餐饮废水处理方法的研究现状与展望

周　俊，焦赟仪，陈翔宇，刘小倩



餐饮废水处理方法的研究现状与展望

周俊，焦赟仪，陈翔宇，刘小倩

（湖南城市学院，湖南益阳 413002）

在分析餐饮废水特点基础上，介绍了国内外餐饮废水的治理现状，分析了餐饮废水的主要处理方法及其特点和工艺选择的原则，进一步探寻符合当前发展状态的餐饮废水治理模式。

餐饮废水；电化学法；物理化学法；生物法；处理工艺

1 研究背景

近年来，随着城镇化进程的加快和第三产业的蓬勃发展，餐饮服务业的数量与规模与日俱增，餐饮废水的排放量逐年上升。据不完全统计，我国每年餐饮业排放的未经处理的废水达上亿吨，且有不断增长的趋势。另据资料报道，全国一百多个大中型城市餐饮业，每天产生的废水量就接近300万吨，其排放量约占城市生活污水总排放量的3%，但其BOD5和CODCr的含量却占总负荷的1/3[1]。餐饮服务业分布广、排放不集中、水质多变，治理难度不断加大，危害与日俱增，而当前我国餐饮企业多采用隔油池或简易挡板式重力油水分离器等简单处理餐饮含油污水，仅能去除部分浮油且无生化降解作用，多项指标均无法达到国家规定的《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010），有的甚至直排进入污水管道或自然水体，餐饮废水超标排放现象严重，但因为投资成本、运行成本、安装空间等问题的存在，合格成熟的治理技术和设备难以推广，由此带来的“地沟油”现象更是屡禁不绝。

因此结合我国现有国情，调查分析餐饮废水水质特征，针对餐饮企业废水处理设备占地紧张，资金短缺，处理时间要求较高的特点，对国内外多种处理技术进行分析比较，研发出符合当前状况的餐饮污水处理模式已成为当务之急。

2 国内外研究现状分析

餐饮废水的主要处理步骤分为两步：油水分离和水的处理。目前应用最广泛的油水分离设施就是隔油池。对于油水分离后的餐饮废水，国内外学者研究了很多具有针对性的处理方法，这些方法大致可以分为物理化学法、电化学法和生物法。这三种方法的侧重点不同，生物法主要是去除废水中的高浓度有机物质，物化法及电化学法主要是去除废水中高浓度的油份物质。

2.1 电化学法

（1）电凝聚法：电凝聚法是以金属为溶解性阳极(一般为铝或铁)，阳极在电解时产生的Al3+或Fe3＋离子生成电活性絮凝剂，压缩胶体双电层及吸附架桥网捕作用实现胶体凝聚，阴极还原产生微小气泡（如H2），使絮凝体上浮除去，同时电场能直接氧化去除废水中某些有机物。张萍等[2]采用电凝聚对某大学学生食堂废水进行处理，在最佳运行条件下，CODCr平均去除率为74 %、NH3-N的平均去除率为53.8 %、总磷的平均去除率为85.1 %、油的平均去除率可达到86.1 %。Rimeh Daghrir等[3]采用电凝聚和电氧化两种方法联合作用处理餐饮废水，最优条件下其CODT去除率为90%，BOD去除率为86%，油分和油脂去除率高于98%，浊度去除率为98.1%，磷酸盐去除率超过88%。周俊等[4]采用电Fenton法处理餐饮废水，在最佳条件下，COD去除率为66.1%，SS去除率为85.4%。

（2）微电解法：微电解技术是指在不通电的情况下，利用填充在废水中的微电解材料自身产生的电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。张凤娥等[5]采用铸铁屑内电解法处理餐饮废水，在最佳条件下对餐饮废水的处理结果，油和COD的去除率分别是84.6%和78.7%。

（3）脉冲电絮凝法：脉冲电解法是通过改变电源技术，施加周期换向的脉冲信号，达到进一步降低电耗和电极损耗目的的技术。宋卫峰等[6]用改装的直流、脉冲两用电源对餐饮废水进行对比处理研究。试验结果表明，脉冲电解的处理效果优于直流电解，在CODCr的去除率相近的情况下，能耗可降低5.5%，最佳运行条件下CODCr的去除率可达到83.1%。电化学法占地面积小，操作简便，能间断运行，易自动化，但其处理费用较高，电极材料损耗大，且产生的污泥需要进一步处理。目前电化学法的研究主要集中在如何降低运行成本和延长电极寿命上。

