（环境工程专业论文）餐饮废水的处理与研究.pdf

北京建筑工程学院硕士学位论文a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ee c o n o m ya n dt h ei m p r o v e m e n to fl i v i n gs t a n d a r d , t h eq u a n t i t yo fr e s t a u r a n t w a s t e w a t e rs o a r sr e c e n t l y a tp r e s e n t ，w ed o n th a v ea n yp u n i s h m e n tm l e sa b o u tr e s t a u r a n tw a s t c w a t e r d i s c h a r g ee x c e e d i n gt h ea l l o w e dd i s c h a r g es t a n d a r d i tl e a d st ot h ep h e n o m e n o no fe x c e e i n gd i s c h a r g e ( t h e t h i r dl e v e lo fd i s c h a r g es t a n d a r d ) u n i v e r s a le x i s t e n c e r e s t a u r a n tw a s t e w a t e ri n c l u d e st h eh i 曲l yc o n c e n t r a t e d o r g a n i cr o a r e r , t h ez o o l o g ya n db o t a n yo i la n dt h es u s p e n d e ds o l i d i tn 瑁k 瞎av e r yb i gh a r mf o rt h ec i t y s e w a g et r e a t m e n tp l a n ta n dt h em u n i c i p a lp i p en e t w o r k t h e r e f o r e , i ti ss i g n i f i c a n tf o rt h er e s t a u r a n t e n t e r p r i s e st ot r e a tr e s t a u r a n tw a s t e w a t e rt oa c h i e v et h ed i s c h a r g es t a n d a r d s o m ew a y sh a sb e e nu s e dt ot r e a t r e s t a u r a n tw a s t e w a t e r , s u c ha st h ea c t i v a t e d - s l u d g ep r o c e s s e s ，c o a g u l a t i o n , e l e c t r o c o a g u l a t i o na n ds oo n e l e c t r o c o a g u l a t i o ni ss i m p l ea n dw i d e l yu s e d e s p e e i a l y ，i ti ss u i t a b l ef o rr e s t a u r a n tw a s t e w a t e rt r e a t m e n t f k s t , w es t u d yt h ed i s c h a r g ef o r mo fr e s t a u r a n tw a s t e w a t e ri nb e i j i n g 。a n dp d 硫o u tt h ep r o b l e mi nt h e d i s c h a r g e t h e nw eu s et h ee x p e r i e n c e dm e t h o d , t h ed i n i n gt y p em e t h o d ，t h ed i n i n ge n t e r p r i s eg e o g r a p h i c a l p o s i t i o nm e t h o da n dt h es y n t h e s i sm e t h o dt og a t h e rs t a t i s t i c so ft h ed i s c h a r g ev o l u m eo ft h er e s t a u r a n t w a s t e w a t e ri nb e i j i n g2 0 0 4 2 0 0 7 f i n a l l y , w eu s ec u r v ef i t t i n ga n dg r a ym o d e lm e t h o dt of o r e c a s tt h e d i s c h a r g ev