睫。专家认为，国家花数十 亿资金来治理黄浦江、苏州河，但真正釜底抽薪之举还是从源头治污。近年来， 上海就对城市污水实行了严格的“谁污染，谁治理”的政策，要求所有达到定 规模的新建民用建筑或建筑群，必须同时建设污水处理项目，原有单位和建筑群 也要逐步加建污水处理项目，各单位排放的污水要逐步达到上海市的污水排放标 准。因而一些环保和水处理厂家研制生产的地埋式的或设在地下室的一体化生活 污水处理设备，在上海地区得到大量应用，但这些设备在长期使用和运行过程中， 还存在一些问题，使得部分设备处于瘫痪或半瘫痪状态，达不到预期的处理效果。 餐饮污水的处理将极大的减轻城市及其周边水域的污染问题，切实有效的餐 饮污水体化处理装置的推广将大幅度提升锓饮污水的处理率和处理效果。因 此，本课题的开展不仅能为餐饮污水一体化处理装置“”提供合理的工艺，为城 市餐饮污水的处理提供一种切实可行的方法，而且能为城市综合环境的治理贡献 力量，极具社会效益和经济效益。 1 4 研究目标 为了便于运行和管理，节约运行费用，一体化污水处理装置应具有下列功能： 去除污水中的油类、s s 、b o d 5 、c o d 。，：占地面积尽可能少：操作管理尽可能 方便：运行费用要低：处理效果应长期可靠，使出水浓度达到上海市污水排放 综合标准( d b 3 1 1 9 9 9 7 ) 第二类污染物最高允许排放浓度二级标准。 根据上海市餐饮污水的水质现状和排放特点，一体化处理装置工艺拟由前期 预处理和后续好氧生化处理二部分组成。餐饮污水的处理本身并不是一个难点。 有关餐饮污水处理的方法、手段有很多，且都具有一定的处理效果。但是对于希 望大大提高处理效率，结构紧凑的一体化装置来说选择合适的工艺却需要经过方 方面面各种因素的考虑。几种技术可靠的经典工艺是一体化装置的首选。 前期预处理主要是完成对动植物油和废水中大部分悬浮物的去除，提高废水 的可生化性：后续好氧生化处理主要是通过好氧微生物在有溶解氧的情况下降解 污水中的有机污染物。 并且该装置处理工艺拟尝试采用纳米光催化氧化技术，利用二氧化钛( t i 0 2 ) 纳米微粒的光催化反应以降解餐饮污水中的污染物。此种工艺的经济效益和可行 性需要做进一步的探讨。 本次研究将选择合适工艺进行小试规模的实验，探讨这些工艺应用于一体化 装置中处理餐饮污水的可行性，在综合考虑各种因素的基础上为餐饮污水一体化 处理装置的设计提出合理的工艺。 餐饮污水处理方法综述 上海大学硕士毕业论文 2 餐饮污水处理方法综述 2 1 概述 由于各国的饮食文化与习惯的不同，造成了各国甚至是各地区之间餐饮污水 水质的极大差异，某些国外的处理技术与设备，并不一定适合用于我国特别是上 海市餐饮污水的治理。上海市餐饮污水的水质特点是成分复杂，有机物含量高， 如：食物纤维、淀粉、脂肪、动植物油、各种佐料和蛋白质等。据有关部门对上 海市市区1 0 0 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n h 3 _ n 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。 结合餐饮污水的水质现状，目前对其采用的常见处理方法有混凝法、生物膜 法和序批式活性污泥法，以及磁分离法、膜处理等诸多方法，或是将其中多种工 艺组合使用。 2 2 混凝法 2 2 1 作用机理概述 混凝法是处理餐饮废水一种常用的方法之一。混凝法处理餐饮废水能去除水 中的高分子物质及呈胶体的有机污染物，也可去除污水中导致富营养化的氮、磷 等可溶性杂质，降低废水的浊度、色度，受气候条件限制小。 