氣浮—水解酸化—好氧工藝處理化妝品廢水工程應(yīng)用

董建威，司馬衛(wèi)平

（四川理工學(xué)院建筑工程學(xué)院，四川自貢643000）

氣浮—水解酸化—好氧工藝處理化妝品廢水工程應(yīng)用

董建威，司馬衛(wèi)平

（四川理工學(xué)院建筑工程學(xué)院，四川自貢643000）

化妝品企業(yè)排放的生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜、表面活性劑濃度較高且有一定毒性，針對該類高濃度有機(jī)廢水，采用氣浮—水解酸化—好氧組合工藝進(jìn)行處理，工程實(shí)踐表明：當(dāng)進(jìn)水COD為9 000 mg/L左右、系統(tǒng)維持相對穩(wěn)定的情況下，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）的一級標(biāo)準(zhǔn)要求。

氣??；水解酸化；好氧；化妝品生產(chǎn)廢水

1　工程概況

某化妝品生產(chǎn)企業(yè)的主要產(chǎn)品涉及沐浴露、洗發(fā)水、洗面奶等，其生產(chǎn)車間排出的綜合廢水包括清洗廢水、產(chǎn)品加工過程工藝排水等。該生產(chǎn)廢水排水量為60 t/d，廢水主要成分為脂肪醇醚硫酸鈉、椰油丙基甜菜堿、對氯間二甲酚、椰子油二乙醇酰胺、香精、甘油、陰離子表面活性劑等。此類廢水具有有機(jī)物含量高、成分復(fù)雜、可生化性差等特點(diǎn)〔1〕。項(xiàng)目設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）一級標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。

表1　設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

該項(xiàng)目于2013年7月開始設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試，至2014年12月完成環(huán)保驗(yàn)收，筆者作為項(xiàng)目主要參與人員負(fù)責(zé)工藝設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試。

2　廢水處理工藝流程

目前國內(nèi)外對化妝品廢水的主要處理方法有物化法、生物法、化學(xué)氧化等〔1-3〕。在前期小試實(shí)驗(yàn)及參考同類廢水工程案例基礎(chǔ)上，采用以下工藝處理該企業(yè)排放的化妝品廢水：車間排放的生產(chǎn)廢水通過管路系統(tǒng)自流進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)池，經(jīng)調(diào)節(jié)pH后混凝氣浮，出水進(jìn)入生物處理系統(tǒng)。生物處理系統(tǒng)由水解酸化池和好氧池組成，經(jīng)過水解酸化作用，大分子有機(jī)物水解生成小分子物質(zhì)，可生化性提高，后續(xù)生物處理階段采用好氧工藝，將污水中大量有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CO2、N2和H2O，以達(dá)到降低有機(jī)物的目的。然后廢水進(jìn)入沉淀池，在重力作用下固液分離，上清液達(dá)標(biāo)排放。該項(xiàng)目工藝流程如圖1所示。

圖1　工藝流程

3　主要構(gòu)筑物與設(shè)備

（1）調(diào)節(jié)池。該池用于收集和儲存廢水，主要起到均化作用，防止進(jìn)水水質(zhì)和水量對后續(xù)處理工藝產(chǎn)生沖擊。該池設(shè)置液位控制器3套，設(shè)提升泵2臺，1用1備；通過液位控制提升泵，高位啟動，低位停止，超低位報(bào)警。設(shè)水力攪拌系統(tǒng)進(jìn)一步進(jìn)行廢水的均質(zhì)均量。該池為鋼砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯FRP，工藝尺寸為 6 000 mm×3 500 mm×5 000 mm，有效容積94.5 m3，有效停留時(shí)間37.8 h。

（2）pH調(diào)節(jié)池。該池設(shè)攪拌設(shè)施1套，藥劑投加裝置1套，pH控制器1套。加堿量受pH控制，由pH控制器自動實(shí)現(xiàn)。采用碳鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)作FRP防腐，工藝尺寸為1 100 mm×1 100 mm×2 500 mm，有效容積2.5 m3，有效停留時(shí)間1.0 h。

（3）混凝反應(yīng)池。投加聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）并機(jī)械攪拌，使懸浮物凝結(jié)為大的顆粒物。該池采用碳鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)攪拌機(jī)設(shè)施1套，藥劑投加裝置1套，工藝尺寸為1 100 mm×1 100 mm× 2 500 mm，有效容積2.5 m3，有效停留時(shí)間1.0 h。

（4）氣浮池。氣浮池由接觸池和分離池組成。廢水在接觸池內(nèi)與來自溶氣罐的溶氣水混合，析出的微小氣泡與廢水中的污染物接觸并附聚在一起，通過分離池的作用使附聚體浮于水面，得以刮除，處理后的廢水從擋板下側(cè)流出進(jìn)入中和反應(yīng)槽。氣浮池采用碳鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部FRP防腐，包含1套溶氣系統(tǒng)、1臺刮渣機(jī)、1臺空壓機(jī)及1套電控設(shè)備。氣浮溶氣泵出口壓力控制在0.35～0.4 MPa，回流比控制為20%～30%。刮渣機(jī)每30min啟動1次，每次啟動2～3 min。工藝尺寸為2200mm×1100mm×2500mm，有效容積5 m3，有效停留時(shí)間2.0 h。

（5）水解酸化池。該池設(shè)2臺1.5 kW潛水?dāng)嚢铏C(jī)，使活性污泥與廢水有效接觸。為增加污泥與廢水的接觸面積，提高酸化效果，在水解池放置軟性填料，水解酸化池溶解氧維持在0.5 mg/L。該池采用鋼砼結(jié)構(gòu)，工藝尺寸為4 000 mm×6 000 mm×5 000 mm，有效容積108 m3，有效停留時(shí)間43.2 h。