o l u m eo ft h er e s t a u r a n tw a s t e w a t e ri nb e i j i n g2 0 0 8 - 2 0 2 0 g r a ym o d e li sp r e c i s ea n dc u r v ef i t t i n g i ss i m p l e t h e ya l lp r o v i d et h eb a s i sf o rt h ee n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o nc o n t r 0 1 t h r o u g ht h em o n i t o ro fr e s t a u r a n tw a s t c w a t c rq u a l i t yo fb e i j i n gu n i v e r s i t yo fc i v i le n g i n e e r i n ga n d a r c h i t e c t u r e ，w ed i s c o v e rt h a tt h ep hi sa l m o s tb e t w e e n7t o8 ，p r e s e n t i n gn e u t r a l i t y c o n d u c t i v i t yi sb e t w e e n 7 0 0t o12 0 0 t t s c m t h ee l e c t r i cc o n d u c t i o ne f f e c ti sg o o d t h ea v e r a g ed e n s i t yo fc o di s3 0 0 0m g la n do i l i s5 0 0 m g l a tl a s t ，w eu s et h es a m p l eo f16 ：0 0t ob et h ee x p e r i m e n t a lw a t e r i no r d e rt oe n h a n c et h ee l e c t r o l y s i sp r o c e s s i n ge f f e c ta n ds a v ee n e r g y , w eu s ec o a g u l a t i o na n ds a n df i l t r a t i o nt o p r e t r e a tr e s t a u r a n tw a s t e w a t e rb e f o r et h ee l e c t r o l y s i se x p e r i m e n t s a n df i l t r a t i o ni sc h e a pt h a nc o a g u l a t i o n i ti s f i n et ob et h ep r e t r e a t m e n to fr e s t a u r a n tw a s t c w a t e r w eu s ed i s s o l u b l ea n o d ea n dd i m e n s i o n a l l ys t a b l ea n o d e f o rt h et 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 d i s s o l u b l ee l e c t r o d ec o m b i n a t i o ni sa l u m i n u m t i t a n i u ma n d d i m e n s i o n a l l ys t a b l ee l e c t r o d ec o m b i n a t i o ni st i t a n i u mc o a t e d 、) l ，i t hr u l ro x i d e s - t i t a n i u m t oa c h i e v et h et h i r d l e v e lo fd i s c h a r g es t a n d a r d ，t h eb e s tp a r a m e t e ro fa l u m i n u m - t i t a n i u me l e c t r o d ec o m b i n a t i o ni s ：p e r i o do f t r e a t m e n tt = 1 0 m i n ，d i s t a n c eb e t w e e ne l e c t r o d e sd = 5 m m ，c u r r e n td e n s i t yj = 1 0 0 a m 2 t h er e m o v a lo fc o di s 5 0 6 a n do i li s5 8 7 t h eb e s tp a r a m e t e ro ft i t a n i u mc o a t e d w i t hr u i ro x i d e s t i t a n i u