油脂有機(jī)工業(yè)廢水深度處理的研究
油脂化工有機(jī)廢水一般有機(jī)物含量高，成分復(fù)雜，對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重采用生物處理工藝可以有效去除油脂化工有機(jī)廢水中的多種污染物，使出水達(dá)到國(guó)家要求排放標(biāo)準(zhǔn);但若以回用為目標(biāo)，尚需進(jìn)行深度處理，本研究以某油脂化工廠經(jīng)生化處理的出水為對(duì)象，在單元小試基礎(chǔ)上進(jìn)行了油脂廢水再生回用的生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)研究。
1深度處理的工藝選擇
某油脂化學(xué)廠污水處理站平均日處理水量約800m3，進(jìn)水COD為1000-7100mg/L，BOD5為490-3600mg/L，SS為600mg/L，油為12-120mg/L，陰離子表面活性劑（LAS）為5-43mg/L，pH在9-14之間，Cl-在100-1500mg/L，另外還含有少量烷基苯磺酸鹽和烷基磺酸鹽類陰離子洗滌劑、血紅素等難降解有機(jī)物，該污水站采用預(yù)處理-厭氧-SBR工藝處理廢水，具體流程：進(jìn)水→中和池→隔油池→破乳池→氣浮池→厭氧池→SBR反應(yīng)池→貯水池→出水。其中厭氧池600m3和2個(gè)400m3的SBR池，污水站實(shí)際經(jīng)厭氧—SBR處理后出水COD在60-90mg/L,濁度在10-30NTU，LAS在0.1-2.0mg/L，氨氮在2.0-4.0mg/L，油類未檢出，總磷為0.3-0.4mg/L，pH穩(wěn)定在7.5左右，針對(duì)生化出水水質(zhì)情況，同時(shí)兼顧運(yùn)行成本，確定深度處理工藝為：生化處理出水→絮凝反應(yīng)池→直接過濾→二級(jí)活性炭吸附→ClO2氧化消毒→回用。
2實(shí)驗(yàn)小試
2.1絮凝反應(yīng)-直接過濾
小試采用有機(jī)玻璃濾柱高度為200cm，內(nèi)徑5cm，由于處理對(duì)象為生化出水，對(duì)濾料的截污能力要求較高，因此，采用纖維球新型濾料，填充高度為110cm。
絮凝反應(yīng)中，選用振清高效COD去除劑，既能夠很好的去除廢水中剩余COD含量，又能夠進(jìn)一步有效的降低廢水中濁度和其他各項(xiàng)指標(biāo)。藥劑的投加量、反應(yīng)時(shí)間和濾速是影響該工藝處理效果的重要因素，采用正交實(shí)驗(yàn)方法對(duì)上述因素進(jìn)行考察，選取因子水平如下表1（表中A為振清高效COD去除劑投加量，mg/L；B為反應(yīng)時(shí)間，min；C為濾速，m/h）實(shí)驗(yàn)各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均采用國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)方法，原水COD為95mg/L，濁度為18NTU，氨氮為3.5mg/L，總磷為2.0mg/L。
正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表2所示，為減少實(shí)驗(yàn)誤差，水樣取自開始運(yùn)行30min后，每組實(shí)驗(yàn)結(jié)束后均進(jìn)行反沖洗，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，對(duì)COD濁度最大去除率均出現(xiàn)在方案A3B2C1，即最佳操作條件為振清高效COD去除劑投加量為20mg/L，反應(yīng)時(shí)間為5min，直接過濾速度為10m/h。
2.2活性炭吸附
該部分實(shí)驗(yàn)主要通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，考察活性炭對(duì)污染物的吸附特征，活性炭主要參數(shù)為：碘值1200mg/L，亞甲藍(lán)值1300mg/L，比孔容積0.515ml/g，平均孔徑1.85nm。
靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)采用水平搖床振蕩法，首先將顆粒狀活性炭用純水洗滌后用110℃烘干，研磨至粉末，取200目篩分，然后稱取10g粉末碳投加至100ml具塞磨口振蕩瓶中，充分反應(yīng)12h，達(dá)到吸附平衡后用0.45um濾膜過濾，取濾后水樣進(jìn)行分析，原水COD為33mg/L，濁度為2.0NTU，總磷為1.2mg/L，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。
