1油水分離技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

      針對(duì)廚房餐飲廢水的預(yù)處理，傳統(tǒng)的方式是建造隔油池，包括平流隔油池（API）、斜板隔油池（PPI）、波紋斜板隔油池（CPI）[1]等類型。隔油池用于職工食堂、營(yíng)業(yè)餐廳的廚房等需要清除油污的室外排水管道上，為了便于經(jīng)常清除隔油池內(nèi)隔板上的油污設(shè)置了活動(dòng)鋼蓋板。隔油池分磚砌池和鋼筋混凝土池兩類，磚砌池和鋼筋混凝土池均按無(wú)覆土和有覆土兩種情況，且均不考慮過(guò)車；磚砌池按無(wú)地下水設(shè)計(jì)。隔油池有四種型號(hào)，按設(shè)計(jì)秒流量選用[2]。

       隨著第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，商業(yè)綜合體建筑應(yīng)聲而起，在室外大肆設(shè)置隔油池已違背節(jié)約占地的宗旨，餐飲廢水產(chǎn)生量越大，所需建造的隔油池容積越大，室內(nèi)外占地面積就越大。在此需求下，隔油器專用設(shè)備取代隔油池功能開(kāi)始在全國(guó)餐飲服務(wù)業(yè)場(chǎng)所應(yīng)用。

       隔油池是一種建筑結(jié)構(gòu)，隔油效果不錯(cuò)，但是占地面積偏大，而隔油器，就是將餐飲含油廢水中的雜質(zhì)、油、水分離的一種專用設(shè)備。如果是處理含有污水量特別大的情況下，使用隔油池效果會(huì)更好，但是如果是污水量較小的情況下，隔油器的安裝則是更加便捷，更加方便的。

       隔油器適用于賓館、飯店、食堂等廚房和食品加工場(chǎng)油污及其他含油廢水的處理。包含地上式隔油器、地上式帶濾芯隔油器、地上式自動(dòng)刮油隔油器、地上式自動(dòng)刮油帶氣浮隔油器、懸掛式隔油器、懸掛式自動(dòng)刮油帶濾芯隔油器、集中式隔油器等，其技術(shù)參數(shù)要求如下:

       ⑴廢水流量按設(shè)計(jì)秒流量計(jì)；

       ⑵流速≤0.005m/s；

       ⑶停留時(shí)間為2 ~10min；

       ⑷存油部分容積不小于隔油器有效容積的25%。

        日常使用時(shí)，必須按實(shí)際情況定時(shí)清理隔油器內(nèi)的雜物及油脂。間隔時(shí)間應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況綜合確定或按以下規(guī)定執(zhí)行：雜物~24h，油脂~24h，徹底清理~1周[3]。

        自從隔油池設(shè)備化，升級(jí)為隔油器之后，維護(hù)管理、周邊污染、室外占地等問(wèn)題得到了有效的改進(jìn)、改善與避免，獲得了較大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。隔油器在實(shí)際使用過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，如：餐飲廢水中垃圾在固液分離區(qū)內(nèi)堆積阻塞及垃圾含水率高、油水分離區(qū)浮油易凝結(jié)及設(shè)備維修維護(hù)不便的問(wèn)題等。為了更進(jìn)一步提高隔油器的技術(shù)水平，更方便的運(yùn)行管理和維護(hù)、維修，2014年住建部還特對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)《餐飲廢水隔油器》CJ/T 295-2008進(jìn)行了修訂。同時(shí)，國(guó)外的油水分離器也開(kāi)始在國(guó)內(nèi)高檔餐飲場(chǎng)所應(yīng)用，此時(shí)的技術(shù)原理普遍采用重力密度差物理方法，將餐飲廢水中的油脂與廢水分離，避免油脂堵塞排污管道。

