餐饮污水处理分级利用方法探讨★

苏 鑫 王诗涵 张斯琛 雷佳慧 牟瑛娜 刘晶茹

(大连海洋大学海洋与土木工程学院，辽宁 大连 116023)

0 引言

随着近年来社会经济和科技的快速发展，当前我国的水资源再生率非常低[1]，我国面临南方地区水质性缺水、北方地区资源性缺水、中西部地区工程性缺水等系列水资源短缺问题。针对当下水资源短缺的现象，避免水资源浪费和提高水资源的利用率是有效的解决办法。我国节能环保产业发展前景广阔，水资源的处理在其中占了很大的比重，政府及市民对水资源的保护和利用都达到了一个前所未有的高度，中水回用和废水零排放也将成为废水处理的下一个主攻方向。如今，中水回用这个观念在大众心里已经占据重要地位，但在厨房污水净化回收这个领域还未普及和大规模利用。

许多餐饮行业如酒店排放的污水中，有机物与氨氮含量时有超标，对环境的危害极大，且污染超标也会受到相关环保部门的处罚。现阶段酒店、餐馆以及住宅等回收废水的主要方式是以处理盥洗水再利用为主。然而随着发展，个人厨房的用水量比重在逐步减小，同时餐饮行业的用水量在逐步增加，这就意味着酒店饭店的厨房污水量会同步增加，而直接排放不仅会导致水资源的浪费，水费也会上涨，这不仅与国家“可持续发展”的经济发展理念背道而驰，而且不利于餐饮行业健康持续的发展。所以在餐饮行业中，厨房污水的回收再利用是十分有必要的，并且在餐饮行业厨房废水再利用的技术会有较快速的发展。

1 餐饮业污水现状

餐饮行业的废水排放量约占城市生活污水排放量的3%，但其生物化学需氧量(BOD)和总有机物量(COD)却占城市生活污水排放总负荷的30%[2]，我国每年排放的未经处理的餐饮废水会达到上亿吨，并且这个数字正在呈不断上涨的趋势，酒店及餐饮行业厨房排放污水中有机物与氨氮含量时常会出现超标，如果未经处理就排放或者未达到排放标准就进行排放，对环境会造成不可估量的危害，不仅仅是水质污染，还涉及土地污染等多个方面，而且对污水处理不当的行为也会受到环保部门依据有关条例给予的相应的处罚。部分服务业公共建筑虽然安装了污水处理设施，但是如果设施设计并不完善，就会出现诸如难以适应进水水量、水质波动，出水水质不达标等问题，并且许多餐饮行业店铺无法承担高昂运行费用，使得这些污水处理设施不能正常使用，从而造成水质变差，污染源增多，污染力加强等问题。因此餐饮行业废水已经成为了城市重要的污染源之一，与“可持续发展”理念相悖，需要得到政府与民众的高度重视。

根据中水处理难易程度和处理费用的高低来看，沐浴和盥洗排水的中水回用较为简单，所以大多对中水回用的设施都是将这部分水资源进行处理。但是，厕所排水、厨房排水以及洗衣排水等都是可被回收再利用的水资源，其中厨房排水的回收难度是排在第二的[3]。因此处理设施也很少，对于酒店及餐饮业来说厨房排水处理不但能够帮助餐饮业达到污水排放标准，减轻城市集中回收污水的压力，而且能够为商家更快的带来经济收益。

2 餐饮废水水质分析

餐饮废水是高浓度的有机污水，主要成分是剩余食物，洗洁精和水，洗洁精主要以大分子有机化合物构成，而剩余食物主要由淀粉、食物纤维类、动物油脂等组成，因此餐饮废水具有较高的复杂性，有机物含量较高，有油性大，且悬浮杂质较多的特点。据统计，餐饮废水在水体中常常以上浮油、分散油、乳化油、溶解油、油—固体物这五种常见形式存在[4]。油脂漂浮在水面形成一层油膜，阻碍大气与水面的氧交换，降低了水体中的含氧量，而在微生物氧化分解分散在水中乳化油和溶解油的过程中，加速了水中溶解氧的消耗，从而加剧了水质的恶化，出现难闻气味，脂在分解过程中会产生有毒物质[5]。餐饮废水中的污染物主要以胶体的形式存在，水体的pH值与纯净水比较低。在餐饮废水的排放过程中，动植物油和食物颗粒在低pH值环境相遇时，凝结粘附形成胶体的概率较高，这不但会造成管网堵塞的现象，而且在混合胶体含量高的厨余废水进入城市污水处理厂以后，会加大处理厂处理废水的难度。

餐饮行业排水水质不达标的原因主要有以下三点：1)油脂颗粒及悬浮杂质的粒径较小，靠自然沉淀重力分离是无法达到处理要求的；2)除油除大分子有机物措施不当，油水分离处理不彻底会层层污染，混合大分子有机物，导致出水水质较差；3)餐饮废水中油脂成分含量极高，当温度下降时会附着在管道上形成板结，阻塞管道导致废水流速下降，降低废水处理设施的工作效率与使用寿命，同时增加人工维修成本。

