近年来,随着国民经济的增长,餐饮行业迅速发展,其排放的废水量越来越大,由于该废水中含有较高浓度的动植物油及大量固体悬浮物,使 之成为一个重要的水污染源,餐饮业含油废水的治理不仅能保护生态环境,而且可以减轻城市污水处理站的负担,具有明显的环境效益和经济效益。餐饮业含油废水中含污量很高,主要污染物为动植物油,化学耗氧量和悬浮物等,目前,在餐饮业中,洗涤剂的应用使得油呈乳化状漂浮于水中,从而大大增高了水中化学耗氧量的值,一般均达到几千mg L,其次,由于油与洗涤剂的比重较小,它们与废水悬浮物粘合在一起,使之不易沉降,可见,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化学耗氧量和悬浮物有着直接影响。洗涤剂的使用使得餐饮业含油废水中油呈乳化状,一般油水处理设备难以进行油水分离,必须将乳化油进行破乳处理;同时,由于动植物油在常温下呈白色糊状,在油水分离时易堵塞管道,也造成了该废水治理的困难。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试验用废水
对于餐饮业含油废水,同一家餐馆不同日期
所采的废水成份不一定相同,不能代表不同条件下的情况,且干扰因素较多,所以试验用废水除了取自不同餐饮业外,还配制了模拟废水,试验水样为:其中1#、2#、3#水样分别取自不同大酒店。4#水样为根据餐饮业废水的性质,在实验室中配制[1]而成。水样分析结果见表1。
1.1.2 破乳剂
针对餐饮业含油废水的性质,首先讨论如何对该废水乳化油进行破乳。目前国内在机械、冶
金、石油等行业处理中常用的破乳及絮凝剂有:硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、明矾、硫酸亚铁腐植酸钠、聚丙烯酰胺等,试验中,我们将它们分别组合使用,比较处理效果,其结果见表2。实验情况表明,聚合硫酸铁、腐植酸钠、聚丙烯酰胺混合使用效果明显,油渣与水分层迅速,其主要原理[2]如下: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。
1.2 条件实验（表3、4略掉）
1.2.1 pH值对破乳的影响
为了探明酸化对破乳效果的影响,确定最佳pH值,在其它药剂用量不变的前提下,研究了pH始对废水脱油的影响。试验条件为:聚合硫酸铁为0.40mg L,pH终为7.0,聚丙烯酰胺为80mg/ L,表3为4#样品在不同pH始条件下所得的结果,其中用非分散红外分光光度法测定油含量。
可见,在所研究的pH始范围内,脱油效果均很好,可将油脱到20mg L以下,同时,在该pH始范围内,均有较快的分层速度。实验时发现,终止时的pH变化,将引起聚合硫酸铁水解产物存在形态的变化,不同的pH条件下,聚合硫酸铁水解产物所占的百分率不同,从而产生的脱油效果不一样[3]。为此,控制一定条件(聚合硫酸铁为0.40mg L,pH始为1.5,聚丙烯酰胺为80mg L),对不同终止pH的情况进行了研究,结果如表4所示。表4表明,当pH在6～9范围内处理效果较好,该范围刚好满足排放要求,所以可将终止pH定为7.0。
1.2.2 聚合硫酸铁用量的影响
实验过程中条件控制为:pH始=1.5,pH终=7.0,聚丙烯胺为80mg L,对不同用量聚合硫酸铁时破乳的情况进行了研究,试验结果如表5。
由表5可见,聚合硫酸铁用量最佳值在0.30～0.60mg L之间,当用量低于或超出此范围时,
除油效果反而降低,分层时间延长。
1.2.3 聚丙烯酰胺用量对破乳的影响
在实验条件为:pH始=1.5,pH终=7.0,聚合硫酸铁为0.40mg L,考察聚丙烯酰胺用量对破乳的影响,结果见表6。
结果表明,聚丙烯酰胺加入量对沉淀分层影响极大,随着聚丙烯酰胺用量的增加,沉淀分层速度增加,当聚丙烯酰胺用量大于40mg L时,可在3min左右分层完毕,当聚丙烯酰胺用量大于80mg/ L时,只需2min可将沉淀分层完毕,同时聚丙烯酰胺在所研究的范围内对脱油无明显影响。试验过程中看到,加入聚丙烯酰胺可使絮凝体变得粗大密实,这主要是聚丙烯酰胺助凝剂的强力吸附架桥作用,改善了絮凝体结构,从而使净化效果变佳[4]。
1.2.4 腐植酸钠用量的影响
合分析,确定适合于含油废水分离的最佳条件为:聚合硫酸铁为0.4mg L,pH始为3.0,pH终为7.0,聚丙烯酰胺为80mg L,腐植酸钠为0.20mg L,在该条件下,净化后水中油含量为4.5mg L,化学耗氧量为61.5mg L,沉降时间为2min。最后以1#、2#、3#水样做实验,结果如表8。
从结果可以知道,在最佳条件下,出水水质清晰透明,破乳效率达到95%,清液残余量低于国家标准,同时在很大程度上降低了化学耗氧量。
1.3 动物油抗凝固实验
将动物油加热到全部熔化,然后冷却,进行凝固温度试验,找出动物油的凝固温度,经实验得到
动物油凝固温度为26℃,根据此温度可以在抽油管口中加一加热装置,当气温低时可以保持管口温度高于26℃,保证吸油通畅。
2 结论
实验研究表明,对于餐饮业含油废水,取聚合硫酸铁为0.4mg L,调节pH始为3.0,pH终为7.0,
聚丙烯酰胺为80mg L,腐植酸钠为0.36mg L,可作为废水处理中的技术控制指标。控制温度高于26℃,可解决抽油管堵塞问题。
参考文献:
[1]梁梦兰.表面活性和洗涤剂[M].北京:科学技术文献出版社,1990.
[2]章永年.液体洗涤剂[M].北京:中国轻工业出版社,1993.
[3]唐受印,戴友芝.水处理工程师手册[M].北京:化学工业出版社,2000
[4]刘衍余.化工百科全书[M](第一卷).北京:化学工业出版社,1990.
