随着建筑业的不断发展,大型的商业、餐饮等综合类建筑越来越多,大多数现代办公建筑内设有职工餐厅,厨房含油污水处理排放成为以上建筑排水设计中非常重要的一环,设计不当会使建筑内产生大量污染物,这与建筑设计提倡的安全、卫生的基本要求大相径庭。

　　 《建筑给水排水设计规范》(GB 50015-2003,2009年版,以下简称“建水规”)4.8.1条:职工餐厅和营业餐厅的含油污水,应经除油装置处理后方许排入污水管道。本文主要对工程中常用的几种隔油设备和各自适用条件、设备选型计算、隔油机房的设计进行探讨。

　　 传统隔油池工作原理:当水流经过隔油池时,利用油和水的密度差进行油水分离,其构造见图1^[1] 。

　　 《小型排水构筑物》(04S519)中的钢筋混凝土和砖砌隔油池,以及室内使用较多的不锈钢材质隔油池都属于此种。其结构简单,油污和残渣需人工定期清除,可直接设于室外或者厨房地面,但是如果油渣等清理不及时,会产生异味和污物污染室内外环境。

　　 传统的隔油池直接设于厨房室外地面,可方便油渣的去除,但是如果不能及时清除油渣则会对建筑周围环境造成污染,并且在冬天很容易因油脂冷凝而影响隔油效果,因此传统隔油池仅在食堂靠外墙布置于一层,室外有比较隐蔽的地方放置隔油池,并且对周围环境要求不是特别高的建筑方可使用。

　　 小型地上式隔油器外形尺寸较小,适用于安装在备餐间洗涤盆等器具的含油污水排水管上。其箱体和盖板多用不锈钢板焊制,网框为不锈钢丝编织,可手动提起清除大的残渣废物。此种隔油器有利于及时清除渣物和油脂,一般管理人员需要每天清除一次渣物和油脂,一星期彻底清理一次,适用于作为渣物较多的洗菜盆、洗碗盆等处污水的预处理设备,其安装情况见图2^[2]2]。

　　 采用普通密度差分离方法只能去除一部分形态的油脂,含油污水中的乳化油、悬浮油等仍会进入管道,引起堵塞、产生异味,这些油脂与污水中的有机物结合,形成较为粘稠的泡沫状漂浮油,如果不及时清理,时间过长会变成硬化油块而难以清理。油脂分解除臭型油水分离器在传统隔油器的基础上采用离子微泡曝气油脂分解技术,利用离子能量对油脂进行分解,油脂去除率达99%,只有少量残渣需要清理,管理起来方便,室内不留异味。其构造见图3。

　　 油脂分解除臭型油水分离器油脂去除率高,渣物需人工每天定时清除,设备维护管理工作量相对较大,但是设备运行稳定,只要保证每天的人工清除工作不间断就能保证良好的室内环境。

　　 该设备最早出现于欧美国家,是现在国际上使用较多的一种隔油设备,比较有代表性的产品是德国某品牌油脂分离器,该设备包括油脂收集桶和废渣收集桶在内为全封闭结构,基本上不会散发异味,室内环境优良。其前端设有过滤器过滤大块物体,固液分离舱配有细格栅及螺旋输送器,由传感器进行自动控制,并带有过载保护及报警信号,油脂分离区配有加热保温系统,确保油脂层的流动性。

　　 国内该类产品针对中国饮食讲究煎炒烹炸的多油特点,设备的除渣、隔油过水断面均有所加大。以处理能力为Q=15L/s的隔油器为例,德国产品外形尺寸为L×B×H=3 600 mm×1 980 mm×1 895mm,国内产品有圆形和方形两种,方形尺寸L×B×H=4 000mm×2 100mm×2 400mm,其构造见图4^[1] 。

　　 相对前面的几种隔油设备来说,成套油脂分离器渣物、油脂实行全封闭、全自动隔离清除,渣桶和油桶容量大,渣物清除时间可视情况而定,配有专用推车。但是如果前端杂物处理不彻底,也会因其前端的隔除油渣处空间相对狭小,而造成此处堵塞影响设备运行。笔者认为将小型地上式隔油器作为污水前端的预处理设备和成套油脂分离器配合使用,能使成套油脂分离器克服构造中的不足,真正发挥其优点,给室内带来良好的卫生环境。