（6）好氧曝氣池。經(jīng)水解酸化處理后的廢水進(jìn)入好氧池。好氧工藝采用接觸氧化法，對水質(zhì)適應(yīng)性較強(qiáng)、污泥產(chǎn)量較少，比較適合小水量的廢水工程。池內(nèi)設(shè)置生物填料，供水中微生物生長和繁殖，從而形成生物膜。生物膜可吸附廢水中的懸浮固體和膠狀物質(zhì)，廢水中的有機(jī)物被生物膜上的微生物用作自身繁殖的營養(yǎng)，代謝轉(zhuǎn)化為生物細(xì)胞，并氧化成為最終產(chǎn)物CO2和H2O等，以達(dá)到降低BOD5和COD的目的。該池為鋼砼結(jié)構(gòu)，工藝尺寸為4 000 mm× 6 000 mm×5 000 mm，有效容積108 m3，有效停留時(shí)間43.2 h。

（7）沉淀池。經(jīng)過好氧曝氣池生物處理后的廢水進(jìn)入沉淀池進(jìn)行固液分離，上清液達(dá)標(biāo)排放，部分污泥回流到水解酸化池和好氧曝氣池，剩余污泥進(jìn)入污泥池處理。設(shè)污泥回流泵2臺，1用1備。該池采用豎流式沉淀池，為鋼砼結(jié)構(gòu)，工藝尺寸為2 000 mm× 2 000 mm×4 000 mm，表面負(fù)荷為0.63 m3/（m2·h），有效容積11.2 m3，水力停留時(shí)間4.5 h。

4　工藝控制要點(diǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行情況

該化妝品生產(chǎn)廢水含較高有機(jī)物和陰離子表面活性劑，進(jìn)水COD為8 145～9 232 mg/L。首先通過加藥混凝氣浮將COD降低到5 620～6 832 mg/L左右，然后通過生物系統(tǒng)將COD降至63～96 mg/L，出水COD可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。混凝氣浮工藝的控制要點(diǎn)為：分別按照6、2 mL/L投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的聚合氯化鋁和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的聚丙烯酰胺溶液，混凝和氣浮反應(yīng)時(shí)間分別為1、2 h。水解酸化池污泥質(zhì)量濃度控制在10～14g/L，好氧池污泥質(zhì)量濃度控制在3～4 g/L。好氧池中泡沫較多時(shí)，通過清水噴淋或適當(dāng)投加消泡劑進(jìn)行去除。從實(shí)際檢測結(jié)果來看，出水COD基本穩(wěn)定在63～96 mg/L，可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，其他主要水質(zhì)指標(biāo)如表2所示。

表2　廢水處理設(shè)施運(yùn)行情況

5　廢水處理運(yùn)行成本分析

該項(xiàng)目運(yùn)行1年以來處理水量為60 t/d，處理成本主要包括：電費(fèi)2.2～2.4元/t，人工費(fèi)4.1～4.5元/t，藥劑費(fèi)11.5～16.2元/t，污泥處置費(fèi)（按危險(xiǎn)廢物7 000元/t計(jì)）24.2～28.4元/t。合計(jì)噸水處理成本為33.0～39.5元。

6　結(jié)論

（1）采用氣浮—水解酸化—好氧工藝處理化妝品生產(chǎn)廢水是可行的，出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）的一級標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）混凝氣浮工藝控制要點(diǎn)為：分別按照6、2 mL/L投加10%的聚合氯化鋁和0.1%的聚丙烯酰胺溶液，混凝和氣浮反應(yīng)時(shí)間分別為1、2 h。（3）生化系統(tǒng)控制要點(diǎn)為：水解酸化池污泥質(zhì)量濃度控制在10～14 g/L，好氧池污泥質(zhì)量濃度控制在3～4 g/L。當(dāng)好氧池中泡沫較多時(shí)，通過清水噴淋或適當(dāng)投加消泡劑來去除。（4）該工程處理廢水量為60 t/d，工程總投資為142萬元，其中土建投資38萬元，設(shè)備及其他投資104萬元。在未考慮設(shè)施大修和設(shè)備折舊的情況下，日常運(yùn)行成本為33.0～39.5元/t。

［1］陳新，楊海真，黃翔峰.化妝品生產(chǎn)廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2010，33（5）：103-108.

［2］楊敏珊，胡勇有，陳秋燕.氣浮—水解—SBR工藝處理化妝品廠廢水［J］.工業(yè)用水與廢水，2005，36（2）：78-80.

［3］羅波.化妝品生產(chǎn)廢水處理的對策［J］.浙江化工，2014，45（11）：51-54.

Engineering application of air flotation-hydrolytic acidification-aerobic process to the treatment of cosmetics industrial wastewater

Dong Jianwei，Sima Weiping
（Institute of Architecture and Engineering，Sichuan University of Science and Engineering，Zigong 643000，China）

The wastewater discharged from cosmetics industry is characterized by complicated components，high surfactant concentration and toxicity.The combined air flotation-hydrolytic acidification-aerobic process has been used for its treatment．The practice proves that when the influent COD is about 9 000 mg/L，and the system remains relatively stable condition，the effluent water quality meets the requirements for the first level standard specified in the Integrated Wastewater Discharge Standard（GB 8978—1996）.

air flotation；hydrolytic acidification；aerobic process；cosmetic industrial wastewater

經(jīng)驗(yàn)交流

X703

B

1005-829X（2016）08-0103-03

董建威（1975—），碩士，講師。電話：13990089616，E-mail：1844255@qq.com。通訊作者：司馬衛(wèi)平，副教授。

E-mail：smwp0814@126.com。

2016-07-12（修改稿）