植物油廢水處理工程實例

薛鵬程，劉　鋒，趙應群，黃天寅，周　健，曹　強（.蘇州科技學院環(huán)境科學與工程學院，江蘇蘇州5009；.蘇州立昇膜分離科技有限公司，江蘇蘇州5009）

工程實例

植物油廢水處理工程實例

薛鵬程1，劉鋒1，趙應群2，黃天寅1，周健1，曹強1
（1.蘇州科技學院環(huán)境科學與工程學院，江蘇蘇州215009；2.蘇州立昇膜分離科技有限公司，江蘇蘇州215009）

介紹了江蘇某廠植物油廢水處理工程的工藝參數(shù)、調(diào)試過程和運行效果。該廠采用隔油—混凝—氣浮—IC—MBR的組合工藝處理植物油廢水，處理出水達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）中的二級標準。

植物油廢水；混凝氣??；厭氧；膜生物反應器

我國是植物油生產(chǎn)和使用大國。據(jù)統(tǒng)計，我國植物油生產(chǎn)企業(yè)已達16 000多家，生產(chǎn)的植物油品種多達4 000種，年產(chǎn)量更是超過6 500萬t，穩(wěn)居世界第一。但在植物油生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢水，這類廢水具有有機物濃度高、色度強、懸浮物含量高、含油量高以及水質(zhì)波動性大等特點〔1〕，很難通過簡單的處理達到排放標準的要求。不達標的廢水倘若直接排入水體，勢必對環(huán)境造成巨大污染。

江蘇某食用植物油廠以大豆、玉米、菜籽等為主要原料生產(chǎn)食用植物油，其產(chǎn)品在江蘇地區(qū)熱賣。該廠針對其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水的特點，采用隔油—混凝—氣浮—IC—MBR的組合工藝對其進行處理，處理出水穩(wěn)定達到排放要求。

1　廢水水質(zhì)水量及排放標準

該廠植物油廢水主要包括車間生產(chǎn)廢水、循環(huán)水、清洗廢水以及廠區(qū)的生活污水，廢水產(chǎn)生量為400m3/d。當?shù)叵嚓P部門要求該廠排放的廢水需達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）的二級標準，然后再接入污水廠做進一步處理。該廠植物油廢水水質(zhì)及排放標準如表1所示。

表1　廢水水質(zhì)及排放標準

2　廢水處理工藝流程及特點

2.1廢水處理工藝流程

本工程采用隔油—混凝—氣浮—IC—MBR的組合處理工藝，工藝流程如圖1所示。

圖1　植物油廢水處理工藝流程

2.2廢水處理工藝特點

本工程所采用的處理工藝具有以下特點：（1）預處理段采用混凝氣浮能在去除廢水中大量懸浮物的同時，去掉廢水中大部分油狀物，有利于后面的厭氧處理；（2）厭氧段設有沼氣利用系統(tǒng)，能將系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣有效收集利用起來；（3）MBR膜采用液中膜，其較傳統(tǒng)的MBR膜，具有使用壽命長、更耐沖擊負荷、無需頻繁反沖洗等特點〔2〕。

3　主要構筑物及設計參數(shù)

3.1隔油池

隔油池設計尺寸3m×5m×5m，停留時間3.6 h，有效體積60m3，鋼砼半地下式。池內(nèi)設有斜板，斜板凈距40mm，斜板長1.5m，安裝傾角45°。

3.2調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池設計尺寸5m×12m×5m，鋼砼半地下式，有效容積270m3，停留時間16 h。池內(nèi)設有pH在線測定儀，通過投加石灰來調(diào)節(jié)廢水pH。池底部配有2臺攪拌機，使廢水混合均勻。調(diào)節(jié)池出水口設有流量計，調(diào)節(jié)控制出水流量穩(wěn)定為400m3/d。

3.3混凝池

混凝池設計尺寸1 m×3 m×2.3 m，反應時間30min。其有效容積6m3，分3格，每格配有1個機械攪拌機。池內(nèi)配有1套加藥系統(tǒng)，投加藥劑為PFS和PAM，PFS投加量為200mg/L，PAM投加量為4 mg/L。

3.4氣浮池

氣浮池設計尺寸3m×1.5m×2.3m，停留時間22 min，回流比30%。該池配有TR-3型溶氣罐1個，直徑300mm。另配有TV型釋放器4個，跨度1.9m的橋式刮渣機1臺。

3.5中間水池

中間水池設計尺寸5m×6m×5m，鋼砼半地下結(jié)構，有效容積120m3，停留時間7 h。池內(nèi)設有葉輪直徑0.8m的攪拌機1臺，還配有蒸汽加熱系統(tǒng)，用于對廢水進行加熱，保證出水溫度達到后續(xù)厭氧系統(tǒng)反應所需要的溫度。

3.6IC厭氧系統(tǒng)

