电解—吸附降解—曝气生物滤池联合处理松节油生产废水
摘要：松节油及其深加工产品是香料、香精原料和重要的精细化学品中间体。松节油生产废水含未回收的松节油、松香及树脂液中的的单宁、有机色素、糖类物质等，属于难处理废水。设计采用电解—吸附降解—曝气生物滤池为主体工艺处理该废水，实践表明，在进水COD和油含量平均分别为5 000～8 000mg/L和900～1 300mg/L时，出水COD≤100mg/L，油含量≤10mg/L，可以达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级标准。
关键词：松节油废水 电解 AB法 曝气生物滤池
松节油是以富含松脂的松树为原料，通过不同加工方式得到具有挥发性芳香味萜烯混合液。其由烃的混合物组成，含有大量的蒎烯（64％的α－蒎烯和33％的β－蒎烯），可以合成多种香料［1，2］。随着科技水平的提高，松节油的深加工利用也得到了长足的发展。
广东某香料厂是国内规模较大的林产化工企业，主要生产松节油及从中分离或合成出高品质的α－蒎烯、β－蒎烯、松油、松香、松油醇以及其他萜类合成香料，是国际香料、香精原料和精细化学品中间体的重要供应基地。但是松节油生产和加工过程中会产生大量废水，废水主要含有松节油、松香及树脂液中的单宁、有机色素、糖类物质等［3］。这些化学物质可生化性较差，COD高达5 000～8 000mg/L，该厂平均废水量为48m3/d。
按照当地环保部门的要求，该厂于2010年6月开始设计和建造废水处理设施，同年10月开始调试运行，经过一年的实际运行，处理效果稳定。
1 工艺流程及设计参数
工程设计的规模为60m3/d，根据废水的组成和特点，设计的工艺流程见图1。
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图1 工艺流程
如图1所示，废水首先由各车间汇入隔油池除去浮油，隔油池兼起水量和水质调节作用；然后由泵提升至气浮池，通过加入PAC絮凝剂除去废水中的乳化油；气浮出水通过电解池中电滤机进行电解，电解池出水进入调节池，通过投加10％的稀硫酸调节pH至6．5～7．8；再进入生物吸附和曝气生物滤池（BAF）进行生化处理，出水最终经终沉池达标排放。其中隔油池上层废油定期回收；气浮和电解的浮渣及生化产生的剩余污泥经污泥处理系统中板框压滤机脱水后泥饼外运，压滤机滤液经管道回流至隔油池。
主要处理构筑物设计参数见表1，主要设备参数见表2。
表1 主要处理构筑物设计参数
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2 运行效果及分析
2．1 气浮
气浮系统主要由气浮池、气浮机及刮渣系统等组成，其中气浮池采用涡凹汽浮。工艺参数为：气浮机转速1 460r/min；曝气区上升流速12～14cm/min，停留时间5～7min；废水在分离区向下流速1．8～2cm/s，分离时间40～45min；PAC加药量150～200mg/L。
表2 主要设备参数
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2．2 电解处理
电解法是利用铁板作为阳极，铝板作为阴极，在强电流的作用下对废水进行电化学处理。电滤机电流控制在400A，直流电压在14～16V之间；进入电解槽的废水pH控制在8～9之间，pH太低对电极板腐蚀较大，太高则电解效果较差，电解时间为60min。
2．3 生化处理
生化处理采用AB工艺，A池污泥浓度为6～8g/L，污泥回流比45％，溶解氧为0．5～1mg/L，水力停留时间为1．75h。
B池污泥浓度为3～5g/L，污泥回流比30％，溶解氧为2～3mg/L，水力停留时间为21h。
2．4 曝气生物滤池（BAF）
BAF水力停留时间为5．4h；曝气量为30～40Nm3/h，溶解氧为2～2．5mg/L。随着运行时间的延长，水头损失增大，出水水质变差，此时应对滤池进行反冲洗：气反冲洗10min，气洗强度为20m3/（m2·h）；气水反冲洗7min，水洗强度为2m3/（m2·h）；再进行水反冲洗5min；反冲洗周期为48h。
2．5 运行结果
废水处理设施于2010年5月建成并调试运行，至当年7、8月份运行稳定。对松节油加工废水的主要评价指标COD和动植物油每5d监测1次，表3是2010年8、9月水质监测结果。
表3 水质监测结果
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废水排放标准执行《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级标准：COD≤100mg/L，动植物油≤10mg/L。出水指标总体可达以上标准。
3 常见问题及处理措施
3．1 气浮池出水不稳定
采用涡凹气浮分离乳化油。当进水水质突变时，需要调整加药量即当废水含油量为800～1 200mg/L时，投加PAC 150～200mg/L；当含油量猛增到1 500mg/L以上时，需要加大投药量，投加PAC要提高到250～300mg/L。
3．2 气浮刮渣问题
出现气浮刮渣难排现象时，首先可以通过水位隔栅提升涡凹气浮刮渣的水位以改善排渣状况，其次利用气冲也可以改善排渣状况。
3．3 曝气生物滤池不完全反冲洗
曝气生物滤池有时候水体明显浑浊、有异味，在排除进水水质突变的情况下可以通过不完全反冲洗解决。
根据实际情况进行非正常反冲洗周期反冲洗，即先气洗7min，然后气水反冲洗5min。
4 技术经济分析
采用电解—生物吸附池—曝气生物滤池为核心的松节油废水处理工艺，设计处理规模为60m3/d，总投资为140万元，运行费用（包括电费和药剂费，不含折旧费和人工费）约为16．5元/m3。
因处理规模较小，各种配套设施齐全而增加了建设和运行成本，如果放大处理规模，可相应降低成本。
参考文献
1 高宏，许彬，商士斌，等．油松松脂化学组成及加工工艺．西北林学院学报，2009，24（1）：146～148
2 张樟德．中国松香工业的现状及发展对策．北京林业大学学报，2008，30（3）：147～152
3 黄自力，郑春华．松脂加工废水物化方法强化处理．工业水处理，2007，27（1）：75～77
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