me l e c t r o d e 北京建筑工程学院硕士学位论文 c o m b i n a t i o ni s ：t - - 4 5 r a i n ，d = 5 m m ，产16 7 a m 2 t h er e m o v a lo fc o di s5 0 3 a n do i li s10 0 u n d e rt h e s a m ec u r r e n td e n s i t ya n dp e r i o do ft r e a t m e n t ，r c d u c i i l gt h ed i s t a n c eb e t w e e ne l e c t r o d e sc o u l de n h a n c et h e 臼c a t m c n te f f i c i e n c y b u tt h ed i s t a n c eb e t w e e ne l e c r t o d e sg a l ln o tb er e d u c e di n f i n i t e l y i th a sas m a l l e s t e l e c t r o d es p a c i n g i fs m a l l e rt h a nt h a t , i ti se a s yt oh a v et h es h o r tc i r c u i tp h e n o m e n o n t h ee x p e r i m e n ts m a l l e s t d e c t r o d es p a c i n gi s3 m m t h ep r o c e s s i n gc o s to fa l u m i n u m - t i t a n i u me l e c t r o d ec o m b i n a t i o ni sl o wt h a n t i t a n i u mc o a t e dw i t hr u f l ro x i d e s - t i t a n i u me l e c t r o d ec o m b i n a t i o n , b e o a u s et h ep e r i o do ft r e a t m e n ti ss h o r ta n d c u r r e n td e n s i t yi sl o w s oa l u m i n u m - t i t a n i u me l e c t r o d ec o m b i n a t i o ni sf i tt ob et h et r e a t m e n te l e c t r o d eo f r e s t a u r a n tw a s t e w a t e r i nc o n t i n u o u sm o d e ，w eu s ea l u m i n u m t i t a n i u md c c t r o d ec o m b i n a t i o nt ot r e a tr e s t a u r a n tw a s t e w a t e r t h e r e m o v a lo f c o da n do i li sh i g h e rt h a ni nb a t c hm o d ea n dt h em o v e m e n te f f e c ti ss t a b l e k e yw o r d ：r e s t a u r a n tw a s t e w a t e r , f o r e c a s t , p r e t r e a t m e n t , e l e c t r o e o a g u l a t i o n , d i s s o l u b l ea n o d e , d i m e n s i o n a l l ys t a b l ea n o d e , c o n t i n u o u sm o d e i l 北京建筑工程学院 硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明口本人完全意识 到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：茗密 e t 期：为如年月陟日 授权书 本人同意将所著硕士学位论文烙恹蕨水砘处襁乓 确魄 著作权中的数字化制品复制权、信息网络传播权和汇编权授权业 宝建篁王捏堂院硒宜生处行使。上述授权的范围包括：羔匕塞建篁 王程堂暄自己使用或委托他人使用。 本人保证为该论文作者，依法享有著作权，并愿承担因著作 权问题引起的责任。 j 匕立建篁王猩堂院须依照我国著作权法的有关规定，充分尊 重本人享有的著作权权利( 包括获酬权) 。 本授权有效期年。 论文作者：刁兹在 ( 签章) 如2 d 年弓月日 作者联系方式： 地址：赴腋糖疲这渊蚺 邮编：咿悼 电话： 镐；留f 田y 传真： 手机： 侈8 ，。传 7 7 0 丐电子信箱：厶诫k h 魍哆。