IC反應器采用中溫厭氧工藝，其適宜的溫度為36~37℃，設計尺寸D 8m×18m，有效容積900m3，停留時間2 d，鋼結(jié)構，內(nèi)防腐外保溫，外包100mm巖棉，外彩瓦0.3mm厚。該反應器配有布水系統(tǒng)、三相分離器、氣液分離器以及沼氣收集系統(tǒng)。IC反應器出水進入?yún)捬醭恋沓?，實現(xiàn)有效的泥、水分離。厭氧沉淀池設計尺寸D 3.2m×6m，有效容積48m3，停留時間3 h，碳鋼結(jié)構。厭氧沉淀池設有污泥回流管，能將池內(nèi)沉淀下來的污泥再回流到IC反應器中，有效保證了IC反應器的污泥量。

3.7MBR

MBR設計尺寸5.3m×1.5m×3.5m，有效容積23.85m3，鋼結(jié)構半地下式，停留時間4 h，有效水深3m。MBR膜采用久保田液中膜，5組并排，每組間隔1m，材質(zhì)CPVC，型號ES200，膜平均孔徑0.2μm，膜通量0.5m3/（m2·d）。池底建有曝氣系統(tǒng)，配有羅茨鼓風機3臺，2用1備，風機流量7.7m3/min，型號3L32WD。

3.8沼氣利用系統(tǒng)

廢水處理過程中產(chǎn)生的沼氣量為800~1 000 m3/d，具有非常可觀的回收利用價值。沼氣經(jīng)三相分離器收集后，經(jīng)沼氣管道進入水封罐，然后匯集進入濕式氣柜穩(wěn)壓（氣柜有效容積100m3，尺寸D 5m× 5.5m），最后再經(jīng)過安全水封進入沼氣鍋爐燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量一部分用于廢水加熱，剩余的部分則用于工廠車間生產(chǎn)。

3.9污泥處理系統(tǒng)

污泥處理系統(tǒng)主要包括厭氧污泥池和剩余污泥池，鋼砼結(jié)構，兩池共壁合建。其中厭氧污泥池尺寸4.5m×5m×6m，配套厭氧污泥回流泵2臺，Q=50 m3/h，H=20m；剩余污泥池尺寸4m×5m×6m，配套剩余污泥泵2臺，Q=50m3/h，H=15m。池內(nèi)污泥經(jīng)過脫水處理，污泥含水率進一步降低，形成的泥餅外運至垃圾填埋場處理。建有污泥脫水房1座，尺寸5m× 6m×3m，內(nèi)設板框機1臺，Q=10m3/h，P=1.5 kW。

4　生化段調(diào)試過程

4.1IC調(diào)試運行

IC反應器接種的污泥來自城市污水廠的厭氧消化污泥，接種量為240 t，污泥含水率88%，呈黑色，溫度為30℃，VSS/TSS為0.6。IC反應器啟動初期，進水COD不宜過高，要低于4 000mg/L，并保證較高的水力負荷，〔水力負荷＞0.5m3/（m·h）〕；另外為避免酸化現(xiàn)象，進水pH應高一些〔3〕。故本工程IC反應器剛啟動時，采用氣浮池穩(wěn)定出水的稀釋水（COD為2 000mg/L，pH為7.5）作為進水。每天進水200m3，采用間歇進水方式，每天進水5次，每次進水1 h。進水2 d，IC反應器的COD去除率只有20%。保證進水量不變，繼續(xù)運行8 d，COD去除率逐漸升高并穩(wěn)定在70%以上，出水VFA也在200mg/L以下，表明接種污泥已經(jīng)完成了對廢水的適應。逐步提高進水負荷，每周提升1次，具體進水方案如表2所示。

提高負荷期間，每天要在IC反應器出水口取樣分析，在水樣各項指標符合以下要求〔4〕，即出水pH為6~8、COD去除率＞70%、VFA＜300mg/L、產(chǎn)氣穩(wěn)定時，才可逐步提升負荷，否則應保持不變或減少進水負荷，檢查反應器各項因素及時做出調(diào)整。本工程IC厭氧反應器經(jīng)過3個月的調(diào)試達到滿負荷，又穩(wěn)定運行半個月，運行效果良好，在進水COD為8 000 mg/L，溫度為36~37℃的條件下，平均出水COD為1 150mg/L，COD去除率穩(wěn)定在85%以上，平均出水VFA為180mg/L，出水pH穩(wěn)定在6.5~7.5。

