[发明专利]一种电磁脉冲辅助脉冲电絮凝处理餐饮废水的装置及方法

说明书

[技术领域]

本发明属于餐厨垃圾处理技术领域，特别涉及一种餐厨垃圾的固液分离装置及方法。

[技术背景]

随着我国城市和城市化进程的快速发展，人民生活水平的逐渐提高，我国的餐饮业等第三产业的发展异常迅速，宾馆、酒店、食堂、饭馆的规模日益扩大，数量也逐年增加。直接导致了餐饮废水的排放量剧增。据不完全统计，我国每年餐饮行业排放的未经处理的废水达上亿吨，约占城市生活污水排放量的3％，但是生活污水BOD₅和COD_cr含量的30％均由餐饮行业提供，是城市周围水体受污染的主要原因之一，餐饮废水的成分较为复杂，有机物含量很高，而这些有机物如果不经过处理直接排放到江河湖海，极易造成水体的富营养化，使水质变差，有机物在细菌的分解作用下散发出的恶臭味严重影响环境，同时容易造成疾病的迅速传播，给人们的身心健康带来重大的影响。随着我国城市管理水平的提高以及废水排放标准的日益严格，餐饮废水的超标排放越来越受到重视和关注，因此研究开发治理餐饮废水的新方法新工艺具有非常重要的现实意义。

餐饮废水的成分较为复杂，主要包括食物纤维，淀粉，动植物油脂，各种佐料，蛋白质，合成洗涤剂，微生物等，这些物质通常以胶体状态存在，少部分以悬浮物形式存在，且胶体呈负电性，容易通过压缩双电层降低电位和离子碰撞消除稳态而使悬浮物凝聚沉淀。因此可采用混凝法处理餐饮废水，但是混凝法虽然具有成本低廉，效率高的优点，但是它也具有处理效果不稳定，出水容易造成二次化学污染，不适合分散式餐饮废水处理的缺点；生物法是当前污水处理领域中应用最为广泛的方法，其处理餐饮废水具有处理效率，抗冲击负荷能力强等优点，由于餐饮废水中的BOD₅和COD_cr含量大，具有可生化性好的特点，在先除去油脂，不影响后续生化反应的前提下，可利用生物法处理餐饮废水；膜生物处理法将生物法的高效降解作用和膜的高效分离作用结合而形成的一种废水处理方法，具有悬浮物和有机物去除率高，出水水质好等优点。但是因兼有生物法难以适应餐饮废水量少源多，水质变化大的特点和膜分离法膜组件价格太高，膜的清洗-恢复等技术问题有待解决等缺点，不易大规模应用于分散式餐饮废水的处理；电絮凝法处理餐饮废水的酸度范围较宽，同时具有设备简单，操作方便，不需要投加化学药剂，便于集成化等优点，是一种对环境友好的水处理技术，但是目前电絮凝方法存在的主要问题为耗电量大，运行成本偏高。

电絮凝法处理餐饮废水是一种靠电流的电子传递作用使电极发生氧化还原反应而产生具有去污活性离子的方法，其产生的阳离子具有破坏废水中悬浮粒子的的带电特性，能使悬浮物聚集而沉淀，将污染物从废水中除去。通常用于水处理的电极材料为铁和铝或铁铝的混合物，阳极在电流的作用下失电子而发生溶解作用生成Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等阳离子，同时在阳极析出少量的O₂微气泡，在阴极上析出H₂微气泡，电絮凝的作用机理包括电解、脱稳、凝聚、气浮等过程，电解作用是指电阳极溶解产生阳离子的过程：电极在电流的作用下发生电解氧化还原反应，Fe或Al电极在阳极失电子产生Fe²⁺或Al³⁺。其中Fe²⁺在氧气的作用下迅速转变为Fe³⁺。水中的OH^-失电子生成O₂形成气泡逸出。在阴极，水分子解离形成的H⁺得电子生成H₂气泡逸出。脱稳作用是指阳极溶解产生的Fe³⁺、Al³⁺等离子与OH^-作用形成Fe(OH)₃和Al(OH)₃胶体物质与废水中的悬浮粒子发生电荷相互作用，使悬浮粒子脱除稳态而发生凝聚反应形成沉淀，然后在电解产生的O₂和H₂微气泡作用下吸附并浮载至水面，达到固液分离的效果。对于餐饮废水来说，因其含有大量的有机物如油脂，高分子蛋白质，多糖等粘性物质，当进行电絮凝反应的时候，部分有机物会粘附到电极表面覆盖电极，加上电解本身产生的氢氧化物絮凝剂也容易沉积于电极表面，从而使电极加速钝化，使电解所需的电能越来越大，耗电量大增，严重影响电絮凝反应的用电成本。因此去除电极粘附物和减少电极钝化的诱因将可大大节省电絮凝过程所消耗的电能，将电絮凝的潜能充分发挥出来，最终降低电絮凝的成本，使其具有较好的环保效益。