混凝就是在混凝剂的离解和水解产物作用下，水中的胶体污染物和细微悬浮 物发生脱稳并聚集而成可分离的絮凝体的过程，分为凝聚和絮凝二个过程。 凝聚过程的研究包括两个方面：一是作为凝聚剂的金属盐的水解过程，二是 水解产物作用于胶体颗粒引起胶体脱稳过程。凝聚是在絮凝剂与原水初始混合的 短暂过程中出现的，凝聚效果与絮凝剂能否在水中迅速扩散混合有密切关系，要 使絮凝剂达到最佳凝聚效果，絮凝剂应和原水达到闪烁式混合。凝聚是颗粒脱稳 及其聚结的前步，使胶体颗粒可能粘结在一起的现象或过程。即加药后胶体失去 了聚集稳定性( 脱稳) ，并通过胶粒本身的布朗运动进行碰撞聚集而形成尺寸较小 的“微絮凝体”。 絮凝是水中投加大量或过量的絮凝剂之后，脱稳颗粒直接或问接地相互聚结 生成呈“絮状”的大颗粒而进行卷扫、沉淀分离的过程，该过程紧接凝聚过程进 行。凝聚过程形成的“微絮凝体”再通过机械或水力搅拌进一步聚集成肉眼可见 的大絮凝体。 混凝机理主要有以下四种： ( 1 ) 压缩双电层机理： 胶粒之间总是存在范德华力，胶粒互相接近的动力主要来源于布朗运动的动 键饮污水处理方法综述上海大学硕士毕业论文 能，它远远小于排斥势能，要使胶体粒子碰撞凝聚必须降低或消除排斥势能。 与此同时，带同号电荷的胶粒之间总是存在着由e 电位引起的静电斥力。只要向 水中投入絮凝剂，增加水中反离子浓度，使得胶体扩散层压缩，即胶团半径减小， l 电位降低，排斥势能就能随之降低，于是胶体凝聚并沉降下来。这种通过投加 电解质压缩扩散层以导致胶粒相互凝聚的过程简称为压缩双电层作用机理。 ( 2 ) 吸附一电中和作用机理： 当污水中投加的铝盐、铁盐等高价电解质过多时，水中原来负电荷胶体可变 成带正电荷的胶体，从而使粘土颗粒重新稳定。这是由于胶核表面吸附了过多的 正离子的原因。如果投加的混凝剂适量，可直接使胶体电荷中和，结果同样使胶 体扩散层厚度减少，从而导致电位降低，称为吸附一电中和作用。 ( 3 ) 吸附一架桥作用机理： 当污水中投加的药剂为水溶性链状高分子聚合物时，胶体微粒对这类高分子 物质具有强烈的吸附作用，高分子聚合物的一端吸附某一胶粒后，另一端又吸附 另一胶粒，形成“胶粒一高分子一胶粒”的结构。最后，各个高分子再互相搭接， 形成大的絮凝体而沉降。在胶粒与高分子形成的絮凝体中，胶粒之间并未直接接 触，而是通过高分子聚合物的长链作为桥梁将其连接在一起的，故称其为吸附一 架桥作用。 ( 4 ) 网捕或卷扫作用机理： 当铝盐或铁盐混凝剂投加量很大而且介质条件足以形成大量氢氧化物沉淀 时，可以网捕、卷扫水中胶粒以至产生沉淀。网捕或卷扫作用基本上是一种机械 作用，所需混凝剂用量与原水中杂质含量成反比。 实际的水处理过程中上述各种机理往往同时或者交叉发挥作用，以何种作用 为主，主要取决于混凝剂种类和投加量、水中胶体粒子性质、含量以及水的口h 值等等因素，依据条件的不同以其中某种作用为主。 2 2 2 影响因素 ( 1 ) 污水的组成 污水中的污染物主要由悬浮物质、胶体物质及溶解性有机物组成。不同种类 污水，各组成成份所占比例不同，而污水的可处理性与污染物的组成密切相关。 混凝法对水中悬浮物质、胶体物质有较好的去除效果，而对水中溶解性的有机物 去除效果较差。 ( 2 ) 混凝剂的种类及其投药量 混凝剂的种类是影响处理效果及运行费用的重要因素。采用不同混凝剂，其 处理效果不同，污水处理的运行费用也不同。另外，在污水处理过程中，增加助 餐饮污水处理方法综述 上海大学硕士毕业论文 凝剂有利于改善絮凝效果，降低污泥产量。 