        隨著城市發(fā)展，商業(yè)綜合體建筑群拔地而起，而隨之配套的餐飲服務(wù)業(yè)占有重要的位置，面對(duì)其產(chǎn)生的餐飲廢水，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)師針對(duì)國(guó)情嘗試了許多有效的方法，同時(shí)也存在室外隔油池占地、地上安裝隔油器無(wú)空間、地下室設(shè)置隔油池和潛污泵提升弊病多等問(wèn)題，解決地下餐飲廢水或?qū)⒌厣喜惋嬕氲降叵率以O(shè)備間排放的隔油提升一體化設(shè)備得到廣泛應(yīng)用。2013年住建部還頒布實(shí)施了《隔油提升一體化設(shè)備》CJ/T 410-2012行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了中國(guó)地下餐飲廢水處理專用設(shè)備行業(yè)的一個(gè)空白，對(duì)于地下空間應(yīng)用和地下餐飲廢水的處理提供了必要的技術(shù)和設(shè)備保障，為日益快速發(fā)展的新城鎮(zhèn)化建設(shè)提供了積極的推動(dòng)作用，同時(shí)將為行業(yè)健康、有序地發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。此類設(shè)備運(yùn)行兩年多時(shí)間，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)餐飲廢水的復(fù)雜性、廚房排水的不確定性、設(shè)備維護(hù)清理不及時(shí)、手動(dòng)操作的局限性等問(wèn)題存在，一種能自動(dòng)將餐飲廢水中的大顆粒雜物、油脂、殘?jiān)c廢水分離收集的設(shè)備開(kāi)始設(shè)計(jì)并廣泛應(yīng)用。各類全自動(dòng)隔油提升設(shè)備廣泛推向市場(chǎng)，廢水中的雜物首先被自動(dòng)攔截歸集至垃圾桶，浮油、浮渣被自動(dòng)隔離歸集至集油桶，殘?jiān)练e定期排放，預(yù)處理后廢水中動(dòng)植物油脂含量低于100 mg/L，通過(guò)水泵壓力提升排放至地上污水檢查井流入市政污水管網(wǎng)。有效地解決了餐飲廢水堵塞污水管道、管理維護(hù)復(fù)雜、雜物不清理堵塞導(dǎo)致設(shè)備溢水、油脂凝結(jié)難以排出、殘?jiān)逊e堵塞內(nèi)部水流管道等問(wèn)題，目前此類設(shè)備成為市場(chǎng)的主流設(shè)計(jì)。

    與此同時(shí)，一些關(guān)于餐飲廢水油脂降解技術(shù)的工藝原理方法，如負(fù)離子、臭氧、活性離子、超聲波等得到了大量的試驗(yàn)研究，進(jìn)而為高活性離子技術(shù)在各種油污廢水處理中的廣泛應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。利用負(fù)離子通入水中產(chǎn)生的高活性物質(zhì)，對(duì)餐廚油污廢水進(jìn)行處理，研究結(jié)果表明，處理8 h后的餐廚油污廢水pH值達(dá)到6.0左右，CODcr的去除率達(dá)到了40％，氨氮、總氮、總磷的質(zhì)量濃度分別為18.78、19.98、3.26mg/L，達(dá)到了GB 8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。負(fù)離子于水中所形成的高活性物質(zhì)能夠使油污廢水中的大分子有機(jī)物得到有效降解[4]。

    本文在編寫(xiě)前全面分析和研究了國(guó)內(nèi)外油水分離設(shè)備的現(xiàn)狀，并與有關(guān)研究機(jī)構(gòu)和專家學(xué)者進(jìn)行了廣泛的技術(shù)交流，最終對(duì)現(xiàn)階段設(shè)備使用狀況與未來(lái)研究方向進(jìn)行探討，有效解決地下餐飲廢水油水分離與提升排放的難題。

2 油水分離設(shè)備使用中存在的問(wèn)題

     油水分離設(shè)備若使用不當(dāng)或存有故障，極易影響周邊環(huán)境，引發(fā)排水故障，國(guó)內(nèi)調(diào)查發(fā)現(xiàn)普遍存在以下問(wèn)題：

     ⑴ 由于油脂與洗滌液化合并與廢水中的雜物粘結(jié)，漂浮油的的狀態(tài)一般為較為粘稠的泡沫狀，停留一定時(shí)間后會(huì)皂化變質(zhì)，導(dǎo)致排油、清理都較為困難。

     ⑵ 含油污水中的其它形態(tài)油脂，與其中的雜物粘結(jié)后，形成油塊沉積到箱體底部，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)通流部分堵塞、冒水。（此現(xiàn)象會(huì)被誤認(rèn)為是前端雜物濾網(wǎng)及后端排水管堵塞）。

     ⑶ 餐飲廢水中有機(jī)物及油脂含量較高，由于排水時(shí)間集中而非工作時(shí)間箱體內(nèi)污水停留時(shí)間較長(zhǎng)，極容易變質(zhì)，滋生細(xì)菌并產(chǎn)生惡臭。

