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CAF气浮—水解酸化—SBR工艺处理油脂精炼加工废水

发布日期:2018-11-28 中国油脂网

 


杨文澜,王 波,蔡园园

(淮阴师范学院 化学化工学院,江苏 淮安 223300)


摘要:介绍了CAF气浮—水解酸化—SBR工艺处理油脂精炼加工废水的工艺设计和运行效果。该工艺具有处理效果好、能耗低、易管理等特点。在进水CODCr为13 000 mg/L,BOD5为7 000 mg/L,SS为600 mg/L,总磷为30 mg/L,油脂为400 mg/L的条件下,经过本系统处理后,平均出水CODCr小于150 mg/L,BOD5小于50 mg/L,SS小于120 mg/L,总磷小于0.5 mg/L,油脂小于2 mg/L,出水水质达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》的Ⅱ级标准。

关键词:油脂;精炼废水;CAF气浮;水解酸化;SBR

中图分类号:TS224;X792   文献标志码:B   文章编号:1003-7969(2010)07-0070-03


Treatment of wastewater from oil refining with CAF flotation-

hydrolyzation & acidification-SBR process

YANG Wenlan,WANG Bo,CAI Yuanyuan 

(School of Chemistry and Chemical Engineering,Huaiyin Normal University,

Huaian 223300,Jiangsu,China)


Abstract:The process of CAF flotation-hydrolyzation & acidification-SBR process was adopted to treat the wastewater from oil refining.The design and performance of this facility were presented.This process was effective for pollutant removal and had advantages of low energy consumption and easy control.Under normal conditions,when the influent CODCr,BOD5,SS,TP and oils were 13 000 mg/L,7 000 mg/L, 600 mg/L, 30 mg/L, 400 mg/L, the effluent CODCr, BOD5, SS, TP and oils were less than 150 mg/L, 50 mg/L, 120 mg/L, 0.5 mg/L, 2 mg/L, which met the secondary discharge standard of GB 8978-1996.

Key words:oils;wastewater from oil refining;CAF flotation; hydrolyzation & acidification;SBR


    江苏某食品公司以其集团内油脂厂提供的毛油(菜籽油为主)为原料,生产食用精炼油,生产能力为5×105 t/a,废水排放量为500 m3/d。废水主要来自于碱炼脱酸、脱胶以及皂脚离心分离等过程。废水中含有皂脚、油和磷脂等,呈乳黄色,污染物浓度较高。

    按照废水排放量500 m3/d,确定废水处理站总建设规模按500 m3/d设计,时变化系数按1.3考虑。废水处理后要求达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》的Ⅱ级标准。

1 主导工艺选择

    根据公司提供的资料,其主要水质指标见表1。

表1 废水水质及排放标准

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    由表1可以看出,废水pH偏低且含有浓度较高的磷(总磷的含量根据油的种类不同差别较大),仅通过生化处理难以达标排放,必须采用物化方法加以去除。在预处理工艺中采用投加石灰水的方法不仅可提高废水的pH,且能有效地除磷[1]。

    废水中油脂浓度高,其导致CODCr含量高,而且难以通过生化处理去除。因此,必须进行预处理以降低油脂浓度,保证后续工艺的正常运行。采用气浮工艺可以有效地将其去除。

    水解酸化是一种不彻底的有机物厌氧转化过程,其作用在于使复杂的不溶性高分子有机物经过水解酸化,转化为溶解性的低分子有机物,为后续厌氧处理中产乙酸、产氢和产甲烷微生物或好氧处理准备易于氧化分解的有机底物(改善废水的可生化性)[2]。因此,它常作为好氧生物处理前的预处理工序,国内外已不乏此方面的研究报道[3-6]。

    为了减少处理系统能耗和减少占地,本方案采用CAF气浮—水解酸化—SBR处理工艺。

2 工艺流程

  废水处理工艺流程见图1。

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图1 废水处理工艺流程

    由于废水中的油脂基本是皂脚和磷脂混杂的酸油,溶解性较差,特别是当水温较低时,油脂呈半固态,直接采用气浮处理效果较差,所以首先通过隔油池回收油脂。这样不仅可降低进水负荷,确保达标排放,同时也可产生可观的经济效益。

    在调节池出水中投加石灰水,调整废水的pH,可以有效保证后续处理的稳定运行。由于废水中含磷量较高,仅靠生物处理不能达标,采用“化学除磷”的方式,对其进行预处理。向水中投加石灰水,可生成沉淀,再通过澄清池的沉淀作用,达到化学除磷的功效,降低后续生物处理的负荷。

    气浮能有效地去处废水中乳化状态的油,同时去除由油类物质引起的CODCr[7]。根据废水的特点,本方案中采用CAF气浮池去除这部分污染物,气浮池尺寸为6 000 mm×1 600 mm×1 600 mm,处理能力为25 m3/h。为提高气浮效果,需投加PAC与PAM,采用计量泵投加。