l 、以m 北京建筑t 程学院硕上学位论文绪论 第一章绪论 1 1 餐饮业发展现状 改革开放以来，经过二十多年的发展，我国餐饮业已经完成了从计划经济向完全市场经济的转变， 从上世纪九十年代步入快速发展，至今势头不减。 国民经济的迅速发展、人民生活需求的丰富和提高，为餐饮业的发展提供了一个难得的机遇和平台 据国家统计局统计，1 9 7 8 年全国餐饮业零售额仅为5 4 8 亿元，经过2 0 年的发展，到1 9 9 8 年餐饮业的 零售业达到2 8 1 6 4 亿元，比1 9 7 8 年增长了5 0 倍。自1 9 9 1 年以来，全国餐饮业零售额每年增幅都在 1 5 以上，2 0 0 5 年全国餐饮业零售额达8 8 8 6 8 亿元，同比增长1 7 7 ，比上年净增1 3 3 1 亿元。2 0 0 6 年，我国餐饮业市场活跃，餐饮消费实现历史性的跨越，全年零售额首次突破l 万亿元大关，达到1 0 3 4 5 5 亿元，同比增长1 6 4 ，比上年净增1 4 5 8 亿元，与改革开放初期的1 9 7 8 年相比增长了1 8 8 倍。2 0 0 7 年全国餐饮业零售额累计实现1 2 3 5 2 亿元，同比增长1 9 4 。2 0 0 8 年餐饮消费继续保持良好的增长态 势。我国餐饮业1 9 7 8 2 0 0 7 年零售额增长趋势图如图1 1 所示。据北京市统计局统计，北京市2 0 0 4 - 2 0 0 7 年餐饮业零售额也呈现出快速增长趋势，如图1 2 所示。 ：2 讲珥a n矗h 1 62 ( _ j 7 年静( 年) 图l - l我国餐饮业1 9 7 8 2 0 0 7 年零售额增长趋势图图1 2 北京市餐饮业2 0 0 4 - 2 0 0 7 年零售额增长趋势图 餐饮业的迅速发展，势必带来餐饮业用水量和排水量的逐年增加。特别是目前我国对餐饮废水的管 理存在着没有每年排放量的统计，没有排放增长情况的统计，没有明确的排放标准，没有超标处罚规定， 没有对其排放至环境的处理要求等问题，故本论文根据餐饮废水管理存在的问题，提出统计及预测方法 并根据餐饮废水的特点，提出适宜的处理方法。 1 2 餐饮废水的特点 餐饮废水是指由餐饮企业排放的废水，主要来源丁食品原料的清洗、餐具的洗涤、炊具的洗涤等， 其具有排放点多、水质水量变化范围人、含有大量有机物、动植物油和悬浮物质等特点。x u e m i n gc h 锄【l 】 等人于2 0 0 0 年对不同类型餐馆的餐饮废水进行监测，结果如表1 1 所示： 北京建筑工程学院硕士学位论文绪论 表1 12 0 0 0 年不同类型餐馆餐饮废水水质监测 餐馆类型中餐餐馆西餐餐馆美式快餐学生食堂 p h 值 6 6 2 7 9 66 9 4 9 4 76 3 0 7 2 3 6 8 2 8 7 6 c o d ( m g l ) 2 9 2 3 3 9 09 1 2 3 5 0 09 8 0 - 4 2 4 09 0 0 - 3 2 5 0 动植物油【m l ) 1 2 0 1 7 25 2 6 - 2 1 0 01 5 8 7 9 94 1 5 1 9 7 0 s s ( m g l ) 1 3 2 2 4 61 5 2 5 4 56 8 3 4 51 2 4 - 1 3 2 0 电导率( p s c m ) 2 2 7 舶12 6 l - 4 5 22 5 4 7 0 62 3 3 1 5 7 0 由表1 1 可知，餐饮废水的p h 值范围为6 3 0 - 9 4 7 ，电导率范围为2 2 7 1 5 7 0 t t s c m ，c o d 为2 9 2 - 4 2 4 0 m e , l ，动植物油为5 2 6 - 2 1 0 0 r a g l ，s s 为1 3 2 1 3 2 0 r a g l 。可见，不同的餐饮结构类型，其废水组成 成分相差较大，污染物浓度变化范围较大，其中西餐餐馆和学生食堂的餐饮废水中的动植物油含量高出 中餐餐馆的l o 倍以上，学生食堂的餐饮废水中的电导率高出其他类型餐馆的2 倍以上，不同的餐饮结 构类型的餐饮废水中的c o d 浓度基本相近。 我们在2 0 0 9 年对北京建筑工程学院食堂餐饮废水进行了监测，结果如表1 2 所示： 表1 22 0 0 9 年北京建筑工程学院食堂餐饮废水水质监测 餐馆类型学生食堂 p h 值 6 9 2 8 7 6 c o d ( m g l ) 10 9 8 6 9 4 2 动植物油( m g l ) l2 5 3 3 6 0 s s ( m g l ) 3 7 5 1 3 3 0 电导率( t t s c m ) 7 0 2 19 8 2 由表l - 2 可以看出，随着人们生活水平的提高，食物种类不断增加，食品品质明显提升，使餐饮废 水的组成成分发生了较大的变化，即2 0 0 9 年学生食堂c o d 和动植物油的含量比2 0 0 0 年多l 倍。 与生活污水相比，餐饮废水的c o d 、动植物油及s s 的浓度要高出生活污水c o d 、动植物油及s s 浓度的1 6 倍、3 2 倍和5 倍。可见餐饮废水的最大特点是高动植物油、高有机物和高悬浮物。餐饮废水 已经成为城市污水的主要高浓度污染源之一，如果不对其加以重视，加强监控管理，将会对市政管网、 城市污水处理厂及环境造成严重的危害。 