餐饮业含油污水处理技术与设备贾随堂(河南省环境保护研究所,郑州450004)汤力同(河南省环境监测中心站,郑州450004)摘　要　本文阐述了饮食业含油污水的产生途径及对环境的危害,分析了含油污水的性质及动植物油在污水中的存在形态,介绍了饮食业含油污水处理新技术及新设备。

关键词　餐饮业　含油污水　处理技术　处理设备Technique and equipment for treatment of oilywastewater from restaurantsJia Suitang(Henan Res earch Institute of Environmental Protection,Zhengz hou450004)Tang Litong(Henan Centre Station of Environmental M onitoring,Zhengzhou450004)A bstract　In this paper,the producing approach and the hazard to the environment of oily w astew ater are ex pounded,the property of oily wastewater and the formation of animal and vegetable oil in the w astew a-ter are discussed,and the new techniques and equipment for treatment of wastewater from restaurants are in-troduced.Key words　restaurants;oily w astew ater;treatment technique;treatment equipment1　前　言随着我国第三产业的兴起、人民生活水平的日益提高,城市饮食服务业迅速发展起来。

它在繁荣城乡经济,丰富人民物质文化生活方面,发挥了积极的作用。

随之而来,由该行业大型厨房产生的含油污水对环境的污染也日益严重。

餐饮服务业多位于城市闹市区或居民小区,污染源多而分散,难以集中收集处理,严重影响了周围居民的身体健康和环境卫生。

餐饮业含油污水的产生是由于在烹饪过程中使用大量的动物油和植物油,这些油脂经加热烹炒、高温煎炸后部分进入食物,而在刷洗餐具、油锅以及倒掉残油和残羹冷炙的过程中,大量油脂与厨间生活污水混合进入下水道而形成的。

动植物油脂是多组分烃基脂肪酸类有机混合物[1],COD、BOD值高,有一定的色度和气味,易燃、易氧化分解,一般都比水轻,难溶于水。

污水中含有的动植物油,有一定的气味和色泽,危害了水产资源和人类健康[1]。

其主要危害体现在以下几个方面:(1)增加城市污水处理厂的负荷。

当含油污水进入城市污水处理厂时,由于油脂较难降解,1mg 油脂氧化时要消耗3—4mg氧[1],不仅影响污水处理厂的处理效率,而且会增加其处理负荷。

(2)影响城市排水管网过水能力。

餐饮业所排污水中的油脂容易凝结在管道内壁,形成厚厚的油脂层(特别是在冬季),使管道过水能力减小,甚至堵死。

油脂堵塞的管道清通非常困难,甚至用高温碱水冲刷也无济于事。

(3)恶化水质、危害水产资源。

清洁的水被含油废水污染后,COD、BOD值升高,油膜阻止氧气溶入水中,使水质缺氧而恶臭,致使水体中的生物死亡。

水体中含有油0.01mg/L时,就会使鱼肉带有油味而影响食用[2]。

(4)危害人体健康。

油类和它的分解产物中,存在着许多有毒物质。

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,会危害人体健康[1]。

(5)影响农作物生长。

如果把它用于污灌则破坏土壤结构[3],使土壤油质化。

油类粘附于植物根部会影响其对养分的吸收而导致减产或死亡,还会第3卷第11期环境污染治理技术与设备Vol.3,N o.11 2002年11月Techniques and Equipment for Environmental Pollution Control Nov.2002被植物吸收、富集,最终危害人体健康[1]。

(6)污染大气。

在未建立城市污水处理厂的城市,含油污水一旦排入水体,动植物油便以油膜形式浮在水面,在各种自然因素影响下,其中一部分组分和分解产物就挥发进入大气,污染和毒化水体上空和周围的大气环境。

由于扩散和风力的作用,可以使污染范围扩大。

此外,由于渗水的作用,含油污水可能还会影响地下水的水质[1]。

国内外专家在含油污水的治理方面开展了大量研究工作,并取得了一定的效果,这些成果已得到了广泛的应用。

应用较多的除油方法是物理除油法和物理化学除油法,如絮凝处理法[4]和粗粒化法[5]等。

另外还相继研究出化学破乳法、生物化学法、电化学法等先进技术,但这些技术的处理对象大多是烃类石油。

近年来,国内外对去除油脂乳化污水也开展了一系列研究工作,如北京某大学研制的“隔油王”和利用气浮技术去除油脂乳化废水[6]等。

由于烃类石油和烃基脂肪酸类油脂的物理和化学特性有较大的区别,因而,现有的除油技术对烃基脂肪酸类油脂的去除率很低。

为了防治餐饮业动植物油的污染,国家环境保护局和国家工商行政管理局在《关于加强饮食服务企业环境管理的通知》[环监(1995)100号]中强调“污水排入城市排污管网的饮食服务企业,应安装隔油池或采取其他处理措施,达到当地城市排污管网进水标准。

其产生的残渣、废物,不得排入下水道。

”因此,研究餐饮业含油污水除油技术,研制开发出适合于“就地”处理的餐饮业含油污水除油装置具有一定的现实意义。

2　油脂在水体中的存在形式餐饮业含油污水不同于含烃类石油污水,因为在产生过程中经过高温处理和剧烈的搅拌、混合,所以油脂在污水中的成分和存在形式较为复杂,而且随着全国各地饮食习惯和饭店的经营种类不同,所排出的含油污水组成也不尽相同。