     ⑷ 由于使用地點(diǎn)分散、每天產(chǎn)生的油脂量相對(duì)較少、統(tǒng)一收集的成本及難度較大，分離出的油脂容易成為“地溝油”。

     ⑸ 如不經(jīng)過(guò)另外的污水處理設(shè)備，無(wú)法達(dá)到排水標(biāo)準(zhǔn)。

     ⑹ 脂肪酸異味重，污染環(huán)境，影響居民健康，影響商業(yè)氛圍。

     ⑺ 手動(dòng)清理不及時(shí)，設(shè)備管理維護(hù)差，很難保證設(shè)備在設(shè)計(jì)要求的條件下正常運(yùn)行，導(dǎo)致溢水、堵塞等狀況出現(xiàn)。

     ⑻ 排泥功能不夠強(qiáng)，易造成污泥沉積難以排除。

     ⑼ 密度差物理分離的原理，只能對(duì)上部浮油有效果，對(duì)于廢水中的乳化油和溶解油很難去除，提升箱側(cè)壁、浮球會(huì)粘附油脂，影響出水水質(zhì)，提高故障率，影響浮球與水泵的運(yùn)行，安全隱患大。

     ⑽ 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，自動(dòng)化部件間工藝聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)上與提升泵關(guān)聯(lián)不合理，提升泵自動(dòng)啟停受液位浮球關(guān)聯(lián)較大，若浮球故障，則會(huì)出現(xiàn)設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

     ⑾ 餐飲廢水的油水分離技術(shù)雖然種類較多，但各種技術(shù)都有其局限性。目前物理和化學(xué)分離技術(shù)比較成熟且應(yīng)用廣泛；物理化學(xué)和生物化學(xué)分離技術(shù)雖然面臨較多的技術(shù)難點(diǎn)，但仍具有很大的發(fā)展前景。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)餐飲廢水中油分子的存在形式改進(jìn)分離技術(shù)，在物理和化學(xué)分離技術(shù)的基礎(chǔ)上采用多級(jí)處理工藝，以達(dá)到滿意的油水分離效果[5]。

3 油水分離設(shè)備未來(lái)研究方向探討

    餐飲廢水雜物對(duì)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的影響，細(xì)渣、飯粒等小顆粒雜物的處置，細(xì)渣污泥長(zhǎng)期沉積對(duì)餐飲油水分離效果的影響，自動(dòng)化部件工藝聯(lián)控，以及整體裝配的貼合程度等問(wèn)題，必然導(dǎo)致部分功能運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)一些問(wèn)題，現(xiàn)就國(guó)內(nèi)油水分離設(shè)備未來(lái)研究考慮的因素做如下探討：

3.1雜物分離與去除系統(tǒng)

     油污廢水中除含有以浮油、乳化油、以及溶解性油等形式存在的油脂類物質(zhì)外，還含有大量的懸浮物質(zhì)，易堵塞排水管網(wǎng)[6]。餐飲廢水排水性質(zhì)導(dǎo)致排水量不確定，水質(zhì)成分復(fù)雜，油脂、雜物含量多，前端設(shè)置的格柵會(huì)因這些因素影響而導(dǎo)致雜物分離效果不佳，安全隱患大等問(wèn)題；設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，雜物自動(dòng)分離歸集模塊如果底部網(wǎng)孔被堵塞，那么會(huì)出現(xiàn)部分廢水隨絞龍部件進(jìn)入垃圾桶，導(dǎo)致垃圾桶滿溢的問(wèn)題；設(shè)計(jì)中為降低堵塞故障率，增設(shè)毛刷類特殊材料，與絞龍連接運(yùn)轉(zhuǎn)，清掃格柵四周網(wǎng)孔，若內(nèi)部絞龍與格柵筒體網(wǎng)孔間隙設(shè)計(jì)不合理，則會(huì)出現(xiàn)間隙過(guò)大，雜物漏出且清掃不到網(wǎng)孔極易造成堵塞；間隙過(guò)小，運(yùn)轉(zhuǎn)噪音大，損壞毛刷等問(wèn)題。因此，雜物分離與去除系統(tǒng)須考慮以下內(nèi)容：

    1. 雜物顆粒大小與截留孔徑的貼合設(shè)計(jì)；

    2. 雜物堵塞截留孔的解決思路；

    3. 雜物類別對(duì)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的影響；

    4. 間隙補(bǔ)償關(guān)鍵技術(shù)的建立；

    5. 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)與進(jìn)水聯(lián)控關(guān)系的建立。

3.2 油水分離與去除系統(tǒng)

     油水分離與去除系統(tǒng)做為油水分離設(shè)備的核心功能區(qū)域，其設(shè)計(jì)考慮的內(nèi)容對(duì)油水分離的效果影響較大，總結(jié)起來(lái)主要有：