3 解决方法

3.1 工艺简述

通过格栅可以先过滤掉厨房废水中体积大的固体餐厨垃圾和大颗粒残渣，残渣进行定期处理，以防发生堵塞，导致处理流程受阻，由此完成初次过滤任务。由于厨房废水中含有大量油脂，为防止油脂附着在管道上形成板结，添加加热装置。在加热装置的作用下，使用除油设备进行二次除油，先通过重力处理进行初步的油水分离，再利用气浮除油—MBR工艺进行第二次除油，以确保油水彻底分离完成，出水中有机物COD，BOD，动植物油以及LAS等指标均满足于国家污水排放标准。处理后的水可用于冲厕、洒扫、洗车。并且当天处理水，当天使用，当天回收，不存不积。该系统的工艺流程见图1。

3.2 MBR工艺原理

膜生物反应器(MBR工艺)是一种新型高效污水处理工艺。充分利用膜的固液分离技术，将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留[6]，并且回流到生物反应器当中，减少剩余污泥产生量，透过水外排，其中膜组件是整套工艺的核心部件，发挥着以往生物处理系统中的二沉池功能[7]，相较于传统的活性污泥法，MBR工艺不但节约了空间而且节约了成本。

MBR工艺处理废水简单且占地小，还能够实现可程控化管理。通过控制水力停留时间和污泥停留时间，进而强化了生物反应器功能，使污水中难以降解的物质得到充分反应与降解。因此，MBR工艺具有高效的污水处理效果，目前已经在多个领域得到广泛应用，被认为是中水回用的最佳选择[8]。而将MBR工艺应用于厨房废水回收中，可以有效的分离废水中的大分子油脂与有机物，使回收水中的各项指标达到国家管理标准，大幅度降低了餐饮行业的废水处理成本。

3.3 工艺特点

餐饮除油的前处理阶段：1)通过格栅固液分离处理体积大的固体餐厨垃圾和大颗粒残渣，保证过滤后的水中不含固体混合物。2)斜板式隔油池通过重力的方法除去废水中的大量的油。可除去水中的悬浮油，它们约占餐饮业含油污水中总油量的50%～60%[9]，设置油水分离器，保证过滤后的水中基本不含可见油脂。

餐饮除油的中期阶段：通过MBR工艺，分离水中剩余大分子油脂及有机物，保证出水的水质达标排放，同时保证过滤水清澈干净无异味，可用于所有非生活用水。

餐饮除油的回用阶段：处理后的水进入储水箱，主要用于冲厕。由于餐饮水存在间歇性排水、瞬时流量大的问题，因此设置后续处理储水箱，将溢出水经过再次处理用于景观及打扫用水，实现分级回用，不浪费资源。最后一天之内未能用尽的回收水要及时将水箱中的水进行排放，防止二次污染。

4 存在问题

MBR反应器的膜投资造价相对较高，相比于传统的污水处理工艺，MBR反应器在处理能力更强的同时，投资建设费用也要高得多；并且在设备运行的过程中也很容易出现膜污染的情况，而更换膜产生的新增费用比较高，膜组件在运行中损耗较大，膜的使用寿命为5年左右[10]，成本较高，日常的膜组件清洗也较为繁琐，可能会增加额外开支。运行管理比较复杂，并且需要实现自动化。但相较于其维护费用高的缺点，该厨房废水回收装置对于餐饮行业可以在节省水费方面进行弥补，并预估可以在4年～5年内回收投资成本，而废水回收再利用真正的意义在于从源头贯彻落实了“可持续发展”的战略理念，在一定程度上对现有资源进行了整合及重复使用，无论是商业品牌环保形象的树立还是对环境保护都会起到非常积极的作用。

该废水回收装置在布局复杂的大型酒店的使用中会有使用效率降低，装置成本提高的问题，由于不同的布局原因，需要单独制作通水管道与加热处理装置，并且膜的使用寿命也会随之降低，维修成本相对较高，因此还有改进的空间。

5 结论

经过反复测算，该废水回收再利用装置能够清理厨房废水中混合的食物残渣与溶解的大分子有机物和油脂，回收水的有机物及氨氮含量可以达到国家用水标准，可以放心将回收水用于冲厕，洒扫及景观灌溉等非生活用水。而且经过处理的回收水水质相对稳定，用于冲厕，洒扫等非生活用水完全没有问题，并且避免了装置堵塞造成的处理不及时，处理效率降低等问题的出现。

对于装置的组件更换与维护费用，可以在长期节省的水费中回收，并且废水回收装置可以帮助酒店及餐饮店铺减少污水排放不达标而导致停业整顿的麻烦。

因此该废水回收拥有装置造价低廉、成本可回收、可反复使用、节省空间、灵活简便易操作、发展前景广阔、易于推广等显著优势。尤其是在如今我国各地都面临不同形式的水资源短缺时，如何保障水资源合理使用不被浪费，成为了目前国家环境监管与水利机构等相关部门需要攻克的重点和难点，在此形势之下该厨房废水的处理装置就十分有意义。与城市污水厂集中处理污水相比，酒店及餐饮行业处理污水属于从源头解决问题，具有多种优势，能够分级使用，又节省了来回运输的交通运输的费用，不占用资源，又合理的利用了现有资源，十分符合当前的“可持续发展”的战略，不但解决了水资源浪费的问题，又缓解了社会的压力。