1 3 餐饮废水的危害 目前餐饮废水的危害还没有引起国家足够的重视，加之餐饮企业分布广泛，特别是中小企业流动性 强，导致行政主管部门对餐饮废水排放状况的监督和管理困难。目前我国还没有关于餐饮废水超标排放 处罚的硬性规定，导致餐饮废水的排放随意性强。在含有污水处理厂的城镇地区，餐饮废水直接排入市 政管网。在没有污水处理厂的农村和偏远地区，餐饮废水直接排入附近土壤。这直接导致了餐饮废水对 2 北京建筑工程学院硕士学位论文绪论 管网和环境的危害，其危害主要有以下几方面 2 1 ： ( 1 ) 对自然环境的影响。餐饮废水中含有大量的有机物和动植物油，直接排放至江河湖海中会恶 化水质，导致大量鱼类和水生动植物的死亡。直接排放到土壤中会形成油膜，使空气难于进入，影响植 物对养分的吸收而导致减产或死亡。 ( 2 ) 影响城市排水管网过水能力餐饮废水捧入市政管网后，废水中的动植物油容易凝结在管道 内壁，形成厚厚的油脂层使管道过水能力下降，甚至阻塞，这将使得管道清通非常困难，增加了管网 清淤管理费用。 ( 3 ) 对城市污水处理厂的影响。高浓度的动植物油进入到污水处理厂后，会附着在活性污泥或生 物膜表面，阻碍微生物对外界溶解氧和营养物质的吸收，影响正常的代谢过程。 ( 4 ) 危害人类健康。餐饮废水若直接排放，其水质会迅速恶化，滋生大量的细菌和微生物。废水 中的这些细菌会成为疾病的传播源，给人类的身心健康带来威胁。 可见，餐饮废水的治理迫在眉睫。处理好餐饮废水，不仅能保护生态环境，还可以减少对市政管网 和城市污水处理厂的危害，具有明显的环境效益和经济效益。 1 4 餐饮废水处理发展趋势 目前我国没有单独的餐饮废水排放执行标准，但餐饮废水排放执行标准可套用中华人民共和国污 水综合排放标准( d b 8 9 7 8 - - - 1 9 9 6 ) 【3 】，排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级 排放标准( 标准如表1 3 所示) 。同时，目前我国也没有关丁餐饮废水超标排放处罚的硬性规定，导致 餐饮废水超标( 三级排放标准) 排放现象普遍存在。各地区对餐饮废水目前只按照污水费收费标准执行， 超标排放处罚问题并没有涉及。 表1 3 污染物最高允许排放浓度m g l 污染物 p l q 色度 s sb o d 。c o d 动植物油 氨氮 三级标准 6 94 0 03 0 05 0 01 0 0 随着对市政管网维护和管理的加强以及人们开始关注餐饮废水对市政管网产生的危害，如何将其处 理达到三级排放标准，已成为对城市环境保护的一项新的要求。由于餐饮企业属于盈利性单位，大多数 企业义缺乏环保观念，他们不愿意投资建设废水处理设腌，同时对废水处理费用极为关注，所以建设餐 饮废水处理设施，必须满足以下要求：设备外形尺寸小，操作简便，易于管理；设备运行应具有可 间断性；除油能力强，运行费川低。目前，我国基础设簏相对还比较落后，特别是农村及远郊地区下 水道普及率低，污水处理厂少。因此，餐饮企业自行处理餐饮废水达到排放标准就具有相当重要的意义， 它将大大减少污染物特别是动植物油的排放，减少对环境的污染。故从环境保护、节能减排出发，开发 3 北京建筑工程学院硕士学位论文 绪论 低投资、低运转费用、管理简单的小型餐饮废水处理设备具有广阔的市场前景，它将成为餐饮废水治理 的发展趋势。 1 5 国内外餐饮废水处理方法的应用 针对餐饮废水中污染物的组成及污染物的性质，处理餐饮废水主要是去除高浓度的动植物油、有机 物及悬浮物质。目前，国内外对于餐饮废水处理的研究方法主要有生物法、物理化学法及电化学法3 种方法。 ( 1 ) 生物法 废水生物处理法是指利用微生物的新陈代谢作用去除废水中有机污染物的一种方法。尹艳华4 1 采用 膜生物反应器处理餐饮废水，污泥泥龄为5 0 - 6 0 d ，水力停留时间为4 5 h ，当进水c o d 保持在4 4 0 一5 3 0 m g l 之问时，反应器对c o d 去除率最高可达到9 7 ，而且系统抗冲击负荷能力强。j u nn a k a j i m a 等嘲采用 预处理+ 曝气过程+ 沉淀池工艺反应器处理餐饮废水，监测数据显示出水b o d 可以到达2 0 m g l 以下， 而且在处理水量较大时，间歇式好氧反应器中t n 、t p 的去除率比连续式好氧反应器高。 ( 2 ) 物理化学法 物理化学法中主要是混凝法。它是利用絮凝剂的凝聚和絮凝作用，去除水中的胶体以及悬浮物质的 方法。张秀娟等6 1 采用新型复合混凝剂挣水剂d h 3 ( 无机和有机高分子化合物的复合物) 处理餐饮废 水，进水c o d 基本保持在3 0 0 0m g l ，c o d 的去除率可达到8 3 左右，经过活性炭吸附深度处理后， 出水c o d 可以达到国家同用水标准。l b e nm a n s o u r 等7 1 利用a 1 2 ( s 0 4 ) r 1 8 h 2 0 作为混凝剂对餐饮废水 进行预处理，通过上e 交试验发现，当原水c o d 为3 6 0 0 m g m ，混凝剂投加量为7 1 6 7 m g l 时，c o d 去 除率可以达到7 0 左右。 ( 3 ) 电化学法 电化学法是利用电流对溶液进行氧化还原反应的过程，废水中的污染物质在阡l 极被氧化，在阴极被 还原，达到净化废水的目的。潘怀玉【8 1 对电凝聚气浮法处理餐饮废水进行了试验研究，当c o d 进水浓 度为1 0 0 0 m g l 左右时，在电流密度为1 5 - 2 0 a m 2 ，电解时间在3 0 r a i n 的条件下，其c o d 去除率达到 8 0 。x u e m i n gc h e r t 等采用电凝聚法对不同浓度c o d 、动植物油、b o d 、s s 的餐饮废水进行处理试 验，对比发现，a l 电极的综合性能优丁f e 电极，餐饮废水动植物油的范吊为1 2 0 1 5 0 0 m g l ，去除率均 大于9 4 。 以上这些餐饮废水处理方法的应用 9 1 ，如表1 4 所示： 4 北京建筑工程学院硕士学位论文绪论 表1 4 各种处理方法优缺点比较 方法 优点 缺点应用范围 生物法处理效率高、运行成本低占地面积大、污泥产生量多、不能问断运行 大水量 需投加混凝剂、处理费用高、产生的絮凝体 物化法占地面积小、处理设备简单 中小水量 需单独进行处理 占地面积小、操作简便、能问 电化学法电极材科及电能消耗大、处理费用高中小水量 断运行、易实现自动化 通过表1 4 可以看出，生物法虽然处理效率高、运营成本低，但占地面积大、不能间断运行，不满 足餐饮废水处理设施必须具备的两个条件，不适宜作为餐饮业废水处理设施。物化法在处理过程中需投 加混凝荆，处理费用非常高，也不适宜作为餐饮业废水处理设施。电化学法由于其占地面积小，适合于 餐饮业这种分散性废水，间断运行可以节省能耗，操作简便也易于宾馆酒楼所接受。电化学法可以单独 使用，也可以与其他处理方法结合。 1 6 电解法处理废水的研究现状 1 6 1 电解法的基本原理 电解法包括电絮凝、电气浮、电解氧化还原等反应。在电解过程中，这些反应可以单独或同时存在。 1 6 1 1 电絮凝的基本原理【l o 】 电絮凝，又称电混凝，其处理原理是：将金属电极( 铝或铁) 置丁被处理的水中，然后通以直流 电，此时金属阿 极发生电化学反应，溶出a 1 3 + 或f e ：+ 等离子并在水中水解而发生混凝或絮凝的作用。 采用a l 作为r 极时电絮凝的基本反应如下所示： 阳极主要是a l 电解产生灯+ 反应： a l a 1 3 + + 3 e a i ”+ 3 0 h - - a l ( o h ) 3 当采用f e 作为阳极时，阳极上发生与a l 相似的金属溶解的电化学反应。铝和铁以离子的形式进入 溶液中，经过水解反应可生成多核基络合物以及氢氧化物，作为混凝剂对水中悬浮物及胶体进行凝聚处 理。 同时俺j 极发生h 2 0 电解析出0 2 的反应： 2 h 2 0 0 2 + 4 h + + 4 e 阴极主要是h 2 0 的电解释放出h 2 的反应： 2 h 2 0 + 2 e h 2 + 2 0 h 一 1 6 1 2 电气浮的基本原理 s 北京建筑工程学院硕士学位论文绪论 电气浮是指利用电解时阴极释放出的h 2 和阳极释放出的0 2 微小气泡使污染物上浮去除的电化学过 程。 阳极反应： 2 h 2 0 - - 0 2 + 4 h + + 4 e 阴极反应： 2 h 2 0 + 2 e h 2 + 2 0 h 一 决定电气浮水力负荷的因素是微气泡的大小和数量。微气泡平均直径越小，同样产气量时单位体积 水中微气泡个数越多，此时微气泡的比表面积越大，对水中悬浮颗粒具有较好的黏附性能与分离效率。 1 6 1 3 电解氧化还原的基本原理 废水在电解处理过程中，因阴极与电源负极相连，放出电子，废水中的阳离子则在阴极上得到电子 而被还原。阳极与电源正极相连，得到电子，废水中的阴离子则在阳极上失去电子而被氧化。因此，废 水中的有害物质在电极上发生了氧化还原反应，生成了新的物质，新的物质则沉积在电极表面或沉淀于 水中或转化为气体而被去除。 电解法反应过程是极其复杂的。在电絮凝反应器中同时发生电絮凝、电气浮和电解氧化还原过程， 水中的污染物在混凝、气浮和氧化还原作用卜均可得到有效转化和去除。 1 6 2 电解法的特点 电解法包括电絮凝、电气浮和电解氧化还原等过程，可以有效地玄除废水中的有机物、无机物、悬 浮物等污染物，其特点如表1 5 所示【l l 】： 表i - 5 电解法的分类及特点 分类 特 点 产生氯氧化物的活性比化学凝聚更强，在较人的温度范围内，对水中的囱机物、无机物具 电絮凝有强人的凝聚作用。不需要投加药剂或另外添加氧化剂，避免了二次污染问题，且处理效 果优于絮凝沉淀法。 电气浮阴、阳极析：l ；的氧气和氧气，具自- 较好的浮升基本条件，其浮载力要比加压气浮强大一倍。 电解氧化在阳极发生氧化作用，使何机物或氧化物分解成无害成分；在阴极一i ：发生还原作用，使氧 还原化性色素还原成无色。 电解法兼具絮凝、气浮、氧化还原等多种功能，舟 极、阴极可以同时发挥作用。作为废水处理的一 种有效手段，其很早就得到了实际应用。 1 6 3 电解法处理废水的研究现状 电解法处理废水具有无需添加或只添加化学药品、设备体积小、占地面积少、操作简便、灵活易实 现自动控制、对水质变化人的废水抗冲击负荷性能好等优点。