一般情况下,餐饮业含油污水中油脂的存在形式分为上浮油、分散油、乳化油、溶解油和油-固体物等5种。

2.1　上浮油粒径大于30μm的油分,在餐饮业含油污水中占50%—60%。

由于颗粒较大,静置后能较快上浮,以连续相的油膜飘浮在水面上。

2.2　分散油粒径介于1—30μm的油分,在餐饮业含油污水中占35%—45%。

微小油珠悬浮分散在水相中。

分散油不稳定,会聚并成较大的油珠而上浮到水面,也可能进一步变小,转化成乳化油。

2.3　乳化油粒径小于1μm的油分,在餐饮业含油污水中占3%—5%。

极细微的油珠以油包水的细颗粒形式悬浮分散在水中。

2.4　溶解油以分子状态或化学方式分散于水体中,油分和水形成均相体系,非常稳定,很难用一般方法去除。

在餐饮业含油污水中占0.5%—1.5%。

2.5　油-固体物在水体中油珠粘附在固体悬浮物质的表面上形成的油-固体物。

在餐饮业含油污水中占2%—6.5%。

3　餐饮业含油污水处理技术与设备含油污水处理难易程度取决于油脂在污水中的存在形式和稳定程度[1]。

一般上浮油可以根据斯托克斯理论采用各种重力分离技术予以去除。

而以胶体分散状态存在于污水中的微细分散油、乳化油,由于剧烈的碰撞、剪切,造成电离、吸附和摩擦,加上污水中表面活性剂的作用,使组成油珠界面的基团成为COO-和O-。

因此油珠实际上是被一层负电荷所包围,存在30—65mV的ζ电位,产生双电层现象。

ζ电位阻碍油珠相互接触和聚结,使体系总能量降低,含油污水成为稳定系统[7]。

虽然餐饮业污水中存在一定的盐分(如食盐、味精等)和表面活性剂,会破坏油珠的水化离子,压缩扩散层,减少电位[1],起到一定的盐析和破乳作用,但因其浓度较低,破乳效果较差。

为了能高效去除餐饮业含油污水中各种形式的污油,我们经过小试和中试研究出餐饮业含油污水除油新技术和新设备。

基本工艺路线见图1。

3.1　除杂稳流装置因餐饮业含油污水中含有大量的食物残渣和污物,而且排水随机性较大。

因此,利用粗、细两道格栅首先隔除污水中的杂物,并将污水均匀布流,以保证后段工序的处理效果。

粗、细两道格栅隔除的污物要人工随时清除。

7511期贾随堂等:餐饮业含油污水处理技术与设备图1　餐饮业含油污水除油工艺流程图2　YHC -1型除油器示意图3.2　重力除油舱为有效地去除污水中大量的上浮油,利用油与水比重不同,污水中的油珠借助浮力上升,从而达到油水分离目的。

这可从斯托克斯公式中得到说明[8]。

υ=β·g ·d 2·(ρH 2O -ρoil )18μ·φ(cm /s )式中:υ—油珠上浮速度(cm /s );β—污水中油粒上浮速度降低系数;g —重力加速度(cm /s 2);ρH 2O —污水容重(g /cm 3);ρoil —油的容重(g /cm 3),动植物油约为0.95;μ—污水的绝对粘滞系数(g /cm ·s );d —油颗粒直径(cm );φ—不均匀紊流修正系数,约为1.35—1.50。

从上式可以看出:油粒上浮速度除主要与油珠直径有关外,还与污水的水温及水流条件有关。

油珠粒径越大,油珠上浮速度也越大,油水就越易分离。

在重力除油舱,上浮油几乎可以完全被去除。

3.3　粗粒化除油舱对于分散油、乳化油和油-固体物,因其在水中存在状态稳定,需采用粗粒化装置加以去除。

粗粒化装置是利用一种亲油、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[9]。

粗粒化净化法可以把5—10μm 粒径以上的油珠完全分离,分离最佳效果可达1—2μm [3]。

我们采用特殊制作的粗粒化介质,不仅增加了微小油粒的碰撞机会,而且结构紧凑,除油效率高。

餐饮业含油污水经以上三级处理,不仅可除去餐饮业含油污水中的杂物,而且可有效去除污水中的上浮油、分散油、乳化油以及油-固体物。

我们利用以上原理研制开发的YHC 系列除油器结构简单、安装方便,体积小、容易操作、价格低廉,对动植物油脂的去除效率可达95%以上。

其内部结构见图2。

76环境污染治理技术与设备3卷除油器的核心是粗粒化除油舱,而粗粒化除油舱的关键是粗粒化介质。

作为有亲油、耐油、疏水性能的粗粒化材料,应该具有与水的接触角大,与油的接触角小的特性。

试验表明:聚丙烯与水的接触角可达85°,而与油的接触角只有15°,可见它具有在水中吸油的良好特性。

而且它还具有比重小,不溶于油类,耐酸、耐碱等特性。

聚丙烯的吸油量较大,为自身重量的10—20倍,而吸水量较小,为自身重量的0.05—1.4倍。