表2　IC反應器進水方案

4.2MBR調(diào)試運行

MBR接種的污泥取自城市污水廠脫水后的活性污泥，接種量為2 t，經(jīng)過淘洗后直接種在池子里。MBR啟動時，在池內(nèi)注滿低濃度的生活污水，悶曝48 h，維持DO在2.0mg/L左右〔5〕，并每天向池內(nèi)投加適量的葡萄糖、尿素和硝酸鹽等營養(yǎng)物。悶曝結(jié)束后，按設計進水量的30%進水，采用間歇進水、連續(xù)曝氣的方式，進水時需提高點曝氣量，另外減少每天投加的營養(yǎng)物。持續(xù)進水1周后，出水水質(zhì)穩(wěn)定，池內(nèi)污泥質(zhì)量濃度增加，達到1 500mg/L。改為按設計進水量的60%進水，并結(jié)合污泥回流等措施逐步提高池內(nèi)污泥質(zhì)量濃度至3 000mg/L。出水水質(zhì)穩(wěn)定后，繼續(xù)運行10 d，再將進水量提高到設計水量，并改為連續(xù)進水，停止投加營養(yǎng)物。運行2 d，池內(nèi)污泥質(zhì)量濃度達到6 000~7 000mg/L，出水水質(zhì)變差。少量排泥，控制MBR內(nèi)的污泥質(zhì)量濃度在4 500~ 5 000mg/L，出水水質(zhì)轉(zhuǎn)好。繼續(xù)正常進水運行半個月，運行效果穩(wěn)定，出水COD穩(wěn)定在150mg/L以下，COD去除率達到86%以上，出水SS穩(wěn)定在20 mg/L以下，SS去除率達到83%以上。

5　運行效果

本工程經(jīng)過5個月的調(diào)試運行，處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)達到設計要求。穩(wěn)定運行期間的出水水質(zhì)如表3所示。

表3　穩(wěn)定運行期間的出水水質(zhì)

6　運行費用

本工程電耗設備為鼓風機和水泵，每小時運行功率為40 kW，電費按0.50元/（kW·h）計算，則電耗為40×0.5×24/400=1.2元/t；工程中進水、曝氣、出水均采用自動化方式控制，需操作員工較少，共設化驗員1人，廢水操作工2人，平均工資3 000元/（月·人），人工費約為0.75元/t；加藥費由混凝池加藥費、生物段營養(yǎng)物投加費以及污泥脫水加藥費等組成，加藥費為0.8元/t；日常維護及修理費為0.4元/t。本工程總的直接運行費用為1.2+0.75+0.8+0.4=3.15元/t。

7　結(jié)論

（1）采用隔油—混凝—氣浮—IC—MBR的組合工藝處理江蘇某廠植物油廢水，處理出水達到排放標準的要求。本工程占地面積小，產(chǎn)泥量少，操作簡單，需要工作人員少，對同行業(yè)的廢水治理有一定的參考價值。（2）預處理段采用隔油+混凝氣浮的技術，可去除原水中40%的COD、80%的SS以及90%的油脂，預處理效果顯著。（3）將厭氧系統(tǒng)產(chǎn)生的沼氣有效地收集起來并加以利用，既解決了厭氧段進水的升溫問題，又能為車間生產(chǎn)輸送熱量，節(jié)約了工程運行費用，值得其他廢水處理工程借鑒。

［1］賈立敏.食用植物油工業(yè)廢水處理工藝研究［J］.給水排水，1998（6）：29-32.

［2］司亞安，孫艷玲.液中膜MBR工藝在中水處理中的工程應用［J］.環(huán)境工程，2011，29（1）：51-54.

［3］辜清，羅海霞，張悅，等.IC厭氧反應器在外循環(huán)狀態(tài)下啟動的試驗研究［J］.工業(yè)水處理，2013，33（4）：25-27.

［4］劉飛飛.新型兩級分離厭氧IC反應器處理制漿造紙廢水的運行研究［D］.鄭州：鄭州大學，2012.

［5］朱振亞，黃冉，李愛國，等.厭氧/好氧MBR處理印染廢水中運行參數(shù)的優(yōu)化研究［J］.工業(yè)水處理，2008，28（7）：51-53.

Case study on the treatm entofwastewater containing vegetable oil

Xue Pengcheng1，Liu Feng1，Zhao Yingqun2，Huang Tianyin1，Zhou Jian1，CaoQiang1
（1.SchoolofEnvironmental Scienceand Engineering，Suzhou University ofScienceand Technology，Suzhou 215009，China；2.Suzhou Litree Ultra-Filtration Membrane Technology Co.，Ltd.，Suzhou 215009，China）

The process parameters，debugging process and running effects of the projecton the treatment ofwastewater containing vegetable oil in a factory in Jiangsu Province have been investigated.The combined process，oil separation-coagulation-flotation-IC-MBR，isused for treatingwastewater containing vegetableoil.The treated effluent reaches the2ndlevelstandard specified in the IntegratedWastewater Discharge Standard（GB 8978—1996）.

wastewater containing vegetableoil；coagulation and flotation；anaerobic；membrane bioreactor

X703.1

B

1005-829X（2016）10-0091-03

江蘇省環(huán)境科學與工程重點實驗室開發(fā)課題項目

薛鵬程（1991—），碩士研究生。電話：15262408591，E-mail：386317649@qq.com。通訊作者：劉鋒，E-mail：278834585@qq.com。

2016-06-08（修改稿）