2.2 物理化学法

（1）混凝法：混凝法是向废水中投入一定量的混凝剂，使废水中难以自然沉淀的胶体状污染物和一部分细小悬浮物经过脱稳、凝聚、架桥等反应过程，形成一定大小的絮凝体，再通过后续沉淀池中的沉淀分离来去除污染物。宋宏娇[7]等采用新型的复合混凝剂净水灵DH-3处理餐饮废水，在最佳条件下处理餐饮废水，CODcr去除率达78.3%，再经砂滤和活性炭吸附的深度处理，可以达到国家排放标准。

（2）吸附法：吸附根据作用原理分为物理吸附和化学吸附，工艺简单快捷，用吸附法处理餐饮废水的关键在于寻求合适的吸附剂。韩娜[8]等对改性纤维球处理餐饮含油废水进行了研究，研究发现改性纤维球比普通纤维球的吸油量高20%，最佳处理条件下其除油率可达90%。Asha Srinivasan等[9]用核桃壳滤料作为除油剂，研究探讨核桃壳滤油吸附能力，在纯油介质中对植物油的吸附能力为0.51 μg/g，在油水混合介质中对植物油的吸附能力为0.58 μg/g，并且可以通过施加压力将吸附的油从核桃壳介质中解吸出来。

（3）粗粒化法：粗粒化法是通过具有亲油基团和亲水基团的高分子材料制成的粗粒化床对含油废水中的油分进行聚集并去除，加强了处理效果。曹书翰等[10]从聚结材料的湿润聚结和碰撞聚结原理出发，开发出适用于餐饮废水的聚结法两段式除油工艺，除油率可达到90%以上。

（4）气浮法：气浮法是一种含油废水处理中广泛应用的水处理技术，该法是向废水中通入大量气泡，使大量微小气泡吸附在需除去的颗粒（油珠）上，利用气体的浮力将污染物浮出水面，从而达到固液分离的目的。Tian-long Zheng等[11]采用微气泡气浮（MAF）系统处理餐饮废水，当聚合氯化铝（PAC）投加量为20 mg/L，反应时间为15 min，0.35 MPa操作压力，25%的回流比时，餐饮废水的油分、COD和浊度的去除率分别为98%，82.8%，97.5%。除主要的物理化学处理方法外，还有超声波法[12]，芬顿氧化法[13]，光催化氧化法[14]。物化法工艺有简单流程短、占地面积小等优势，有一定的优越性，但是各类方法都有一定的局限性，譬如混凝法存在处理费用较高，沉渣量大且脱水困难等问题；粗粒化法存在实际应用不广泛，滤料成本及清洗费用较高等问题，目前较多作为一种预处理手段应用于餐饮废水的处理。

2.3 生物法

（1）活性污泥法。①磁粉强化活性污泥法：普通活性污泥法存在流程长，占地面积大，微生物浓度低，不易管理等问题。孙水裕等[15]在普通活性污泥法中投加适量超细强磁性粉末，利用磁生物效应提高微生物和酶的生物活性，同时磁粉催化作用增加了微生物种类和数量。通过与普通活性污泥法的平行试验比较，CODCr去除率和出水透光率都优于普通活性污泥法，活性污泥絮体结构和沉降性能明显改善，容积负荷增大。②氧化沟法：杨泉鑫等[16]采用“隔油+厌氧+Carrousel氧化”的组合工艺进行餐饮废水处理研究，其动植物油、COD、NH3-N、TP的平均去除率分别达到了100%、89.8%、96.5%和81.1%，出水水质达到《城市污水再生利用-城市杂用水水质》（GBT18920-2002）中的一级A标准。除以上常用的活性污泥法外，还有SBR法[17]及其组合工艺远紫外光氧化-SBR组合工艺法[17]、ABR-SBR组合工艺法[18]。

