混凝气浮/UASB/接触氧化/混凝沉淀处理油脂废水
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。
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。
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。
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)
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