餐廚垃圾廢水綜合處理技術

隨著我國居民生活水平的逐步提高，餐桌上的浪費現象日趨嚴重，餐廚垃圾產生量迅速增加[1]。因為餐廚垃圾為固液混合物，所以處理時，應先將液態的餐廚廢水與固態餐廚相分離，然后分別對固態物及液態廢水進行處理。目前，國內外學者對餐廚垃圾的研究主要圍繞固態餐廚垃圾的處理而展開，對液態餐廚廢水的處理鮮有報導。所以液態餐廚廢水的高效處理，對于餐廚垃圾的無害化和資源化具有重要的意義。由于餐廚廢水中油脂含量較高，而高含量的油脂會對后續處理造成不利的影響。所以對其進行處理時，一般先采用一定的技術將其中油脂與廢水分離，分離出的油脂進行資源化利用，而去油脂廢水處理達標后排入城市管網。

1 餐廚垃圾廢水綜合處理技術-油水分離技術

餐廚廢水中油脂以溶解油，乳化液，懸浮液等形式存在，目前常用的油水分離技術[2]有物理分離法(包括：重力分離，離心分離，粗?；蛛x和膜處理)和化學分離法(包括：絮凝和電解)。

1.1化學分離法

絮凝分離法是一種常用的成本低廉的油水分離方法。韓香云[4]優化了混凝劑的組成，使餐廚廢水中的乳化油實現了破乳分離。結果表明采用聚丙烯，腐植酸鈉酰胺和聚合硫酸鐵的混合藥劑，可以實現廢水與油脂的迅速分離。電解分離法是指通過電解產生的大量的細小氣泡吸附在油滴表面上，使油滴可以隨著氣泡一起上浮到水面上而實現油水分離。絮凝沉淀技術工藝成熟，費用低；但藥劑量大，當水質波動較大時，處理效果較差，且會產生大量的化學污泥。而電解法盡管油脂去除率較高，但裝置復雜且耗電量較大。

1.2物理分離法

重力分離法除油效果較穩定，是除油技術中*方便，應用*廣的技術。但其主要去除廢水中的分散油和懸浮油，對乳化液和溶解油的去除效果較差。離心分離法(小型的油水分離器)適應于小型企業，且能耗較大。

聚集分離技術(又稱粗?；蛛x技術)是指讓含有油脂的廢水通過具有疏水親油性能的粗粒徑濾料，油珠會吸附在濾料表面上，不斷聚集后形成一層油墨。當油墨厚度較大時，會在水流剪切力和浮力的共同作用下脫離濾料表層，上浮到液面上完成分離[3]。其可以將5~10um以上的油脂與水*分離，但不適宜處理懸浮物含量較高(5%以上)的餐廚廢水，因為使用會使聚結材料發生堵塞。膜分離法去除油脂的效率較高，但膜易受到油脂污染而導致膜通量降低。此外，粘附油脂的膜較難清洗。

任連海[3]認為增大油滴的粒徑，降低水的粘度，增加油與水的密度差等3種方式可以提高餐飲廢水中油滴的上浮速度，進而提高油水分離的效率。

2 餐廚垃圾廢水綜合處理技術-廢棄油脂的資源化利用技術

油水分離出的廢棄油脂具有資及廢物的二重性，處理時應盡可能實現資源化利用，廢棄油脂通?？勺鳛榛ぴ仙a生物柴油，肥皂、硬脂酸等產品[5]。

2.1制取生物柴油

生物柴油是指以動、植物油脂為原料，通過一定的方法生成的柴油。廢棄油脂制取生物柴油的方法主要包括物理法(直接混合法，微乳液法)、高溫裂解法和化學法(酯化反應，酯交換反應)，其中酯交換法*常用。酯交換反應是指用甲醇或乙醇等低碳醇在強酸或強堿的催化作用下與廢油中的甘油三酸酯發生交換反應，使其酯鍵發生斷裂而生成長鏈脂肪酸甲酯或乙酯，從而降低了碳鏈的長度及油脂的粘度，生產出生物柴油[6]。選擇合適的催化劑是酯交換法的關鍵，由于餐廚廢油中酸度很高，所以往往采用直接酸催化法或者先酸催化后堿催化的兩部法。但酸催化反應周期較長，效率低，而且需要消耗大量的低碳醇，反應器容易腐蝕。所以工業化應用中常用先酸后堿催化的工藝，這樣可以使酸催化后，進料中脂肪酸大幅度降低，再進行堿催化。但該工藝較復雜，成本也較高，而且濃硫酸催化時易發生副反應[7]。

