鮑建國(guó)1，王建功2?
(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)環(huán)境工程系，湖北武漢430074；2.交通部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所，天津300456)

　　摘　要：介紹了微孔膜生物反應(yīng)器對(duì)含高凝固油廢水的處理效果(設(shè)計(jì)水量為100m³/d)和相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)的選取。運(yùn)行實(shí)踐表明，該裝置具有處理效果穩(wěn)定、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
　　關(guān)鍵詞：含油廢水；混凝破乳；油水分離；微孔膜生物反應(yīng)器
　　中圖分類號(hào)：X703.1
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)02-0074-03

　　傳統(tǒng)的含油廢水處理方法主要是先利用油、水的體積質(zhì)量差進(jìn)行分離，然后采用好氧生物法進(jìn)行處理，因而存在著操作環(huán)境差、運(yùn)行管理費(fèi)用高、對(duì)有機(jī)污染物去除率低、出水不易達(dá) 標(biāo)等缺點(diǎn)。微孔膜生物反應(yīng)器是由微孔膜分離組件和生物反應(yīng)器組合而成的一種新型工藝，由于其具有出水水質(zhì)穩(wěn)定良好、容積負(fù)荷高、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、運(yùn)行管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已逐漸受到人們的關(guān)注。?

1　廢水來(lái)源及設(shè)計(jì)參數(shù)

1.1　廢水來(lái)源及水質(zhì)
　　以中轉(zhuǎn)和儲(chǔ)存動(dòng)、植物油(棕櫚油)為主的某公司廠區(qū)排放的廢水主要由兩部分組成：一部分是生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生的凝固程度高的油脂廢水(包括裝車臺(tái)地面沖洗水、油泵房沖洗水、儲(chǔ)油罐沖洗水及罐區(qū)地面初期雨水)，其水質(zhì)水量變化大，含油濃度高，由于在沖洗過(guò)程中大量使用洗滌劑，使廢水乳化程度高，呈乳白粘稠狀；另一部分是綜合樓排放的日常生活污水，其水質(zhì)、水量較為穩(wěn)定，污染程度較輕。?
1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)
　　設(shè)計(jì)水量為100m³/d，廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。?

表1 廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目 pH COD_Cr(mg/L) BOD₅(mg/L) SS(mg/L) 動(dòng)、植物油(mg/L) LAS(mg/L) NH₃-N(mg/L) 油泵房 8.03 3208.0 1380.0 416.0 1263.0 32.0 20.0 總排放口 7.6 787.0 230.0 594.7 80.0 19.0 27.0 排放標(biāo)準(zhǔn) 6-9 100 30 150 15 1.0 2.0

2 工藝流程

　　廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

　　 廢水首先流經(jīng)格柵以去除其中的大顆粒污染物，再匯入調(diào)節(jié)池進(jìn)行酸化預(yù)處理以提高可生化性、減輕后續(xù)處理設(shè)施的負(fù)荷。經(jīng)酸化預(yù)處理的廢水由污水泵提升至TS型破乳裝置，進(jìn)行pH自動(dòng)調(diào)節(jié)及加藥破乳反應(yīng)，而后順流至YF—Ⅲ型無(wú)動(dòng)力油水分離器，分離后的污油進(jìn)入廢油收集桶，出水則流入微孔膜生物反應(yīng)器與其中的微生物進(jìn)行充分接觸，水中的有機(jī)污染物被吸附、氧化、分解，同時(shí)由微濾膜組件替代沉淀池實(shí)現(xiàn)泥水分離，通過(guò)生物降解與微孔膜分離的共同作用使水中的污染物濃度大大降低(可達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn))。破乳裝置、油水分離 器及微孔膜生物反應(yīng)器所排出的污泥，經(jīng)管道匯至污泥脫水干化器進(jìn)行濃縮、干化后外運(yùn)至鍋爐作焚燒處理。?