從圖1可以看出，加大活性炭投加量，活性炭對(duì)COD和總磷的吸附平衡濃度都隨之降低，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理用吸附等溫線進(jìn)行擬合，可得實(shí)驗(yàn)溫度對(duì)COD和總磷的吸附等溫式：q=kCs1/n對(duì)COD:q=0.138Cs0.7051；對(duì)于總磷;q=0.0467Cs0.2417,從擬合結(jié)果可以看出活性炭對(duì)COD和總磷的吸附常數(shù)分別為0.7051和0.2417，因此對(duì)于二者均具有良好的吸附性能，但對(duì)于總磷的吸附效果優(yōu)于對(duì)COD的吸附效果。
2.3二氧化氯消毒
實(shí)驗(yàn)中采用ClO2商品溶液作為消毒劑，對(duì)ClO2消毒時(shí)間和投加量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，原水COD為6mg/L，細(xì)菌數(shù)為1.2×104CFU/ml，pH為6.9。
延伸閱讀：
鐵碳微電解法處理有機(jī)廢水的應(yīng)用實(shí)例及發(fā)展趨勢(shì)分析
從圖2可以看出，加大ClO2，對(duì)細(xì)菌的滅活率也隨之提高，當(dāng)投加量大于2mg/L時(shí)，反應(yīng)8min滅活率即可達(dá)到99.5%以上，殘余細(xì)菌總數(shù)為71CFU/ml，此外增加反應(yīng)時(shí)間，效果變化不大，因此實(shí)驗(yàn)確定ClO2消毒最佳操作條件為添加量2-2.5mg/L,反應(yīng)時(shí)間為5-8min。
3現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)
3.1實(shí)驗(yàn)裝置
生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流量為400m3/d，振清高效COD去除劑采用管式混合投加方式，將振清高效COD去除劑直接通過計(jì)量泵定量投加，投加量為20mg/L，纖維球?yàn)V料罐一備一用，采用壓力式過濾，直徑1200mm。填充高度為2000mm，實(shí)際濾速為10-11m/h,配有氣水反沖洗系統(tǒng)，活性炭罐，兩用一備，直接為1600mm，填充活性炭高度為2400mm，實(shí)際接觸時(shí)間為15-25min，與纖維濾罐公用反沖洗系統(tǒng)。ClO2消毒劑采用耐酸計(jì)量泵投加至管道，在輸水管內(nèi)直接消毒，投加量為2mg/L，反應(yīng)時(shí)間為5min。
纖維球?yàn)V罐采用壓力控制反沖洗，出口壓力差超過1.5×105Pa，即水頭損失超過15m時(shí)開始反沖洗操作，采用水沖-氣沖-水沖方式?jīng)_洗，強(qiáng)度分別為13L（m2˙s）、11L（m2˙s）和3.5L（m2˙s），沖洗時(shí)間為1-3min，活性炭罐每天反沖洗一次，沖洗強(qiáng)度和時(shí)間為3.5L（m2˙s）和1-3min，反沖洗廢水均返回厭氧池處理。
3.2運(yùn)行結(jié)果
從6-9月份，運(yùn)行三個(gè)月實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
3.2.1COD的去除
由于該廢水經(jīng)厭氧-好氧兩級(jí)生物處理，剩余COD主要是難降解有機(jī)物和部分為沉淀污泥碎片構(gòu)成，通過使用振清高效COD去除劑在經(jīng)過直接過濾罐，實(shí)驗(yàn)前后COD從65-95mg/L降至5mg/L，總?cè)コ蔬_(dá)95%。
3.2.2濁度和色度的去除
本系統(tǒng)SBR工藝采用靜置和筆水排水，避免水流帶來的不良影響，實(shí)驗(yàn)期間濁度和色度去除效果見表3，經(jīng)振清高效COD去除劑處理-直接過濾后可將原水濁度33NTU降至5NTU，去除率達(dá)85%，剩余濁度經(jīng)活性炭吸附后幾乎沒有。
3.2.3其他污染物的去除
從表3可明顯看出，經(jīng)過深度處理后廢水氨氮及總磷也大大降低，pH有所下降，同時(shí)ClO2消毒可將細(xì)菌總數(shù)進(jìn)一步降低為100CFU以下。處理后各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均已達(dá)到市政供水水質(zhì)指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)期間，兩車間以市政供水為主要水源，回用水為輔助水源，未發(fā)現(xiàn)有任何與回用水引起的不良現(xiàn)象，車間工人反應(yīng)良好。
4結(jié)論
1.針對(duì)現(xiàn)有工藝處理后水質(zhì)特點(diǎn)，提出振清高效COD去除劑絮凝-直接過濾→二級(jí)活性炭吸附→ClO2氧化消毒作為深度處理工藝，并以小試規(guī)模對(duì)各單位進(jìn)行研究。
2.含油有機(jī)工業(yè)廢水進(jìn)行深度處理后，出水COD為5mg/L,總?cè)コ蔬_(dá)95%，濁度和色度幾乎沒有，氨氮為0.5-2.5mg/L、總磷0.2mg/L，主要水質(zhì)指標(biāo)均滿足市政供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可作為車間生產(chǎn)工藝用水。