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混凝气浮/UASB/接触氧化/混凝沉淀处理油脂废水

北极星水处理网  来源:《中国给水排水》  作者:邬容伟 饶钦富等  2020/7/6 10:56:06  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:油脂废水 UASB 油脂废水处理

北极星水处理网讯:摘要: 江西某油脂有限公司的生产废水和冲洗废水采用混凝气浮/UASB /生物接触氧化/混凝沉淀组合工艺处理。采用隔油+ 混凝气浮进行预处理,油脂去除率高且稳定; 以UASB 和生物接触氧化为主体工艺,污泥浓度高,处理效果好。稳定运行后,出水COD 为89 mg /L,BOD5为19mg /L,SS 为69 mg /L,动植物油为10 mg /L,均达到《污水综合排放标准》( GB 8978—1996) 的一级标准。

关键词: 油脂废水; 混凝气浮; UASB; 生物接触氧化

油脂生产废水含有高浓度的油脂,具有有机物浓度高、可生化性好、水质水量波动大等特点,但因其精炼工艺不同,产生的污染负荷也不同。根据精炼原理可将其分为物理精炼法和化学精炼法。物理精炼利用同温条件下的蒸气压进行分离,工艺简单,产生的污染负荷较轻; 化学精炼废水污染严重,但其副产品有较高经济效益。在油脂废水处理工程中,采用物化—生物组合工艺通常能够达到比较理想的处理效果[1]。

1、废水水质

江西某油脂有限公司以山茶、稻米为原料,采用低温冷榨和物理精炼技术生产山茶油、稻米油及其相关副产品,产生的污染负荷较轻。主要废水来源为生产废水和冲洗废水,排放规模约为300 m3 /d。废水水质、水量瞬时变化较大,温差较大,SS 浓度高,动植物油浓度较高。根据当地环保要求,企业出水水质需达到《污水综合排放标准》( GB 8978—1996) 的一级标准。废水水质及排放标准见表1。

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2、 废水处理工艺选择

2. 1 油脂废水处理现状

油脂废水处理技术相对成熟,主体工艺一般由隔油+ 气浮+ 生物处理组成,隔油池主要去除浮油,而乳化油需通过破乳、气浮去除。对于废水中主要的有机物,常采用生物法去除。乔大磊等[2]采用EGSB - SBBR 厌氧好氧生物组合工艺处理植物油脂废水,对COD、BOD5和SS 的去除率分别达到95. 0%、95. 3%、88. 9%; 刘富安等[3]采用UASB - MSBR 厌氧好氧生物组合工艺处理油脂废水,对COD、SS 的去除率分别达到98. 0%、99%; 郭勇等[4] 采用气浮- 反相破乳- IC 塔处理高浓度油脂废水,出水水质达到《污水综合排放标准》( GB 8978—1996) 的三级标准。在油脂废水处理过程中,虽主体工艺类似,但实际工艺的确定需考虑废水的水质特征、出水水质要求,以及工艺组合的可靠性和经济性[5]。

2. 2 废水处理工艺

废水有机物浓度高,SS 高,含有大量的脂肪酸、甘油、表面活性剂等难降解有机物,且含有油脂,因此需进行预处理去除大量的SS 和油脂,再采用生化处理( 见图1) 。设计最大处理水量为15 m3 /h。

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因废水排放不连续,故设置调节池调节废水水质水量和温度,同时调整pH 值; 之后废水自流进入沉砂隔油池去除大部分浮油,以及密度较大的悬浮颗粒; 出水自流到混凝气浮池,加入混凝剂去除大量悬浮物质和乳化油,并且降低色度; 经混凝气浮处理后的废水进入中间水池,通过提升泵提升进入UASB 厌氧池,难降解有机物通过水解酸化转化成简单物质,并提高废水的可生化性; 厌氧处理后的废水自流到生物接触氧化池,进一步完成有机物的去除; 生物接触氧化池出水进入混凝沉淀池,通过投加PAC、PAM 混凝沉淀去除废水中的悬浮物质,同时加快污泥的沉降,从而使出水水质达到《污水综合排放标准》( GB 8978—1996) 一级标准。

污泥以及浮渣排入污泥浓缩池,经浓缩处理后,外运妥善处置,上清液回流到调节池,隔油池产生的油渣进行回收利用。

3、主要构筑物及设备参数

① 收集水池

1 座,钢筋混凝土结构,有效容积为60 m3,停留时间为4 h。

② 沉砂隔油池

隔油池1 座,钢筋混凝土结构,有效容积为30m3,停留时间为2 h。沉砂隔油池主要去除浮油和部分密度较大的悬浮物[6 - 7]。因产生的油渣含油量较高,可回收利用。

③ 混凝气浮池

废水中部分油脂以乳化油状态存在,且大量悬浮物不能通过自由沉淀作用沉降,因此在气浮池中设置加药系统( 与混凝沉淀池共用) 加入混凝剂PAC 和助凝剂PAM,去除废水中乳化油和大量的悬浮物[8 - 9],以便后续生物处理正常运行。