3　主要設(shè)備及構(gòu)筑物

3.1　酸化調(diào)節(jié)池
　　主要用于均化水質(zhì)、水量(池內(nèi)設(shè)置隔板以防止高凝固油脂堵塞污水泵的吸水口)，為鋼混結(jié)構(gòu)，有效容積為110m³，尺寸為6 500 mm×6500mm×2600mm，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為20h，設(shè)提升泵2臺(tái)(1用1備，Q=5.0m³/h，H=15.0m，N=5.0kW)。?
3.2　破乳裝置
　　破乳裝置(pH自控渦流反應(yīng)器)是由堿液箱、攪拌室、渦流混凝室及pH自控儀表、電極、電磁閥、電器控制柜等組成。廢水被泵入反應(yīng)裝置后首先進(jìn)入攪拌室(電磁閥的開(kāi)啟由pH自控裝置輸出信號(hào)控制)進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁?dāng)pH值達(dá)到控制值時(shí)電磁閥自動(dòng)關(guān)閉，經(jīng)攪拌后的廢水流入渦流室進(jìn)行凝聚反應(yīng)，結(jié)成礬花后進(jìn)入中間水池。該反應(yīng)器的特點(diǎn)是連續(xù)性強(qiáng)、反應(yīng)時(shí)間短、破乳效果明顯、操作管理方便。該反應(yīng)裝置為一體化定型設(shè)備，其設(shè)計(jì)處理量為3.0m³/h，外型尺寸(L×B×H)為2000mm×1000mm×1010mm，N=1.0kW。?
3.3　油水分離器
　　主要用于含油廢(污)水的油水分離。廢水在流經(jīng)油水分離器時(shí)其中的油類物質(zhì)及其他漂浮物被高效去除，且浮油的收集、排放是連續(xù)進(jìn)行的。其機(jī)理是廢水經(jīng)過(guò)分離裝置的進(jìn)水口時(shí)，由于流道截面積突然增加使流速驟變，小顆粒油經(jīng)相互碰撞后粒徑增大(因體積質(zhì)量小于水而上浮)，表層浮油會(huì)逐漸集中到出油口，當(dāng)液面超過(guò)出口時(shí)便排出箱體，而水經(jīng)過(guò)濾區(qū)后流出分離器。油水分離器為一體化定型設(shè)備，設(shè)計(jì)處理量為3.0m³/h，外型尺寸(L×B×H)為3500mm×1500mm×2500mm。?
3.4　微孔膜生物反應(yīng)器
　　微孔膜生物反應(yīng)器作為處理流程中的主體裝置，主要用于氧化、分解、去除廢(污)水中的有機(jī)物。該裝置由微孔膜組件和生物反應(yīng)器構(gòu)成，用無(wú)機(jī)微孔膜組件替代沉淀池實(shí)現(xiàn)泥水分離可大大提高反應(yīng)裝置內(nèi)的污泥濃度，有利于提高反應(yīng)器的容積負(fù)荷，減小占地面積。生物反應(yīng)池采用生物接觸氧化法，內(nèi)裝填PVC網(wǎng)格狀外殼，內(nèi)填有纖維絲的球形填料，其比表面積為600～1000m²/m³，球體直徑約為100mm。經(jīng)過(guò)生物降解和膜分離的共同作用，使水中有害物質(zhì)含量大大降低。該裝置為一體化定型設(shè)備，設(shè)計(jì)處理量為?3.0m³/h，外型尺寸(L×B×H)為4000mm×2000mm×3000mm；附屬設(shè)備——鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)(1用1備)，Q=1.0m³/min，P=14.7 kPa。?
3.5　污泥脫水干化裝置
　　該裝置為復(fù)合式污泥干化槽，集污泥濃縮、脫水、干化為一體，將微孔瓷磚等作為過(guò)濾介質(zhì)，具有操作方便、使用壽命長(zhǎng)、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。污泥脫水干化裝置采用一體化定型設(shè)備，設(shè)計(jì)處理量為3.0m³/d，外型尺寸(L×B×H)為800mm×800mm×2200 mm，采用自動(dòng)清泥技術(shù)。