    1. 油水自動(dòng)分離工藝原理的建立；

    2. 影響餐飲廢水與動(dòng)植物油脂分離效果的因素；

    3. 水力停留時(shí)間設(shè)定與流體形態(tài)控制；

    4. 排油方式的選擇原則，油脂收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)構(gòu)建；

    5. 油脂在廢水中的各形態(tài)分析，廢水中乳化油去除原理方法的建立；

    6. 油脂降解技術(shù)（如臭氧、負(fù)離子、活性離子等）的試驗(yàn)性研究；

    7. 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)與進(jìn)水聯(lián)控關(guān)系的建立。

3.3污泥排出與處置系統(tǒng)

    油水分離設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，箱底部會(huì)沉積大量細(xì)渣，如：飯粒、碎骨頭、魚(yú)刺及腐化物質(zhì)等，不排出則會(huì)減少箱體有效容積，影響水力停留時(shí)間，嚴(yán)重的會(huì)造成出水流通管道堵塞。采用人工定期排放，涉及人為因素，實(shí)際達(dá)不到及時(shí)清理的效果，所以應(yīng)采用自動(dòng)化排出。因油水分離設(shè)備多數(shù)安裝在地下負(fù)層，采用人工定期排出收集，含水率大，不脫水搬運(yùn)勞動(dòng)強(qiáng)度大、運(yùn)輸成本高，本文依據(jù)油水分離設(shè)備運(yùn)行的現(xiàn)狀，提出以下研究思路，以最終實(shí)現(xiàn)細(xì)渣污泥減量化、再利用、資源化的設(shè)計(jì)運(yùn)行要求。

    1. 細(xì)渣、飯粒等小顆粒雜物形態(tài)分析與處置設(shè)計(jì)；

    2. 評(píng)價(jià)污泥長(zhǎng)期沉積對(duì)餐飲油水分離效果的影響；

    3. 污泥的存在形式與水體流態(tài)混合后的分析判斷；

    4. 排泥方式的選擇原則，污泥排出點(diǎn)的選擇，收集與轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)構(gòu)建；

    5. 污泥減量化處置技術(shù)的試驗(yàn)性研究；

    6. 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)與進(jìn)水聯(lián)控關(guān)系的建立。

3.4智慧型控制系統(tǒng)

    隨著以人工操作為主的油水分離設(shè)備逐漸淡出市場(chǎng)，以全自動(dòng)運(yùn)行、人工維護(hù)管理為輔的自動(dòng)化設(shè)備被廣泛應(yīng)用，其元器件控制方式也將升級(jí)為智能化控制，包含各種保護(hù)、故障提醒、人性化識(shí)別操作、可監(jiān)可視等，融入互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，未來(lái)智能化控制方式也將升級(jí)為智慧型控制，本文提出以下內(nèi)容供探討：

    1. 自動(dòng)化部件工藝聯(lián)控；

    2. 運(yùn)轉(zhuǎn)可監(jiān)控、操作可遠(yuǎn)程、維護(hù)可觀測(cè)；

    3. 探測(cè)油層界面、介質(zhì)分層、水流、液位傳感元件等與整機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)合；

    4. 人機(jī)對(duì)話識(shí)別與操作，智慧型控制概念的提出與實(shí)現(xiàn)；

    5. 互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)設(shè)備進(jìn)行深度融合，創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)；

    6. 互聯(lián)網(wǎng)+智慧：云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能，融入“中國(guó)制造2025”。

    以上分析探討的部分內(nèi)容在現(xiàn)階段全自動(dòng)油水分離設(shè)備上已有考慮和設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)了本文在設(shè)計(jì)前期對(duì)各類問(wèn)題的搜集、分析、攻關(guān)解決等成熟程度，力求油水分離設(shè)備能在實(shí)際應(yīng)用中更加安全、可靠、先進(jìn)。

4 結(jié)論

    現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)針對(duì)餐飲廢水預(yù)處理排放問(wèn)題，基本實(shí)現(xiàn)設(shè)備化，由先前的取代隔油池功能，不斷發(fā)展成為具有人性化、自動(dòng)化、智能化的油水分離設(shè)備，設(shè)備本身也在升級(jí)換代。油水分離設(shè)備使用場(chǎng)合存在特殊性、復(fù)雜性、不確定性等因素影響，其設(shè)計(jì)與應(yīng)用需要大量實(shí)例驗(yàn)證，此類設(shè)備做為建筑給排水領(lǐng)域的關(guān)鍵處理設(shè)備，必須符合技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、功能宜人、節(jié)能環(huán)保等中國(guó)建筑給水排水設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新要點(diǎn)。