采用方形气浮池,2 座,碳钢防腐结构,设计尺寸为: 2 500 mm × 2 000 mm × 4 000 mm。采用回流加压溶气气浮法,回流比为30%。设1 台加压容器水泵、4 台溶气释放器、2 台配套刮渣机。

④ 中间水池

1 座,钢筋混凝土结构,有效容积为15 m3。气浮池出水自流到中间水池,进行部分好氧生物反应,同时降低废水中的溶解氧,利于后续厌氧生物处理的进行。设提升泵2 台( 1 备1 用) ,同时利用液位控制仪控制中间水池水位。

⑤ UASB 厌氧反应器

1 座,钢筋混凝土结构,直径为5 m,高度8 m,有效容积为130 m3,平均停留时间为8 h。除油后的废水先进到UASB 去除大量的有机物,通过水解酸化作用将难降解的有机物转化成简单有机物,提高废水可生化性[10],有利于后续好氧生物处理。UASB 反应器设排泥管线,且内设的三相分离器和出水管均设防腐措施。

⑥ 生物接触氧化池

1 座,钢筋混凝土结构,有效容积为150 m3,停留时间为10 h,有效水深为3 m; 池内安装150 mm组合弹性填料,采用穿孔管曝气,反应时间快,停留时间短[11 - 12]。

⑦ 混凝沉淀池

在混凝沉淀池中添加PAC 和PAM( 与混凝气浮池共用一套加药设备) ,进一步去除废水中的悬浮固体及胶体[13],而且能够加快生物接触氧化池出水的泥水分离,从而优化出水水质[14]。混凝池停留时间为1 h,沉淀停留时间为2 h,有效容积45 m3,混凝池和沉淀池合建,尺寸为3 000 mm ×3 000 mm ×5 500 mm,1 座,钢筋混凝土结构。

4、工艺调试及运行

4. 1 调试过程

工艺调试主要是对UASB 厌氧反应器和生物接触氧化池的调试。

4. 1. 1 UASB 厌氧反应器

UASB 反应器中接种污水处理厂脱水后的消化污泥,对污泥加水搅拌稀释后用泵均匀输送到反应器中,接种污泥量为反应器体积的1 /3 左右。用自来水稀释,使其COD 浓度约为1 000 mg /L,隔1 天进一次稀释后的废水,并监测出水COD,待去除率达到80%左右,以200 mg /L 的梯度增加COD 的浓度对污泥进行驯化,驯化过程中监测废水pH 值、温度和COD,同时确保pH 值为6. 5 ~ 8. 0。经3 个月调试后,UASB 的出水基本稳定,调试完成。在UASB 调试过程中,因废水水质水量瞬时变化大,pH值存在波动,因此需要监控废水pH 值,确保UASB中产甲烷菌的生长。

4. 1. 2 生物接触氧化池

生物接触氧化池的启动随着UASB 启动同时进行,其接种生活污水污泥,反应器中加入污泥后先闷曝24 h,后正常连续进、出水,出水中污泥全部回流,待污水呈土褐色,出现絮状混浊后,根据出水水质指标停止污泥回流。

4. 2 调试结果污水处理系统经3 个月调试后投入运行,各处理单元达到了设计处理效果,最终出水指标平均值:COD 为89 mg /L,BOD5为19 mg /L,SS 为69 mg /L,动植物油为10 mg /L,满足《污水综合排放标准》( GB 8978—1996) 的一级标准。各处理单元出水水质监测数据见表2。

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5、主要技术经济指标

该工程总投资为43. 985 万元。废水处理成本包括人工费、动力费和药剂费。现场由2 人管理,工资为2 500 元/( 月·人) ,人工费为0. 56 元/m3 ; 总装机功率为28 kW,每天运行功率为16 kW,耗电量为336 kW·h /d,电价为1. 0 元/( kW·h) ,则电费为1. 12 元/m3 ; 主要投加PAC 和PAM,PAC 投加量平均为80 mg /L,单价为2. 2 元/kg,PAM 投加量为20 mg /L,单价为24 元/kg,则药剂费为0. 66 元/m3。综上可知,运行成本为2. 34 元/m3。

6、结论

该公司油脂废水有机物浓度比同类废水低,但废水量大,采用混凝气浮/UASB /生物接触氧化/混凝沉淀工艺能够有效去除污染物,出水水质达到《污水综合排放标准》( GB 8978—1996) 一级标准,运行成本约2. 34 元/m3。采用隔油、混凝气浮来去除油脂; 核心处理单元为UASB 和生物接触氧氧化,与其他同类处理工艺相比,污泥浓度高,能确保处理效果达到要求。

作者:邬容伟1, 饶钦富2, 邓觅3, 万金保3 ( 1. 南昌理工学院新能源与环境工程学院,江西南昌330044; 2. 江西省建筑设计研究总院,江西南昌330046; 3. 南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌330031)

原标题:混凝气浮/UASB/接触氧化/混凝沉淀处理油脂废水

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