UNITANK系统处理制皂废水
制皂废水主要来自原料预处理、提取粗油脂、粗油脂的精制、制皂等过程,即:清洗、破乳、碱炼、盐析、碱析等工序。废水成分主要为油脂、甘油、色素。磷脂、动植物纤维、污泥等杂质及少量无机盐类。废水中的主要有机污染物为油脂、甘油等,其COD、BOD、SS等浓度较高,因此,制皂废水是一种高浓度的含油废水。
在我国制皂废水处理中,较常采用的废水处理工艺为:缓冲—调节—曝气—沉淀—生物转盘。随着工业废水排放标准的提高,此处理工艺已很难满足现行的要求。采用UNITANK系统经过一年多的试验运行,各项指标均能达到预定要求。
1 废水水量及水质
某制皂厂的废水经清污分流后,冷却水、洗涤水和生活污水直接进人地下城市管网,而含油较高的制皂废水需经 UNITANK十生物接触氧化处理后再进人地下城市管网。
废水量:100m3/d左右。
废水水质:CODcr约10000mg/L,BOD5约4000mg/L,SS为3900mg/L,动植物油含量1100mg/L, pH=6-9。
制皂废水处理后将排入当地的城市污水干管,最后进入城市污水处理厂作集中处理。根据国家行业排放标准和当地环保要求,出水水质要求为:CODcr≤100mg/L,BOD5≤30mg/L,SS≤200mg/L,动植物油≤10mg/L,pH为6-9。
2 废水处理工艺
通过对生产工艺流程、废水来源及水质的分析,该废水具有以下特点:
①可生化性较好,其BOD5/CODcr约为0.4;
②废水COD值较高的原因主要是含有大量的油脂和甘油等有机物,它们以浮油、乳化油、分散油和溶解油的状态存在于废水中,其中浮油和乳化油所占比重较大。
2.1 工艺流程
根据对废水水质的分析,废水中含有大量的油脂和甘油,必须先经过隔油池将大部分浮油去除。隔油池还具有调节水量的作用。隔油池表面加盖,以防火、防雨、防爆、保温并防止油气散发污染大气。在寒冷季节,利用循环冷却水在隔油池表面进行喷淋,以提高废水温度,增大油的流动性。
废水中的部分分散油、溶解油及其它可混凝的杂质,通过投加破乳剂、混凝剂使乳化油破乳并通过混凝和加压溶气气浮,将其去除。混凝气浮池出水中含有少量的油类及其它可生物降解的物质,采用交替式好氧UNITANK系统和接触氧化池进行生物处理,废水处理工艺流程如图1所示。
2.2 生物接触氧化
生物接触氧化法的关键是布气、布水和填料的选择。本工艺采用中心式鼓风接触氧化池。填料采用一种悬浮式、颗粒状、比表面积大的新型填料。由于悬浮式填料与气水完全混和流化,不存在结团和堵塞的问题,布气布水自行均匀,悬浮填料可以直接投入池中,无需增加任何安装支架。在接触氧化池悬浮填料的下方设有曝气管,对废水进行曝气,保证生物膜生长良好,充分降解有机物。由于生物膜受到上升气流的搅动,衰老的生物膜易于脱落,生物膜新陈代谢快,能保持较高的生物活性。
3 运行及效果
3.1 系统的启动
UNITANK系统的启动和正常控制是制皂废水处理工艺稳定运行的关键。系统运行初期,先用冷却水等清水稀释高浓度的制皂废水,使原水CODcr值由10000mg/L降至4000mg/L左右,以保证在系统启动初期微生物的培养,以及进人生物接触氧化池的废水的CODcr值在1000mg/L左右。
为了缩短培养时间,活性污泥的培驯采用接种培驯法,接种污泥取自上海制皂厂废水处理装置脱水后的消化污泥。向UNITANK系统和生物接触氧化池分别投入上述接种污泥。
进水采用间歇进水方式,并逐步增加水量和COD浓度。
为防止接种污泥的流失,增加污泥的比重,增强污泥的沉降性能,在启动初期,向UNTANKK系统中投加少量的三氯化铁和颗粒活性炭,形成生物碳/生物铁系统,促使接种污泥具有良好的结构特性和强度特性,并具有较高的活性。生物活性炭技术既能发挥活性炭的物理吸附作用,又能充分利用附着微生物对污染物的降解作用,大大提高COD的去除率,废水的氨氮、色度的去除率也较常规方法要高。另外,粉末活性炭对废水中微生物毒性抑制物的吸附也缓和了抑制物对微生物的影响。在添加活性炭后,停止进水,进行间曝,可以进行活性炭的再生。
3.2 运行效果
系统启动运行后,渐进式改变进水浓度,进水CODcr浓度从4000mg/L几逐步提高至10000mg/L左右。各处理单元在系统启动运行初期对废水的COD去除情况如表1所示。
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试验运行初步研究结果表明,本处理工艺流程中各处理单元的处理效率如下:
①隔油池除油率大于70%,其中绝大部分为浮油,少量为浮化油;
②混凝气浮池除油率大于30%,主要是乳化油、分散油和溶解油,少量为浮油;
③通过二级除油,除油率可达80%以上,CODcr值可由 10000mg/L降至2000mg/L;
④交替式好氧UNITANK生物处理系统正常运行后,废水COD去除率可达到80%以上,CODcr浓度降至 400mg/L以下;
⑤生物接触氧化池COD去除率在80%左右,出水CODcr浓度将低于80mg/L,满足设计出水水质要求。
4 结论
①高浓度含油制皂废水,在经过隔油和混凝气净后,部分乳化油和溶解油经UNITANK好氧生物处理系统和生物接触氧化处理后,出水水质符合设计要求。
②系统稳定运行后,当容积负荷在1.5kg[CODcr]/(m3.d)时,UNITANK的COD去除率可达80%以上,生物接触氧化池的COD去除率也可达80%左右。
③系统的正常稳定运行,尤其是UNITANK系统的正常稳定运行,依赖于可靠的控制仪表和设备。由于控制仪表和设备的原因,在系统运行时,有时会发生处理效果不稳定的现象。因此,加强国产控制仪表和设备的质量,是今后UNITANK系统研究和应用的一个重要内容。
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