混凝氣浮/UASB/接觸氧化/混凝沉淀處理油脂廢水
摘要: 江西某油脂有限公司的生產(chǎn)廢水和沖洗廢水采用混凝氣浮/UASB /生物接觸氧化/混凝沉淀組合工藝處理。采用隔油+ 混凝氣浮進行預(yù)處理，油脂去除率高且穩(wěn)定; 以UASB 和生物接觸氧化為主體工藝，污泥濃度高，處理效果好。穩(wěn)定運行后，出水COD 為89 mg /L，BOD5為19mg /L，SS 為69 mg /L，動植物油為10 mg /L，均達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB 8978—1996) 的一級標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞: 油脂廢水; 混凝氣浮; UASB; 生物接觸氧化
油脂生產(chǎn)廢水含有高濃度的油脂，具有有機物濃度高、可生化性好、水質(zhì)水量波動大等特點，但因其精煉工藝不同，產(chǎn)生的污染負(fù)荷也不同。根據(jù)精煉原理可將其分為物理精煉法和化學(xué)精煉法。物理精煉利用同溫條件下的蒸氣壓進行分離，工藝簡單，產(chǎn)生的污染負(fù)荷較輕; 化學(xué)精煉廢水污染嚴(yán)重，但其副產(chǎn)品有較高經(jīng)濟效益。在油脂廢水處理工程中，采用物化—生物組合工藝通常能夠達到比較理想的處理效果［1］。
1、廢水水質(zhì)
江西某油脂有限公司以山茶、稻米為原料，采用低溫冷榨和物理精煉技術(shù)生產(chǎn)山茶油、稻米油及其相關(guān)副產(chǎn)品，產(chǎn)生的污染負(fù)荷較輕。主要廢水來源為生產(chǎn)廢水和沖洗廢水，排放規(guī)模約為300 m3 /d。廢水水質(zhì)、水量瞬時變化較大，溫差較大，SS 濃度高，動植物油濃度較高。根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求，企業(yè)出水水質(zhì)需達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB 8978—1996) 的一級標(biāo)準(zhǔn)。廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。
2、 廢水處理工藝選擇
2. 1 油脂廢水處理現(xiàn)狀
油脂廢水處理技術(shù)相對成熟，主體工藝一般由隔油+ 氣浮+ 生物處理組成，隔油池主要去除浮油，而乳化油需通過破乳、氣浮去除。對于廢水中主要的有機物，常采用生物法去除。喬大磊等［2］采用EGSB － SBBＲ 厭氧好氧生物組合工藝處理植物油脂廢水，對COD、BOD5和SS 的去除率分別達到95． 0%、95． 3%、88． 9%; 劉富安等［3］采用UASB － MSBＲ 厭氧好氧生物組合工藝處理油脂廢水，對COD、SS 的去除率分別達到98． 0%、99%; 郭勇等［4］ 采用氣。 反相破乳－ IC 塔處理高濃度油脂廢水，出水水質(zhì)達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB 8978—1996) 的三級標(biāo)準(zhǔn)。在油脂廢水處理過程中，雖主體工藝類似，但實際工藝的確定需考慮廢水的水質(zhì)特征、出水水質(zhì)要求，以及工藝組合的可靠性和經(jīng)濟性［5］。
2. 2 廢水處理工藝
廢水有機物濃度高，SS 高，含有大量的脂肪酸、甘油、表面活性劑等難降解有機物，且含有油脂，因此需進行預(yù)處理去除大量的SS 和油脂，再采用生化處理( 見圖1) 。設(shè)計最大處理水量為15 m3 /h。
因廢水排放不連續(xù)，故設(shè)置調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)水量和溫度，同時調(diào)整pH 值; 之后廢水自流進入沉砂隔油池去除大部分浮油，以及密度較大的懸浮顆粒; 出水自流到混凝氣浮池，加入混凝劑去除大量懸浮物質(zhì)和乳化油，并且降低色度; 經(jīng)混凝氣浮處理后的廢水進入中間水池，通過提升泵提升進入UASB 厭氧池，難降解有機物通過水解酸化轉(zhuǎn)化成簡單物質(zhì)，并提高廢水的可生化性; 厭氧處理后的廢水自流到生物接觸氧化池，進一步完成有機物的去除; 生物接觸氧化池出水進入混凝沉淀池，通過投加PAC、PAM 混凝沉淀去除廢水中的懸浮物質(zhì)，同時加快污泥的沉降，從而使出水水質(zhì)達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB 8978—1996) 一級標(biāo)準(zhǔn)。
污泥以及浮渣排入污泥濃縮池，經(jīng)濃縮處理后，外運妥善處置，上清液回流到調(diào)節(jié)池，隔油池產(chǎn)生的油渣進行回收利用。
3、主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)
① 收集水池
1 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有效容積為60 m3，停留時間為4 h。
② 沉砂隔油池
隔油池1 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有效容積為30m3，停留時間為2 h。沉砂隔油池主要去除浮油和部分密度較大的懸浮物［6 － 7］。因產(chǎn)生的油渣含油量較高，可回收利用。
③ 混凝氣浮池
廢水中部分油脂以乳化油狀態(tài)存在，且大量懸浮物不能通過自由沉淀作用沉降，因此在氣浮池中設(shè)置加藥系統(tǒng)( 與混凝沉淀池共用) 加入混凝劑PAC 和助凝劑PAM，去除廢水中乳化油和大量的懸浮物［8 － 9］，以便后續(xù)生物處理正常運行。