混凝剂按化学成分可分为无机和有机二大类。目前餐饮污水处理中应用较多 的为无机混凝剂，几种常用的药剂如表2 1 所示。 表2 - 1 污水中常用处理药剂表 类型名称分子式状态 a 1 2 ( s 0 4 ) 3 18 h 2 0 固体 硫酸铝 n a l 2 ( 5 0 4 ) 3 x h 2 0 固体 铝系 + m f e 2 ( s 0 4 h y h 2 0 a l c l l液体 氯化铝( a c 】 a i c l 3 + f e c l 3液体 聚合氯化铝( p a c l a 1 k o h ) n c l s 。o m液体 f e s 0 4 7 h 2 0固体 硫酸亚铁( f s ) f e s 0 4液体 铁系 聚合硫酸铁( p f s )【f e 2 ( o h ) 。( s 0 4 ) 3 枷1 。液体 氯化硫酸铁 f e c i s 0 4液态( 约4 0 ) 氯化铁( f c ) f e c l 3液态( 约4 0 ) 在餐饮污水处理中，药剂消耗量的降低不仅可以节省药剂费，而且还可减少 污泥的生成量。但投药量太少，絮凝不充分；投药量过多，废水中微粒被絮凝剂 所包围，失去同其它微粒架桥结合的可能性，处于稳定状态，不易凝聚。 ( 3 ) 水温 混凝剂水解多是吸热反应。水温较低时，混凝剂水解不完全，影响混凝效果。 另外，水温低时，布朗运动减弱，粘度增加，使碰撞次数减少；同时剪切力大， 难以形成较大的絮凝体。混凝反应不适合在较低的温度下进行。 ( 4 ) p h p h 值影响混凝剂铝盐和铁盐水解产物的存在形态和性能，故对混凝效果有 很大的影响。铝盐或铁盐在逐级水解时，都释放出氢离子，使p h 值有所降低。 p h 值过低，偏离铝盐适益的p h 值范围时，高电荷低聚合度产物偏多，虽有利 于压缩双电层和胶粒脱稳，但絮凝作用甚差，故混凝效果不佳。因此适宜的d h 对混凝反应非常重要。 ( 5 ) 搅拌强度和搅拌时间 搅拌强度太小胶体无法得到较高的碰撞次数，因而不易形成粗大絮凝体；搅 拌强度太大会导致絮体的磨蚀和碎裂，不利于絮凝。适当的搅拌时间有利于提高 c o d 去除率；搅拌时间太长会使增大的絮凝体因剪切力而破碎，不利于絮凝。 餐饮污水处理方法综述上海大学颐士毕业论文 2 2 3 研究现状 许多科研人员对投加混凝剂处理餐饮污水的方法进行了实验。混凝法处理餐 饮污水常采用的处理流程如下图所示： 餐饮污水 图2 1 餐饮污水混凝工艺流程图 餐饮废水中主要污染物大都以胶体状态存在【3 】。通过电泳试验得知，这些胶 体颗粒呈负电性，但所呈的电负性强弱程度却有很大不同，具体表现为胶体界面 不稳，一部分粒子在电场作用下移动较快，丽另一部分粒子移动较慢，由此可以 断定压缩双电层降低电位不是取得理想混凝效果的唯一途径，还需和吸附一架桥 作用，沉析物网捕作用共同联合起来才能达到理想的混凝效果。 张秀娟等人h 对某大学一中等餐厅污水进行了混凝实验，认为采用混凝沉降 法为主的工艺流程处理餐饮废水，工程占地面积小，投资少，操作简单，受气候 f 氍9 少。基亳验壹明! 每2 0 0 m l 污水中，加入5 的复合混凝剂( 主要成分为 a 1 2 ( o h ) 。c 1 6 n 】、【f e 2 ( o h ) 。c 1 6 。1 ) 1 5 0 m l ，以1 2 0r m i n 的速度搅拌6 0 s ， 沉降1 5 m i n 。在此条件下，c o d 。去除率可达8 0 1 6 。对混凝处理效果影响最大 的是混凝剂的加入量，其次是沉降时间、搅拌时间和搅拌速度。 