　　 初步选定隔油装置类型以后,需计算确定隔油设备的设计容量,计算方法有如下几种。

　　 式中Q_h1、Q_h2———小时处理水量,m³/h;

　　 N———用餐人数,人;

　　 q₀———最高日生活用水定额,L/(人·餐),按“建水规”表3.1.10取值;

　　 S———餐厅的使用面积(不含厨房操作间面积),m²;

　　 S_S———餐厅每个座位最小使用面积,m²,按《饮食建筑设计规范》(JGJ 64-89)表3.1.2取值;

　　 K_h———小时变化系数,取1.5~1.2;

　　 K_s———秒时变化系数,取1.5~1.0;

　　 γ———用水量南北地区差异系数,取1.0~1.2;

　　 t———用餐历时,h,取4h。

　　 公式中各参数按“建水规”取值。

　　 下面通过某办公楼职工食堂有关计算数据,说明在实际工程中如何正确选用计算公式。该食堂远期设计用餐人数1 500人,食堂餐厅面积1 200m²,餐桌实际座位数424座。

　　 (1)该食堂用餐人数已知,设计初期按用餐人数计算排水量:Q_h1=1 500×25×1.3×1.2×1.1/(1 000×4)=16.08(m³/h)=4.94L/s。对于职工餐厅和学生食堂等,容易收集得到远期用餐人数,采用第一种计算方法较为直接,但是准确性有待验证。笔者认为隔油器(特别是新型的隔油器)对污水并不具备调节功能,因此应按设计秒流量计算设备容量较为合理。根据后期厨房厂家深化图纸,厨房各种洗涤盆15个,灶台水嘴共10个,按秒流量计算水量q_p=0.67×15×0.7+0.1×10×0.3=7.34(L/s)=26.4m³/h。若按用餐人数计算,只需选用DFHL-CY-GYQ-20-F型成套油脂分离器1台,处理水量为Q=18.0m³/h。很显然,所选设备处理水量小于秒流量计算值。最后通过设计变更方式改用1台DFHL-CY-GYQ-30-F型(Q=30m³/h)成套油脂分离器。

　　 (2)对外营业的商业性餐饮,很难得到就餐人数数据,可以考虑采用第二种计算方法。在这种计算方法中,每座位使用面积最大值为1.3 m^2[4] ,此数据仅考虑餐厅桌椅的占地面积,并不含餐厅走道、休息厅、餐厅前台的占地面积,因此,直接用S/S_S计算得到的同时就餐人数偏大(S中实际含有过道等面积)。通过比对多个工程餐厅设计的情况发现,若计算人数为R₁=S/S_S,而按餐厅桌椅实际能容纳的就餐人数(可根据建筑专业提供的桌椅布置平面统计)为R₂,R₁/R₂基本在1.7~2.2,按上述工程参数计算:1 200/1.3=923(座),R₁/R₂=923/424=2.17,计算数据与以上分析结果一致,计算人数基本上等于实际使用人数的2倍,刚好与用餐时间内所有餐桌全部重复使用一次相吻合,这也与大多数营业性餐厅的实际使用情况一致。因此,针对营业性餐厅,厨房污水设备的容量按第2种方法计算可行。

　　 (3)在设计初期不管是按用餐人数或是按餐厅面积公式计算,计算值应适当留有余量。在厨房厂家确定、厨房布置深化图纸出来后,应根据器具秒流量对施工图初期确定的隔油设备容量进行校核,计算值与初期确定的设备容量有较大出入时,应通过设计变更加大设备容量。

　　 选用油脂分解除臭型油水分离器或成套油脂分离器,需要在厨房以下楼层设置专用隔油机房。

　　 从厨房排水沟至隔油设备的污水含有大量油污和渣屑,此段管道容易堵塞,因此隔油机房的平面位置要尽量靠近厨房。厨房下水立管和隔油机房的水平距离越短越好,建议不超过20~25m。