采用方形氣浮池，2 座，碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸為: 2 500 mm × 2 000 mm × 4 000 mm。采用回流加壓溶氣氣浮法，回流比為30%。設(shè)1 臺加壓容器水泵、4 臺溶氣釋放器、2 臺配套刮渣機。
④ 中間水池
1 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有效容積為15 m3。氣浮池出水自流到中間水池，進行部分好氧生物反應(yīng)，同時降低廢水中的溶解氧，利于后續(xù)厭氧生物處理的進行。設(shè)提升泵2 臺( 1 備1 用) ，同時利用液位控制儀控制中間水池水位。
⑤ UASB 厭氧反應(yīng)器
1 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，直徑為5 m，高度8 m，有效容積為130 m3，平均停留時間為8 h。除油后的廢水先進到UASB 去除大量的有機物，通過水解酸化作用將難降解的有機物轉(zhuǎn)化成簡單有機物，提高廢水可生化性［10］，有利于后續(xù)好氧生物處理。UASB 反應(yīng)器設(shè)排泥管線，且內(nèi)設(shè)的三相分離器和出水管均設(shè)防腐措施。
⑥ 生物接觸氧化池
1 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，有效容積為150 m3，停留時間為10 h，有效水深為3 m; 池內(nèi)安裝150 mm組合彈性填料，采用穿孔管曝氣，反應(yīng)時間快，停留時間短［11 － 12］。
⑦ 混凝沉淀池
在混凝沉淀池中添加PAC 和PAM( 與混凝氣浮池共用一套加藥設(shè)備) ，進一步去除廢水中的懸浮固體及膠體［13］，而且能夠加快生物接觸氧化池出水的泥水分離，從而優(yōu)化出水水質(zhì)［14］；炷赝Ａ魰r間為1 h，沉淀停留時間為2 h，有效容積45 m3，混凝池和沉淀池合建，尺寸為3 000 mm ×3 000 mm ×5 500 mm，1 座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
4、工藝調(diào)試及運行
4. 1 調(diào)試過程
工藝調(diào)試主要是對UASB 厭氧反應(yīng)器和生物接觸氧化池的調(diào)試。
4. 1. 1 UASB 厭氧反應(yīng)器
UASB 反應(yīng)器中接種污水處理廠脫水后的消化污泥，對污泥加水?dāng)嚢柘♂尯笥帽镁鶆蜉斔偷椒磻?yīng)器中，接種污泥量為反應(yīng)器體積的1 /3 左右。用自來水稀釋，使其COD 濃度約為1 000 mg /L，隔1 天進一次稀釋后的廢水，并監(jiān)測出水COD，待去除率達到80%左右，以200 mg /L 的梯度增加COD 的濃度對污泥進行馴化，馴化過程中監(jiān)測廢水pH 值、溫度和COD，同時確保pH 值為6． 5 ～ 8． 0。經(jīng)3 個月調(diào)試后，UASB 的出水基本穩(wěn)定，調(diào)試完成。在UASB 調(diào)試過程中，因廢水水質(zhì)水量瞬時變化大，pH值存在波動，因此需要監(jiān)控廢水pH 值，確保UASB中產(chǎn)甲烷菌的生長。
4. 1. 2 生物接觸氧化池
生物接觸氧化池的啟動隨著UASB 啟動同時進行，其接種生活污水污泥，反應(yīng)器中加入污泥后先悶曝24 h，后正常連續(xù)進、出水，出水中污泥全部回流，待污水呈土褐色，出現(xiàn)絮狀混濁后，根據(jù)出水水質(zhì)指標(biāo)停止污泥回流。
4. 2 調(diào)試結(jié)果污水處理系統(tǒng)經(jīng)3 個月調(diào)試后投入運行，各處理單元達到了設(shè)計處理效果，最終出水指標(biāo)平均值:COD 為89 mg /L，BOD5為19 mg /L，SS 為69 mg /L，動植物油為10 mg /L，滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB 8978—1996) 的一級標(biāo)準(zhǔn)。各處理單元出水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)見表2。
5、主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)
該工程總投資為43． 985 萬元。廢水處理成本包括人工費、動力費和藥劑費，F(xiàn)場由2 人管理，工資為2 500 元/( 月·人) ，人工費為0． 56 元/m3 ; 總裝機功率為28 kW，每天運行功率為16 kW，耗電量為336 kW·h /d，電價為1． 0 元/( kW·h) ，則電費為1． 12 元/m3 ; 主要投加PAC 和PAM，PAC 投加量平均為80 mg /L，單價為2． 2 元/kg，PAM 投加量為20 mg /L，單價為24 元/kg，則藥劑費為0． 66 元/m3。綜上可知，運行成本為2． 34 元/m3。
6、結(jié)論
該公司油脂廢水有機物濃度比同類廢水低，但廢水量大，采用混凝氣浮/UASB /生物接觸氧化/混凝沉淀工藝能夠有效去除污染物，出水水質(zhì)達到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB 8978—1996) 一級標(biāo)準(zhǔn)，運行成本約2． 34 元/m3。采用隔油、混凝氣浮來去除油脂; 核心處理單元為UASB 和生物接觸氧氧化，與其他同類處理工藝相比，污泥濃度高，能確保處理效果達到要求。
作者：鄔容偉1， 饒欽富2， 鄧覓3， 萬金保3 ( 1． 南昌理工學(xué)院新能源與環(huán)境工程學(xué)院，江西南昌330044; 2． 江西省建筑設(shè)計研究總院，江西南昌330046; 3． 南昌大學(xué)資源環(huán)境與化工學(xué)院，江西南昌330031)
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