于金莲等人1 5 1 研究表明混凝剂的投加量与洗涤剂含量成很好的线性关系， 而与油、c o d 。，、s s 含量无线性关系。这是由于当废水中的洗涤剂含量越高时， 胶体表面所带的负电荷越多，废水的碱性也越强，所需投加的破乳剂的量也就越 多。通过对洗槽废水( 水质如下：p h 5 5 8 0 ；c o d 。，3 0 0 0 , - - 1 5 0 0 0 m g l ： s s l 0 0 0 1 5 0 0 0 m g l ；油8 0 0 1 0 0 0 0 m 【g l ；洗涤剂5 0 0 - - 8 5 0 0 r a g l ) 多次取样实验比 较，铝盐混凝剂和聚丙烯酰胺配合使用效果最好，铝盐混凝剂单独使用效果次之， 亚铁盐混凝剂再次之。助凝剂聚丙烯酰胺的加入对沉淀分层影响较大，聚丙烯酰 胺不仅能加快沉淀的分层，而且可使絮凝体变的粗大密实，这主要是其具有强力 吸附架桥作用，改善絮凝体的结构，从而使净化效果变佳。 应用透光脉动检测技术嘲考察流动态餐饮废水在絮凝过程中r 值( 透射光强 的脉动与平均透射光值的e b 值) 的变化规律，并通过c o d c ，值的变化可选择复配 絮凝荆的最佳比例。 当固定p f s 的投加量时，随着p a m 投药量的增加，c o d 。，值逐渐下降，去 除率逐渐增加；在原水c o d 。，值约为2 0 0 0 5 0 0 0 m g l 的情况下，当队m 用量为 2m l 时，c o d 。，降至最低值4 4 6 1 m g l ，去除率达最高( 9 0 4 ) ：此后随p a m 投 餐饮污水处理方法综述上海大学硕士毕业论文 药量的增加，c o d 。，值又上升，去除率下降。对于餐饮污水，选择合适的复配絮 凝齐o ( p a m + p f s ) 投药量，c o d 。，的去除率可达9 0 以上，絮凝效果显著。絮凝 剂投加浓度越大，r 值越小，反之r 值越大。其原因可能是投加浓度增大，使絮 凝剂很难在餐饮废水中分散，造成絮凝荆混合不均匀，降低絮凝效果。 单独使用一种无机絮凝剂，矾花形成的速度比较慢，矾花也比较小，较难进 行固液分离，絮体难以回收处理，从而c o d 。，去除率不高。而使用复合混凝剂， 处理起来比较方便，矾花比较大，沉降速度快，固液分离快，一c o d 。，去除率很 高。这是由于有机絮凝剂主要功能是吸附和架桥作用，它可以起助凝剂的作用。 无机絮凝剂的加入改善了废水中的电荷分布，有机絮凝剂的加入对带有电荷的胶 体颗粒进行吸附中和，并通过架桥絮凝作用形成大而结实的絮凝体。因而复合使 县膏热矛? j 垦掘塞凝剂可以有效地提高c o d 。，去除率，使絮凝后的水易于继续处 理，絮体易于脱水。 尹艳华等人 7 】研究了碱式氯化铝、硫酸铁、氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝钾5 种单一絮凝剂以及硫酸铝钾和聚丙烯酰胺复合絮凝剂对餐饮废水的絮凝处理效 果。其具体的实验方法为：将絮凝剂配成1 l 的溶液。烧杯搅拌实验在磁力搅 拌器上进行，每次实验水样为2 0 0m l ，水样取自某星级宾馆的锓饮废水，经初 沉后用o 1m o u l 稀盐酸和o 1m o l l 氢氧化钠精确调p h 值到要求值。操作程序 为：在快速搅拌下投加絮凝剂反应2 m i n 后，改变搅拌速度为慢速，继续搅拌 1 0 m i n ，静沉2 0r a i n 后，距上液面5 c m 处吸取上清液测定剩余浊度及c o d 。，值a 经实验知聚丙烯酰胺处理效果最好，c o d 。