（2）生物膜法。①生物接触氧化法：生物接触氧化法无污泥回流和污泥膨胀问题，能有效去除有机污染物，并有一定的脱氮功能，在餐饮废水处理领域得到了较多应用。周英杰等[19]根据餐饮废水特性，设计了混凝气浮-生物接触氧化工艺的一体化装置对厦门市某酒楼的餐饮废水进行处理，出水水质可达到《厦门市水污染物排放控制标准》（DB35/322-1999）。②生物流化床法：生物流化床以砂、活性炭等一类较小的惰性颗粒为载体填充在床内，污水以一定流速从下向上流动使载体处于流化状态。其用于污水处理具有BOD5容积负荷高、处理效果好、效率高、占地少及投资省等优点。谢涛等[20]采用三相生物流化床反应器进行工艺集成处理餐饮业废水，重点研究了设备参数和操作参数对处理过程的影响，CODCr去除率达93.2%，BOD5去除率达95.2%。

除了上述工艺外，生物膜法中的净化槽[21]、生物滴滤池[22]亦见诸于处理餐饮废水的报道。

（3）人工湿地：人工湿地是借鉴自然湿地系统原理，由人工建造和监督控制的湿地系统，利用生态系统的物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等作用来实现对污水的高效净化。该工艺脱氮除磷效果较好，操作简单，运行管理费用较低，并且不会对环境产生影响。张志贵等[23]采用“厌氧消化+立体生态净化床+小型（潜流）人工湿地”的组合工艺对农家乐废水进行处理，处理效果好且建造运行成本较低。Kemal Gunes[24]在农村地区通过人工湿地对餐饮废水进行处理，该系统能够有效去除SS和COD，去除率均高于90%。总氮去除率约为53%，磷的去除率为40.3%。除以上常用的生物法中还有SBBR法[25]，微生物固定化法[26]。一般的生物处理方法具有处理效果好，处理效率稳定，运行成本低等特点，但其占地面积大，停留时间长，污泥产生量多，适于远离城市管网的风景区、旅游度假区这类土地资源丰富的地方。

3 结束语

在上述处理方法中，生物法因其占地面积相对较大、停留时间长等问题，对广大的中小餐饮业主来说并不适用。物化法虽然工艺简单流程短、占地面积小，但其各种方法仍存在一定的局限性，一般作为餐饮废水的预处理。同样电化学法存在处理费用较高，电极材料损耗大，且产生的污泥需要进一步处理的问题。因此在现有技术条件下，要因地制宜地综合考虑环保要求和经济承受能力，寻找符合当前状况的餐饮污水处理模式。对于远离城市管网的风景区、旅游度假区，可充分利用土地资源丰富的优势，采用“物化预处理+生物处理”的组合，使出水水质达到排放甚至回用标准。而对于大中城市，水资源和土地资源较为紧张，应着重开发省地、高效、投资少，自动化程度高的一体化处理设施，在现阶段可考虑选用运行费用相对较低的物化法为主要工艺，后期过渡到以MBR高效工艺或低电耗的三维电解工艺为主要流程的一体化处理设施，废水就地处理后作为中水回用，既节约水资源，又具有一定的经济效益。目前制约MBR运用的还是其高昂的价格和膜使用寿命问题，制约三维电解运用在于电极材料和三维粒子选择。

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Introduction and Prospect of Treatment Technique for Restaurant Wastewater

(Hunan City University, Yiyang Hunan 413002)

On the basis of analyzing the characteristics of food and beverage wastewater, this paper introduces the present situation of domestic and overseas wastewater treatment, the main treatment methods of food and beverage wastewater and the principles of its characteristics and process selection were analyzed, explore empirical disposal modes of restaurant wastewater in accordance with the current development situation.

Restaurant wastewater; Electrochemistry technology; Physical chemistry technology; Biological technology; Treatment process

（责任编辑：廖建勇）

[TE992.2]

A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.06.033

1672–7304(2016)06–0073–03

湖南省高校产学研合作示范基地（项目编号：湘教通[2014]239号）；湖南省教育厅科学研究项目(项目编号：15C0259)；湖南城市学院大学生创新性实验计划项目（项目编号：CX201520）。

周俊（1984-），男，湖南益阳人，讲师，研究方向：水处理、污染控制。