近年來,隨著國民經濟的增長,餐飲行業迅速發展,其排放的廢水量越來越大,由于該廢水中含有較高濃度的動植物油及大量固體懸浮物,使 之成為一個重要的水污染源,餐飲業含油廢水的治理不僅能保護生態環境,而且可以減輕城市污水處理站的負擔,具有明顯的環境效益和經濟效益。餐飲業含油廢水中含污量很高,主要污染物為動植物油,化學耗氧量和懸浮物等,目前,在餐飲業中,洗滌劑的應用使得油呈乳化狀漂浮于水中,從而大大增高了水中化學耗氧量的值,一般均達到幾千mg L,其次,由于油與洗滌劑的比重較小,它們與廢水懸浮物粘合在一起,使之不易沉降,可見,動植物油是關鍵污染物,減少餐飲業含油廢水中的油含量對降低化學耗氧量和懸浮物有著直接影響。洗滌劑的使用使得餐飲業含油廢水中油呈乳化狀,一般油水處理設備難以進行油水分離,必須將乳化油進行破乳處理;同時,由于動植物油在常溫下呈白色糊狀,在油水分離時易堵塞管道,也造成了該廢水治理的困難。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 試驗用廢水
對于餐飲業含油廢水,同一家餐館不同日期
所采的廢水成份不一定相同,不能代表不同條件下的情況,且干擾因素較多,所以試驗用廢水除了取自不同餐飲業外,還配制了模擬廢水,試驗水樣為:其中1#、2#、3#水樣分別取自不同大酒店。4#水樣為根據餐飲業廢水的性質,在實驗室中配制[1]而成。水樣分析結果見表1。
1.1.2 破乳劑
針對餐飲業含油廢水的性質,首先討論如何對該廢水乳化油進行破乳。目前國內在機械、冶
金、石油等行業處理中常用的破乳及絮凝劑有:硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、明礬、硫酸亞鐵腐植酸鈉、聚丙烯酰胺等,試驗中,我們將它【水處理設備】們分別組合使用,比較處理效果,其結果見表2。實驗情況表明,聚合硫酸鐵、腐植酸鈉、聚丙烯酰胺混合使用效果明顯,油渣與水分層迅速,其主要原理[2]如下:利用陽離子性的聚合硫酸鐵,降低陰離子性洗滌劑的表面活性,破壞乳化液油珠的水化膜以及其雙電層結構,使油析出,再利用絮凝劑將油珠凝聚從水中分離出來,同時聚合硫酸鐵呈酸性,使乳化液中的脂肪酸皂轉化為不溶于水的脂肪酸,減少水中表面活性物質,增加了破乳效果。然后用腐植酸鈉、聚丙烯酰胺助凝,將經破乳后的油進一步凝聚,利用重力原理使油水分離。
1.2 條件實驗（表3、4略掉）
1.2.1 pH值對破乳的影響
為了探明酸化對破乳效果的影響,確定比較佳pH值,在其它藥劑用量不變的前提下,研究了pH始對廢水脫油的影響。試驗條件為:聚合硫酸鐵為0.40mg L,pH終為7.0,聚丙烯酰胺為80mg/ L,表3為4#樣品在不同pH始條件下所得的結果,其中用非分散紅外分光光度法測定油含量。
可見,在所研究的pH始范圍內,脫油效果均很好,可將油脫到20mg L以下,同時,在該pH始范圍內,均有較快的分層速度。實驗時發現,終止時的pH變化,將引起聚合硫酸鐵水解產物存在形態的變化,不同的pH條件下,聚合硫酸鐵水解產物所占的百分率不同,從而產生的脫油效果不一樣[3]。為此,控制一定條件(聚合硫酸鐵為0.40mg L,pH始為1.5,聚丙烯酰胺為80mg L),對不同終止pH的情況進行了研究,結果如表4所示。表4表明,當pH在6～9范圍內處理效果較好,該范圍剛好滿足排放要求,所以可將終止pH定為7.0。
1.2.2 聚合硫酸鐵用量的影響
實驗過程中條件控制為:pH始=1.5,pH終=7.0,聚丙烯胺為80mg L,對不同用量聚合硫酸鐵時破乳的情況進行了研究,試驗結果如表5。
由表5可見,聚合硫酸鐵用量比較佳值在0.30～0.60mg L之間,當用量低于或超出此范圍時,
除油效果反而降低,分層時間延長。
1.2.3 聚丙烯酰胺用量對破乳的影響
在實驗條件為:pH始=1.5,pH終=7.0,聚合硫酸鐵為0.40mg L,考察聚丙烯酰胺用量對破乳的影響,結果見表6。
結果表明,聚丙烯酰胺加入量對沉淀分層影響極大,隨著聚丙烯酰胺用量的增加,沉淀分層速度增加,當聚丙烯酰胺用量大于40mg L時,可在3min左右分層完畢,當聚丙烯酰胺用量大于80mg/ L時,只需2min可將沉淀分層完畢,同時聚丙烯酰胺在所研究的范圍內對脫油無明顯影響。試驗過程中看到,加入聚丙烯酰胺可使絮凝體變得粗大密實,這主要是聚丙烯酰胺助凝劑的強力吸附架橋作用,改善了絮凝體結構,從而使凈化效果變佳[4]。
1.2.4 腐植酸鈉用量的影響
合分析,確定適合于含油廢水分離的比較佳條件為:聚合硫酸鐵為0.4mg L,pH始為3.0,pH終為7.0,聚丙烯酰胺為80mg L,腐植酸鈉為0.20mg L,在該條件下,凈化后水中油含量為4.5mg L,化學耗氧量為61.5mg L,沉降時間為2min。比較后以1#、2#、3#水樣做實驗,結果如表8。
從結果可以知道,在比較佳條件下,出水水質清晰透明,破乳效率達到95%,清液殘余量低于國家標準,同時在很大程度上降低了化學耗氧量。
1.3 動物油抗凝固實驗
將動物油加熱到全部熔化,然后冷卻,進行凝固溫度試驗,找出動物油的凝固溫度,經實驗得到
動物油凝固溫度為26℃,根據此溫度可以在抽油管口中加一加熱裝置,當氣溫低時可以保持管口溫度高于26℃,保證吸油通暢。
2 結論
實驗研究表明,對于餐飲業含油廢水,取聚合硫酸鐵為0.4mg L,調節pH始為3.0,pH終為7.0,
聚丙烯酰胺為80mg L,腐植酸鈉為0.36mg L,可作為廢水處理中的技術控制指標。控制溫度高于26℃,可解決抽油管堵塞問題。
參考文獻:
[1]梁夢蘭.表面活性和洗滌劑[M].北京:科學技術文獻出版社,1990.
[2]章永年.液體洗滌劑[M].北京:中國輕工業出版社,1993.
[3]唐受印,戴友芝.水處理工程師手冊[M].北京:化學工業出版社,2000
[4]劉衍余.化工百科全書[M](卷).北京:化學工業出版社,1990.
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