国内、国外都已取得了很多成就，将电解 6 北京建筑工程学院硕士学位论文 绪论 法应用于各种废水处理中。 l 、印染废水 m c r z o u kb e l k a c c m 等1 2 i 采用电絮凝的方法处理印染废水，电极材料为触电极，进水c o d 、s s 的 浓度分别为6 2 0 m g l 和3 0 0 m g l 。当电压为2 0 v ，电极间距1 0 m m ，电解时间2 0 r a i n 时，c o d 、s s 的 去除率分别达到9 0 3 和9 3 3 。b m e r z o u k 等通过采用越电极试验发现，当原水c o d 为2 0 0 0 m g l 时，电极间距为1 0 m m ，以1 1 5 5 m h c m 2 的电流密度电解时间1 0 m i n ，c o d 的去除率为6 8 。 2 、洗衣废水 q l i l l t aw a n g 等1 钾利用电凝聚气浮法处理洗衣废水，原水c o d 为2 2 6 m g l ，当采用a i 电极时， 最优参数为电压5 v ，电极间距1 0 r a m ，电解时间4 0 m i n ，此时c o d 的去除率为6 2 。j i a n t u a ng e 等 利用越、t i 电极串联对洗衣废水进行处理，方式如图1 3 所示。当电极间距为8 m m ，电解时间为1 5 r a i n 时，c o d 的平均去除率高于7 0 。 图l - 3电絮凝屯极串联不惹图 3 、轴承废水 崔明玉等1 6 1 利刚絮凝电气浮法处理轴承废水，投加4 0 0 m g l 的聚合硫酸铁，使用石墨电极，当电 极问距为1 0 m m ，电流为0 2 a ，电压为3 v 时，此方法对c o d 的去除率可达7 5 ，出水c o d 可降至 9 1 9 m g l 。 4 、纸张废水 l b e nm a n s o u r 、i k e s e n t i n i t 7 利用钛基镀钌电极作为阳极、不锈钢作为阴极对纸张废水进行电解研 究，它解决了传统可溶性电解消耗电极材料的问题。研究发现，在电解前加入混凝剂可以大大提高污染 物去除效率，当电流密度为1 4 7 8 a m 2 ，电解间距为5 m m ，电解时间为2 8 m i n 时，b o d 5 、c o d 和s s 总的去除率分别为9 1 ，9 6 和9 6 5 。 5 、餐饮废水 目前，国内外多采用可溶性电极( 如a l 、f e ) 对餐饮废水进行处理研究。x u e m i n gc h e n h - w x 稠j 用f e 电极和a l 电极对餐饮废水进行对比实验，结果显示两者处理效果相当，但a l 电极处理出水澄清， 7 瑟1 北京建筑工程学院硕士学位论文 绪论 在开放式处理设备中不易氧化，综合性能优越f e 电极，更适合作为餐饮废水处理电极。张萍，王建中 j t i 用作为电极对餐饮废水进行处理。当电极间距为1 5 n u n ，电流密度为1 8 a m 2 ，电解时间为1 5 m i n ， c o d 、n i l 3 - n 的平均去除率分别为7 4 、5 3 8 ，总磷和油的去除率分别为8 5 1 、8 6 1 ，电消耗量 为0 2 3 2 k w h 岔，a i 消耗量为4 3 r a g l 。 电解法与其他方法相比具有很多优点，但能耗高、电极材料消耗量大是其存在的问题，因此如何降 低能耗和减少阳极金属消耗量成为电解法推广应用的关键所在，也是今后研究的主攻方向。近年来电化 学工艺的不断进步以及新电极材料的应用，为电解法处理废水提供了更新、更有效的解决手段。 1 7 本课题研究的内容 由于餐饮废水处理装置要求设备外形尺寸小，操作简便，设备运行可间断性，而且餐饮废水经该设 各处理后。其排放指标达到三级排放标准。故本课题核心处理技术拟采用电解法进行实验。为了缩短处 理时间，降低处理能耗，装置中包含必要的预处理过程，以减少处理费用。 本课题研究拟分五部分： l 、对北京市餐饮企业废水排放现状及排放量进行调研，分析不同规模餐饮企业的餐饮废水排放状 况，指出其排放中存在的问题及给环境带来的危害。研究北京市餐饮废水排放量统计和预测方法，并对 这些方法进行分析评价。 2 、对北京建筑下程学院食堂餐饮废水的排放状况进行调研，并监测其污染物排放的水质指标，在 此基础上进行分析，确定本课题实验研究水样的取样水质范围和取样时间。 3 、采用不同的预处理方法进行餐饮废水预处理的实验研究，提出最佳的预处理方法。 4 、进行电解法处理餐饮废水的拜j 极阴极最佳电极组合的实验研究，确定可溶性和不溶性各自最佳 的电极组合 5 、在可溶性及不可溶性各自最佳电极组合下，进行电解法处理餐饮废水的静态实验。即将电解时 间、电极间距、电流密度、p h 值4 个参数作为处理效果的影响冈素，监测分析这些参数的改变对c o d 、 动植物油等污染物质去除率的影响，确定最佳工艺参数，并对各自的运行费用进行分析评价，选出适合 于餐饮废水一体机处理的电极组合。 6 、在最佳电解电极组合下，进行电解法处理餐饮废水的动态实验，并与静态实验进行对比分析， 为餐饮废水一体机的推，“应用提供可行性建议。 