　　 隔油器会产生大量油渣等垃圾,因此隔油机房应靠近平时人员通行较少的疏散楼梯或服务电梯^[5] ,同时在建筑平面布置上应使隔油机房形成一个相对密闭的空间以防异味污染其他区域。

　　 考虑未处理前的污水中含大量油污,容易附着于管壁造成管网排水能力下降,建议将隔油机房直接布置于厨房的下层而不要远离厨房,并有独立出口直通楼梯间,方便清除油渣垃圾。现代建筑内厨房都由专业公司承包经营,将隔油机房设于厨房以下楼层的布置方式使渣物远离厨房,厨房环境较好,但是如果隔油机房油渣清理责任分工不能明确的话,在厨房公司和大楼物业管理部门之间很容易形成相互推诿的局面,使得渣物不能及时清除,隔油机房成为整栋大楼的污染源。

　　 此种布置方式中,只能在厨房内通过楼梯下到下层隔油机房,有利于厨房操作人员及时清除饭菜等残渣,不会产生上述的管理盲区而污染环境。但是考虑隔油机房并没有完全独立于厨房以外,为了不影响厨房的卫生环境,隔油机房最好能远离厨房烹饪操作间、售卖间,并且楼梯应尽量靠近上层厨房出口,厨房的该出口最好能直通楼梯间或室外,使清渣路线最短。隔油机房和厨房上下布置且共用出口的空间关系见图5。

　　 应根据“建水规”4.8.2A条要求,将隔油机房的通风要求提给暖通专业,由暖通专业完成隔油机房通风设计。同时还应将隔油器透气管独立引至附近屋面透气,在隔油机房地面设计冲洗水管和排水地漏,满足隔油机房冲洗和检修排水使用。

　　 总之,在隔油机房的设计过程中大量工作需要多专业配合,隔油机房的设计应在初步设计阶段由给排水专业和建筑专业配合选择合适的位置,以便在使用中最大限度减少堵塞,方便厨房垃圾清除而尽量减少对周围使用环境造成的影响。

　　 为方便清除厨房污水中的菜屑等渣物,厨房污水宜采用地面排水沟收集,其断面尺寸不宜小于B×H=300mm×300mm。初期设计时由建筑专业确定厨房平面布置并结合此平面布置排水沟,给排水专业依此进行排水管网设计,后期专业厂家根据需要并参考给排水图纸对厨房进行二次深化设计。为了水流通畅并方便清渣,最好让残渣产生量最大的洗菜间、洗碗间的位置尽量靠近排水沟预留地漏,这个工作需要给排水专业和厨房深化设计人员配合完成。

　　 按“建水规”4.3.17、4.5.10条要求,厨房排水宜设置格栅或带网框地漏。网框式地漏网框滤网孔径或孔宽为4~6mm,过水孔隙总面积≥2.5倍排出口断面。地漏的数量应根据地漏口径和相应排水能力计算确定并应适当放大。如果多方面因素造成地漏数量不能满足要求时,建议用除渣箱代替网框式地漏,除渣箱的长度可以根据计算值确定,滤网孔径等可参照网框式地漏设计。网框式地漏和除渣箱构造见图6^[2]。

　　 排除厨房含油污水的横管、立管管径应该按“建水规”表4.4.9、表4.4.10、表4.4.11计算,考虑厨房污水中的油污会随着水温降低附着于管壁而使有效过流断面减少,所选用管径比计算结果大一号为宜,并且不宜小于DN150mm。

　　 厨房含油污水处理、排放设计,首先是根据厨房在建筑平面中的相对位置确定隔油设备的型式,考虑环境卫生的要求,应尽量使用油脂分解除臭型油水分离器或成套油脂分离器。然后是确定隔油机房的位置,这是决定整个设计成功与否的最重要环节,需要多个专业的精心配合才能使隔油机房的设计做到既能方便渣物清除、避免环境污染,又能使排水管网经得起长久的考验,减少后期清通工作。