混凝气浮/UASB/接触氧化/混凝沉淀处理油脂废水
慧聪水工业网摘要: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89mg/L，BOD5为19mg/L，SS为69mg/L，动植物油为10mg/L，均达到《污水综合排放标准》(GB8978—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300m3/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》(GB8978—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》(GB8978—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15m3/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》(GB8978—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60m3，停留时间为4h。
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2h。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:2500mm×2000mm×4000mm。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15m3。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。
⑤UASB厌氧反应器
1座，钢筋混凝土结构，直径为5m，高度8m，有效容积为130m3，平均停留时间为8h。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150m3，停留时间为10h，有效水深为3m;池内安装150mm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1h，沉淀停留时间为2h，有效容积45m3，混凝池和沉淀池合建，尺寸为3000mm×3000mm×5500mm，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。
4.1.1UASB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1000mg/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200mg/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24h，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89mg/L，BOD5为19mg/L，SS为69mg/L，动植物油为10mg/L，满足《污水综合排放标准》(GB8978—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2500元/(月·人)，人工费为0．56元/m3;总装机功率为28kW，每天运行功率为16kW，耗电量为336kW·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80mg/L，单价为2．2元/kg，PAM投加量为20mg/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》(GB8978—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)
