一種油脂生產(chǎn)污水處理方法研究與實踐應(yīng)用

（浙江康萊特藥業(yè)有限公司，浙江杭州 310000）

植物油脂生產(chǎn)污水是一類量大、污染嚴(yán)重的工業(yè)污水，主要是在植物油精煉和深加工過程中產(chǎn)生，是一種高含油量的有機(jī)污水，含有乳化油、分散狀油和可溶性油等，其水質(zhì)變化范圍大，化學(xué)需氧量（COD，Chemical Oxygen Demand），可達(dá)數(shù)萬甚至數(shù)十萬，生化性能差，處理難度大。無論是活性污泥法還是生物膜法，過量油脂的存在會抑制微生物，降低生物處理效果，嚴(yán)重時甚至造成死泥，生化處理池癱瘓[1-4]。

含植物油脂工業(yè)污水處理技術(shù)已引起世界各國研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的高度重視，利用物理分離、化學(xué)去除和生物降解去除水中大量油脂，同時去除有機(jī)物、懸浮物、皂角、酸堿、硫化物等是常用的處理方法。富油污水處理的關(guān)鍵是預(yù)處理，其中破乳程度影響后續(xù)處理工藝和效果。膜過濾、超聲波、酸化等技術(shù)常被應(yīng)用于富油污水預(yù)處理[5-7]。然而，在工業(yè)生產(chǎn)中這些方法面臨著成本高、處理是否便捷、安全等因素的挑戰(zhàn)。

本文介紹了一種薏苡仁油脂生產(chǎn)污水處理的新工藝。薏苡仁油對多種腫瘤細(xì)胞有明顯的抑制作用，是抗癌中成藥康萊特注射液的原料。其生產(chǎn)工藝包含預(yù)處理、超臨界二氧化碳萃取、精煉、精烘包，生產(chǎn)污水主要來自薏苡仁油脂精煉過程。污水為乳白色渾濁液體，含有高濃度的脂肪酸鹽、油脂和有機(jī)溶劑等。本薏苡仁油脂生產(chǎn)污水處理新工藝是在原污水處理工藝基礎(chǔ)上對其關(guān)鍵處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，徹底解決了薏苡仁油脂生產(chǎn)污水處理難題和排放污染問題。通過鹽析破乳、氣浮和生化處理工藝，可使污水達(dá)到GB 8978—96《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》[1]一級標(biāo)準(zhǔn)。

1 工藝流程

1.1 原薏苡仁油脂生產(chǎn)污水處理方法

原薏苡仁油脂生產(chǎn)污水處理系根據(jù)一般植物油脂普遍采用的污水處理方法，其污水處理工藝流程如圖1所示。

圖1 原薏苡仁油生產(chǎn)污水處理工藝流程Fig.1 Original wastewater treatment process of Coix seed oil production

工藝流程說明：

（1）酸化

將精煉廢水泵入酸化池，開啟攪拌混合，緩慢投加濃硫酸，將污水酸化至pH 值≤2，酸化后的污水析出油性絮狀物漂浮于液面。下清液進(jìn)入中和池，投加高濃度氫氧化鈉溶液中和，中和后的污水溢流至綜合調(diào)節(jié)池中。將酸化池中漂浮的上層油性絮狀物通過集油槽捕集器放出裝桶外運(yùn)。

（2）氣浮

開啟氣浮裝置設(shè)備，待各參數(shù)運(yùn)行穩(wěn)定后，開啟提升泵將綜合調(diào)節(jié)池中的污水泵入氣浮設(shè)備。開啟刮渣機(jī)將上層浮渣刮入落渣槽收集外運(yùn)，下層清液溢流至地埋式生化處理裝置。

（3）生化處理及排放

氣浮出水進(jìn)入生化池，經(jīng)生化處理后，使污水凈化，經(jīng)檢測達(dá)標(biāo)后的污水排放至開發(fā)區(qū)污水管網(wǎng)。

1.2 鹽析法破乳處理薏苡仁油生產(chǎn)污水方法

采用薏苡仁油生產(chǎn)污水處理新工藝鹽析法破乳，其污水處理工藝流程如圖2所示。

圖2 新薏苡仁油生產(chǎn)污水處理工藝流程圖Fig.2 Improved wastewater treatment process of Coix seed oil production