4　處理效果

4.1　系統(tǒng)的除污效果
　　該含油廢水處理工程總投資為55.0萬(wàn)元，于1999年4月開(kāi)始施工，3個(gè)月后進(jìn)行調(diào)試，運(yùn)行約2個(gè)月后通過(guò)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)的驗(yàn)收。一年多來(lái)的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)酸化調(diào)節(jié)池的預(yù)處理可使廢水中COD濃度降低10%～15%，廢水的可生化性得到了進(jìn)一步提高；大部分的動(dòng)、植物油在油水分離器中被去除(去除率為85%～90%)，有效減輕了后續(xù)生物處理的負(fù)荷；微孔膜生物反應(yīng)器出水COD、SS、動(dòng)植物油的去除率均穩(wěn)定在85%以上，系統(tǒng)出水水質(zhì)均明顯優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(COD、動(dòng)植物油、SS的總?cè)コ史謩e為96.8%、90.7%、88.7%)。?
4.2　膜生物反應(yīng)器效能分析
　　由實(shí)際運(yùn)行可知，大部分COD是在生物反應(yīng)器中去除的，而膜的分離截留對(duì)系統(tǒng)出水水質(zhì)的穩(wěn)定起決定性作用。在運(yùn)行期間膜通量基本保持在0.15m³/(m²·h)，設(shè)計(jì)運(yùn)行周期為30d，每一工作周期結(jié)束后采用高壓水沖洗膜面(視膜面污染情況歷時(shí)為30～40 min/次)和化學(xué)藥劑清洗(采用5%的NaOH溶液在線反洗30～50 min)相結(jié)合的方式，可使膜通量得到有效恢復(fù)。同時(shí)，為保持膜系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，可采取下述措施：①保持反應(yīng)器內(nèi)良好的水力條件，加強(qiáng)膜周圍水體的循環(huán)和空氣對(duì)膜面的剪切作用；②加強(qiáng)廢水的預(yù)處理，將部分溶解性有機(jī)物或微細(xì)膠體轉(zhuǎn)化成固相可以充分發(fā)揮膜分離的作用，而混凝法和添加PAC(粉末活性炭)均可有效去除部分有機(jī)物；③保持穩(wěn)定的運(yùn)行條件，控制反應(yīng)器內(nèi)污泥的停留時(shí)間和定期、適量排泥都有利于提高反應(yīng)器內(nèi)的生物活性。?
4.3　經(jīng)濟(jì)分析
　　①占地面積：45.0m²(含鼓風(fēng)機(jī)房及儲(chǔ)藥間)。
　　②設(shè)備負(fù)荷：總裝機(jī)容量為13.55 kW，污水泵、曝氣機(jī)均為1用1備，其功率為7.05kW。
　　③處理費(fèi)用主要包括人工費(fèi)、藥劑費(fèi)、動(dòng)力費(fèi)：
　　a.設(shè)兼職管理人員一名，人工費(fèi)為0.35元/m³；
　　b.投加的PAM按20元/kg、硫酸鋁按1 100 元/t計(jì)算，則藥劑費(fèi)為0.3元/m³；
　　c.按0.5元/(kW·h)計(jì)，則電耗為0.38元/m³。
　　由此可知，處理費(fèi)用為1.03元/m3。

5　結(jié)語(yǔ)

　　①針對(duì)廢水乳化程度高、動(dòng)植物油和COD含量大的特點(diǎn)，采用破乳絮凝、油水分離及微孔膜生物反應(yīng)器相結(jié)合的處理工藝可使出水達(dá)到并優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)出水若經(jīng)深度處理后可達(dá)到回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
　　②調(diào)節(jié)池集調(diào)節(jié)、預(yù)曝氣、隔油為一體，可以將進(jìn)水中的大顆粒凝固油脂隔除，有效避免了對(duì)污水泵進(jìn)水口的堵塞。
　　③微孔膜生物反應(yīng)器用無(wú)機(jī)微孔膜組件替代沉淀池實(shí)現(xiàn)泥水分離，使反應(yīng)池內(nèi)充氧條件好，單位容積微生物量大，具有容積負(fù)荷高、不存在污泥膨脹、出水效果穩(wěn)定、占地面積少、維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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　　收稿日期：2001-12-12