    水解酸化池尺寸为8 000 mm×1 500 mm×3 500 mm,对CODCr的容积负荷为4.0 kg/(m3·d),水力停留时间(HRT)6.5 h,池中设置“曝气头”对废水进行不足量预曝气,除对废水起到均质作用外,同时使废水在池中处于缺氧状态,兼性菌大量繁殖,实现了难生物降解有机物的分解转化,提高废水可生化性,加速后续好氧处理的速率和去除率,同时完成了污泥的消化处理,简化了污泥的处理流程。 

    SBR池设2座,尺寸为8 000 mm×2 500 mm×3 500 mm,运行周期8 h,污泥质量浓度3.5 g/L,采用鼓风机和微孔曝气系统进行充氧。

3 运行效果及分析

3.1 运行过程分析

3.1.1 CAF气浮 CAF涡凹气浮不同于传统的溶气气浮,其工作原理为:加药混凝后的废水首先进入装有涡凹曝气机的曝气区,该区设有独特的曝气机,通过底部的中空叶轮的快速旋转在水中形成了一真空区,此时水面上的空气通过中空管道抽送至水下,并在底部叶轮快速旋转产生的3股剪切力下把空气粉碎成微气泡,微气泡与废水中的油类物质有机地结合在一起上升到液面,通过刮渣机将浮渣刮入污泥收集槽,净化后的水由溢流槽溢流排放。

    由于CAF气浮设备的特点,混凝药剂和废水在高速旋转的气浮头作用下进行混合,相当于快速搅拌;随水流的上升紊流逐渐减小,相当于慢速搅拌,最终形成适宜的絮体颗粒并和气泡粘附。

3.1.2 水解酸化 水解酸化单元采用缺氧状态运行,溶解氧(DO)控制在0.2~0.5 mg/L之间。池内设有高效组合填料。监测结果表明,水力停留时间过长会使出水的VFA浓度升高,对后续处理不利,而且酸化时间大于7 h时,水解速度开始变缓。因此,从经济性考虑,水解酸化过程中水力停留时间宜控制在7 h之内;另外,适当增加污泥浓度有助于CODCr的去除,但污泥浓度不能太高,最佳污泥质量浓度以6.8 g/L为宜。

3.1.3 SBR SBR属于间歇处理方式,在生化处理过程中形成了基质浓度梯度,池内的空气需求量也随反应进行而减少。因此,每个SBR池供气量可以按先大后小的原则控制,在进水期和反应前期供气 

表2 工艺处理效果

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量控制在310~390 m3/h,反应后期调整到230~290 m3/h,非均衡供气有利于提高氧的利用效率。

3.2 运行效果

    经过3个多月的调试运行,SBR和水解酸化池污泥浓度均达到设计要求,出水水质基本稳定,各项污染物指标均达到排放标准,具体处理效果见表2(所列数据为各次监测结果平均值)。

    由表2可见,总排污口平均出水水质CODCr在150 mg/L以下,BOD5在50 mg/L以下,SS在120 mg/L以下,达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》的Ⅱ级标准。

4 结 论

   (1)采用CAF气浮—水解酸—SBR工艺处理油脂精炼加工废水,运行稳定,处理效果好,管理方便,适合油脂加工企业的废水处理。

   (2)气浮采用CAF涡凹气浮系统,省去了压力容器等高压设备,具有系统简单、操作方便、动力消耗低、运行费用低(节省40%~90%)、占地面积小(节省40%~60%)、气浮效率高和气浮过程稳定等优点。

   (3)水力停留时间过长会使出水的VFA浓度升高,对后续处理不利,而且酸化时间大于7 h时,水解速度开始变缓。因此,从经济性考虑,水解酸化过程中水力停留时间宜控制在7 h之内。

   (4)SBR属于间歇处理方式,在生化处理过程中形成了基质浓度梯度,每个池内的空气需求量也随反应进行而减少。因此,每个SBR池供气量可以按先大后小的原则控制。

参考文献:

[1] 唐受印. 水处理工程师手册[M]. 北京: 化学工业出版社, 2001.

[2] 沈耀良, 王宝贞. 水解酸化工艺及其应用研究[J]. 哈尔

  滨建筑大学学报,1999, 32(6): 35-38.

[3] INEE O.Performance of a two-phase anaerobic disgestion system when treating dairy wastewater[J].Water Res,1998 (9):2707-2713.

[4] 吴根义,刘桂初,杨仁斌.水解酸化—接触氧化—混凝沉淀法处理漂染废水[J].工业水处理,2008,28(5):87-89.

[5] 贾宝琼,黄强.水解酸化—接触氧化法处理磁头研磨清洗废水[J].水处理技术,2003,29(6):10-11.

[6] 杨沂凤.水解酸化—生物接触氧化处理生活污水[J].工业水处理,2007,27(11):71-73.

[7] 张天胜,厉明蓉.日用化工废水处理技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社,2002.

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