1 8 本课题研究的目的、意义及创新点 经济在发展，科技在进步，人们的环保观念在更新，环境污染的防治也进入更高层次，污染防治从 8 北京建筑工程学院硕士学位论文 绪论 末端防治转化为从源头控制到末端治理的全过程，而且源头控制是关键。作为城市污水重要组成之一的 餐饮废水，其排放量急剧增加。废水中动植物油、c o d 的污染量已严重影响了市政管网和城市污水处 理厂的运行和维护，故对餐饮废水的源头污染控制是我国可持续发展的重要一环。 根据中华人民共和国污水综合排放标准( d b 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 【3 1 ，排入设置二级污水处理厂的城 镇捧水系统的污水，应该执行三级捧放标准。但目前北京市多数餐饮企业的废水处于超标排放，由于餐 饮企业的分散性和流动性，管理非常困难。而且对餐饮废水的超标排放，国家还没有出台明文处罚条例， 再加上监测手段的滞后，直接导致了餐饮废水排放的无序状态。但我们应该意识到可持续发展的重要性， 由于餐饮废水长期超标排放，大量的动植物油附着在市政管网的管壁上，导致市政管网过水能力下降， 加速了管网的老化，部分地区甚至出现堵塞现象，这对管网的维护极为不利。本着防患于未然的目的， 对餐饮废水进行处理，使其达到三级排放标准，可以减少对管网的危害，保护环境健康。对北京市餐饮 企业废水排放现状进行调研，可以了解目前餐饮废水的排放现状，明确其排放中存在的问题及给环境带 来的危害。提出北京市餐饮废水排放量统计和预测方法，对掌握北京市餐饮废水的排放总量及变化趋势 有着重要的意义，为北京市餐饮废水的治理提供依据。研究电解法处理餐饮废水的工艺参数，并对处理 成本进行分析，可为餐饮废水一体机提供参考依据，使一体机处理成为可能。它可在各餐饮废水水源点 分散设置，在废水排放前进行就地处理，这将会带来较好的经济效益和社会效益。 本课题的创新点在丁二： ( 1 ) 研究北京市餐饮废水排放量的统计及预测方法，填补这部分的研究空白，为北京市餐饮废水 的治理提供依据； ( 2 ) 研究利用新型d s a 电极对餐饮废水进行处理，并与传统可溶性电极进行比较，对处理效果和 运行费_ j 进行分析评价； ( 3 ) 文献显示，电解法处理餐饮废水使用的电极间距多为l o m m 左右，本课题着重研究小电极间 距下，电极间距的改变对处理效果的影响。 实验若取得突破性进展，将为餐饮废水处理装置小型化、家| h j 化、简单化提供有效途径，使餐饮废 水就地处理成为可能，其具有重要的理论意义和现实意义。 9 北京建筑i 程学院硬l 学位论文| 匕京市长设废水捧放量的统计及预测方法研究 第二章北京市餐饮废水排放量的统计及预测方法研究 2 1 北京市餐钦废水捧放方式 2 0 0 83 - 2 0 0 8 4 期间，我们对北京市餐饮废水的捧放方式进行了调研，具体调研内容如f ： i 、北京市朝阳吒某酒店法餐餐厅 4 t 京市朝阳区酒店法譬餐厅属丁5 星级，餐饮类型为两餐。该餐厅主要经营法式西餐如牛捧、 面包，沙拉等，片i 餐人数约为5 0 * 0 人，天。餐厅使用过的餐且经洗涤池洗古表面污垢后，放入清洗池 用谪水冲洗，再进入放有消毒液的消毒池进行消毒之后进入冼琬池i 軎洗干净。具体程饮废水捧放流程 图2 - 1 所示。 餐饮废水排放流程图： 消毒液 j 餐旦一撬汝池一清# 巳i 岜一消荤池一桅帮电_ 餐饮虞琅一龠抽池一市政管阿 后厨废水 躺园 茸2 - 1 法糟链月餐铁废水持放示意阁 该餐厅餐饮废水通过r 水管道进入室外隔油池，最肝进入市政管网。隔油池起到了隔油作h j ，但水 中其他污染物没有得到左除。 2 、j b 京巾丰台吒某美食j i 场 北京市丰台区某美食j 场餐饮类型为中餐主要经营中式餐敢，如米饭、炒菜等，j 餐人数约为 2 0 0 0 人天。餐厅使h j 过的餐具在刮渣池刮去浮渣后，放入刷碗池洗古表面油垢。之后放入冲洗池冲洗， 再放入消毒池进行消毒井冲洗干净。具体餐饮废水排放流程幽如2 - 2 所示。 餐饮废水排放流程图： 餐旦一刮渣池一d 碗池 冲冼池一鞘毒池二了餐饮废水_ 暗沟娟油井一市政管阔 1 后厨廑水 稍霉液 北京建筑i 程学院硬士学位论立 北京市智饮废水捧艘量的绕计及预融方法研究 剖豳逢剜翻删鲻 曩：幕j 一焉：一 _ 。一 瓣嘲! 黑 图2 - 2 燕食广厮餐饿废水捧放示意图 该餐厅刮渣池和洗碗池的废水亍 漉至暗沟的北边，冲洗池和消毒池的废水汇流至暗沟盼南边，餐厅 后尉废水经由下水管道流入暗沟废水击往室外设置的隔油井，昂后流 市政管网。生外隔油井由于眭 时间无人清理基本废弃，起不到隔油作用，餐饮废水基本烛于直接捧入市政管网状态。 3 、北京市丰台区某洒家 北京市丰台区某酒家餐饮类型为中餐，土要经营中式餐饮如米饭、面条、炒菜等，用餐 数约为 7 0 - 8 0 ，天。具体餐饮废水捧放流程图如f2 - 3 所示。 餐饮废水j | 放流程图： 餐旦一清目她稍毒池一餐饮废水孺油池市政臂同 1 后厨废水 蒸麓 倒2 - 3 盖营广场错饮废水排放m 意酗 该餐h 虽然后爵墙壁e 写有清洗、消毒字样，但餐具没育分开洗涤。而且没有醴鼍l 辐油措施，餐 饮废水直接排入市政管网。 通过对北京市餐饮企业稠研发现餐饮废水排放形式主要有