趙華[8]等以用濃硫酸做催化劑，利用地溝油和甲醇鈉發生酯交換制取生物柴油。*佳操作條件為∶油醇摩爾比為1∶7，地溝油與濃硫酸質量比為100∶0.8，*佳溫度為65℃。生成的生物柴油可以達到ASTM的標準。

2.2生產肥皂和洗衣粉

餐廚廢油的主要組成為甘油三酸酯，其可以通過皂化反應生成洗滌用的堿皂。趙玲等[11]用餐飲廢油脂作為原料，生產油脂皂基。*佳、條件為：皂化溫度為100℃，m(廢油脂)∶m(堿液)=2∶1，皂化時間為4h，皂化用的氫氧化鈉質量分數30%。

2.3生產硬脂酸和油酸

餐廚廢油中通過水解后，可分離出脂肪酸，其中主要成分為油酸和硬脂酸。經過提純后可作為重要的原料應用在石油化工，醫藥，涂料等行業[9]。郭濤等人[10]在餐飲廢油中加入白土脫色后皂化，然后將皂化液轉化為硬脂酸鉛和油酸鉛沉淀，加入甲醇后將其分離后分別酸化處理可以得到硬脂酸和油酸。經檢驗，油酸分離較為*，硬脂酸純度也達到83%。但實際中，生產脂酸仍以礦物油或者植物油為主。這主要是因為以廢棄油脂生產脂肪酸的成本較高，且周期較長,產品質量也較差，所以鮮見工業化生產的報道。

3 餐廚垃圾廢水綜合處理技術-去油脂高濃度餐廚廢水的處理技術

去油脂餐廚廢水屬于高濃度有機廢水，廢水中有機物含量在幾萬毫克每升以上，氮磷含量也分別達到幾千和幾百毫克每升，其中含有5%左右的懸浮固體，但難降解物質較少，可生化性較好，適宜生物處理。常用技術包括好氧處理法，厭氧-好氧的組合工藝和膜生物反應器法等。

楊泉鑫[12]等在低污泥濃度的條件下采用Carrousel氧化溝工藝處理餐飲廢水。結果表明，在平均污泥濃度為1112mg/L，水力停留時間為20h時，Carrousel對其中COD、NH3-N和動植物油脂的去除率分別可以達到89.8%、96.5%和1o0%，出水水質可以達到GB18918－2002一A標準。*[13]等采用ABR-SBR工藝在低溫下處理餐飲廢水。結果表明，當廢水在ABR中停留14h，SBR工藝中曝氣7h，然后在缺氧下攪拌2h，*后沉淀50min，該組合工藝去除效果*佳，COD，NH3-N以及TN的去除率分別可以達到86%，92%以及75%，出水水質低于國家一排放標準。

盡管采用生物法處理既經濟又高效，但由于廢水中仍含有殘余的油脂，采用生物法處理時，這些油脂可能包裹在污泥的表面，在厭氧工藝中會使得厭氧污泥上浮流出；在好氧工藝中，有機物則難以傳遞到好氧污泥的內部，影響傳質效果及去除效果，所以生物處理前必須對其中的油脂含量加以監測。此外，餐廚廢水中含有5%左右的懸浮固體，所以處理前必須進行充分的預處理。

4結論

(1)油水分離技術中，隔油池和離心式油水分離器是目前應用*廣泛的除油技術。隔油池適用于大型餐飲企業以及餐廚垃圾處理公司，去油效率較高。而小型的油水分離器由于為成型的設備，占地面積少，且操作方便，適用于小型的餐飲企業。

(2)餐廚廢水油水分離后的廢棄油脂，制取生物柴油由于技術成熟且附加值高，仍是其資源化的主要途徑。

(3)去油脂餐廚廢水由于其有機物及氮磷等營養物質含量均很高，*佳處理法為厭氧-好氧的工藝，但應該注意其中殘余油脂以及懸浮固體可能帶來的不利影響。