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随着经济的发展和人民生活水平的提高,餐饮废水的排放量呈逐年上升的趋势。目前我国还没有关于餐饮废水超标排放处罚的硬性规定,导致餐饮废水超标(三级排放标准)排放现象普遍存在。餐饮废水中含有高浓度的有机物、动植物油和悬浮物,给城市污水处理厂和市政管网造成了很大的危害。因此,餐饮企业自行处理餐饮废水达到排放标准就具有相当重要的意义。目前餐饮废水常用的处理方法有生物法、物理化学法和电化学法。在以上方法中电化学法操作简单,适用范围广,特别适合处理餐饮废水。但目前该方法存在运行费用高,电极易钝化等问题。
本文先对北京市餐饮废水的排放形式进行了调研,指出餐饮废水排放过程中存在的问题。再分别利用经验法、餐饮类型划分法、餐饮企业地理位置法和综合法对北京市2004-2007年的餐饮废水排放量进行统计,并采用曲线拟合法和灰色模型法对北京市2008年-2020年餐饮废水排放量进行预测,通过比较发现,灰色模型法预测精度高,曲线拟合法计算简单。两种方法都能满足精度要求,为北京市餐饮废水的治理提供依据。
通过对北京建筑工程学院食堂餐饮废水不同时间段水质监测发现,餐饮废水pn值范围大多集中在7-8之间,一般呈中性。电导率在700-1200μS/cm之间,导电效果好。COD浓度平均为3000 mg/L,动植物油平均为500mg/L。本文确定16:00食堂3号井取水水样作为实验用水。
为提高电解处理效果、节约能耗,在电解实验前采用混凝法和砂滤法对餐饮废水进行预处理研究。通过实验发现,砂滤法运行费用低,以此作为预处理方法。电解实验过程中,可溶性电极组合采用铝-钛电极组合,新型不溶性电极采用钛基镀钌铱氧化物-钛电极组合。通过实验确定铝-钛电极组合电解后达到三级排放标准的最优参数为:电解时间10min,电极间距5mm,电流密度100A/m2,此时COD及动植物油的去除率分别为50.6%和58.7%。钛基镀钌铱氧化物-钛电极组合电解后达到三级排放标准的最优参数为:电解时间4.5h,电极间距5mm,电流密度167A/m2,此时COD及动植物油的去除率分别为50.3%和100%。实验发现相同电流密度和相同电解时间条件下,减小电极间距可以提高处理效率,但电极间距并不能无限减小,它有一个最小电极间距,即安全间距,小于此间距电极之间就容易发生短路现象,造成危险。本实验最小电极间距为3mm。通过经济费用分析发现,铝-钛电极由于电解时间短,所需电解电流小,使得处理成本低,它适合作为餐饮废水电解处理的电极。
采用铝-钛电极组合在动态实验条件下,其COD及动植物油去除效果优于静态实验,且运行效果稳定。