去除率可达到8 3 3 ，浊度去除 可达到7 6 9 。其最佳投药量为：每1 l 水样加入1 0 9 l l 的复合絮凝剂1 6 m l ， 最佳p h 值为9 0 左右。 洗涤剂的应用使得油呈乳化状态漂浮于水中，从而大大增高了水中c o d 。， 值，动植物油是关键污染物，减少餐饮业含油废水中的油含量对降低c o d 盯、s s 值有直接影响。 有实验情况表明1 8 】，聚合硫酸铁、腐植酸钠、聚丙烯酰胺混合使用效果明显， 油污与水分层迅速，这主要是由于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，同时聚合硫酸铁呈酸性，使乳化液中的脂 肪酸皂转化为不溶于水的脂肪酸，减少水中表面活性物质，增加了破乳效果。然 后用腐植酸钠、聚丙烯酰胺助凝，将经破乳后的油进一步凝聚，利用重力原理使 油水分离。 通过投加混凝剂净化餐饮污水的技术理论上较为成熟，使用上较为方便，特 别是实验室研究较多。可是许多新型混凝剂的研制还只是停留在实验阶段在实 鳖堕堡查竺墨塑鎏堡堕 圭墨查兰堡主兰些堕苎 际应用中常规的无机混凝剂即能取得不错的效果。餐饮污水水质水量起伏很大， 变化难以预测，这就给投加混凝剂的实际操作上带来了很大的不便。但是将混凝 法仅作为餐饮污水预处理的一种手段还是可行的。 2 3 生物膜法 2 3 1 净化机理橛述 生物膜法与活性污泥法是废水处理中并列的二个重要方法。生物膜法是使微 生物附着在载体表面上呈膜状，污水在流经载体表面过程中，通过有机营养物的 吸附、氧化生物膜内部的扩散以及在膜中所发生的生物氧化等作用，对污染物进 行分解。活性污泥法和生物膜法的区别不仅在于净化微生物固着方式不同，而且 重要在于扩散过程在生物膜动力学行为中是一个必须考虑的因素。 在生物膜反应器中，污染物、溶解氧及各种必需营养物首先要经过液相扩散 到生物膜表面，进而到生物膜内部，只有扩散到生物膜表面或内部的污染物才能 有机会被生物膜微生物所分解与转化，最终形成各种代谢产物( c 0 2 、水等) 。在 生物膜的最外层形成以好氧性微生物为主体的生物膜层，而在好氧层的深部由于 扩散作用制约了溶解氧的渗透往往形成厌氧区。在生物膜反应器中，由于微生物 被固着在载体上，因此与污水的停留时间没有直接的影响关系，增殖速度慢的微 生物也能够生长繁殖，例如硝化细菌等。正因如此，生物膜上的微生物在种属上 是多种多样的而且可以形成稳定的生态系统。 在实际应用中，由于生物膜反应器所处理污水的组成通常不是单一的组分， 故生物膜的生物相是相当丰富的。与活性污泥相比，在生物膜反应器中原生动物 及后生动物的出现与否与反应器类型是密切相关的。生物膜由细胞生物量和胞外 聚合物组成，主要成分是蛋白质。从所有生物膜的胞外聚合物组分中可提取腐殖 酸、多糖、糖醛酸和d n a 。 生物脱氮中氮的转化主要分为硝化和反硝化两个阶段。一般认为，硝化反应 在好氧条件下进行，反硝化反应在厌氧条件下进行。两者不在同一条件下进行。 囡而目前的生物脱氮工艺大多单独设立缺氧和厌氧环境。近年来一些研究发现， 硝化和反硝化可同时进行( 1 0 1 。通过研究认为，微环境的存在是硝化反硝化同时发 生的主要原因；某些系统的反应器流态上的特征，有利于同时硝化和反硝化。在 一定厚度的生物膜上，硝化和反硝化可同时进行。因为氧只能渗透到填料外层的 某一深度，即外层为好氧层，发生硝化反应；内层为缺氧层，脱氮菌利用硝化菌 产生的硝酸盐进行脱氮【1 l 垃】。 餐饮污水处理方法综述 上海大学硕士毕业论文 2 3 2 常用处理工艺 利用生物膜净化