工藝流程說明：

1.2.1 鹽析破乳

將1 000 kg 精煉廢水泵入破乳罐，開啟破乳罐攪拌機(jī)，緩慢投加污水總量5%的工業(yè)級NaCl 50 kg，約10 min 加完。繼續(xù)攪拌30 min，停止攪拌，靜置30 min 以上，打開罐底放水閥，放掉下層清液至綜合調(diào)節(jié)池，觀察破乳罐視鏡直至有絮狀物出現(xiàn)為止，關(guān)閉放水閥。打開破乳罐放渣閥，將乳化物放出裝袋瀝水后外運(yùn)。

1.2.2 氣浮

開啟氣浮裝置設(shè)備，運(yùn)行5～10 min 達(dá)到參數(shù)運(yùn)行穩(wěn)定后，開啟提升泵將綜合調(diào)節(jié)池中的污水送至氣浮設(shè)備。開啟刮渣機(jī)將上層浮渣刮入落渣槽收集外運(yùn)，下層清液溢流至地埋式生化處理裝置。

1.2.3 生化處理及排放

氣浮出水進(jìn)入生化池，在有氧的條件下，污水與填料表面的生物膜反復(fù)接觸氧化，使污水獲得凈化，達(dá)標(biāo)后排放至污水管網(wǎng)。

NaCl 對微生物的抑制限制為7 000～8 000 mg/L，即0.7%～0.8%。車間的其他廢水，如洗瓶水、設(shè)備清洗水等不含NaCl，低濃度廢水直接進(jìn)入綜合調(diào)節(jié)池，綜合污水的NaCl 濃度低于抑制限制，并且還有一定的安全差距。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽析破乳法

植物油脂生產(chǎn)污水主要是在植物油精煉和深加工過程中產(chǎn)生，它是一種高含油量的有機(jī)污水，含有乳化油、分散狀油和可溶性油等。

乳化油的粒徑極其微小，在水中形成水-油乳化液，表面形成一層界膜帶有電荷，油珠外圍形成雙電層，使油珠相互排斥極難接近。因此，要使油水分離，首先要破壞油珠的界膜，使油珠相互接近并聚集成大滴油珠，從而浮于水面。

鹽析法是通過投加鹽類電解質(zhì)破壞油珠的水化膜，壓縮油粒與水界面處的雙電層厚度，使油粒脫離穩(wěn)定體系而聚集析出。該方法操作簡單、費(fèi)用低，比濃硫酸酸化法操作安全，操作環(huán)節(jié)少，且廢渣料處理安全方便。

薏苡仁油脂精煉過程產(chǎn)生的廢水為乳白色渾濁液體，是典型的水包油型（O/W）乳狀液體系，故可采用鹽析法進(jìn)行破乳。

在實驗室對500 mL 的同樣廢水中分別投加1%、3%、5%、7%、9%的工業(yè)級NaCl，磁力攪拌5 min，靜置10 min，各燒杯的污水中均出現(xiàn)浮油性絮狀物，且依次增加，取下清液檢測各個廢水COD，計算COD 的去除率，去除率越大，鹽析破乳效果就越好，從而確定最佳投鹽量。小試結(jié)果如表1所示。

由表1可知，在同批次量的廢水中，隨著NaCl加入量的逐漸增加，其破乳水中COD 依次降低，說明NaCl 對薏苡仁油生產(chǎn)廢水破乳效果較好，但5%、7%和9%加鹽量的樣品COD 去除率差別不大，由此確定5%的加鹽量為本廢水破乳的最佳值。

2.2 原工藝生化出水水質(zhì)情況

原薏苡仁油脂生產(chǎn)污水處理后，其生化出水水質(zhì)情況，如表2所示。

2.3 新工藝生化出水水質(zhì)情況

采用新工藝處理后的薏苡仁油脂生產(chǎn)污水各階段的水質(zhì)情況，如表3所示。

表1 不同NaCl 量鹽析破乳小試結(jié)果Tab.1 Small test results of demulsification by salting out with different amount of mg/L

表2 原薏苡仁油脂生產(chǎn)污水處理結(jié)果Tab.2 Original wastewater treatment results of Coix seed oil production mg/L

從表2、表3可以看出，未經(jīng)鹽析除油，生化池進(jìn)水的COD 為700～1 100 mg/L，平均905.01 mg/L，而除油后生化進(jìn)水的COD 僅150～380 mg/L，平均211.69 mg/L，兩者相差693 mg/L，工業(yè)NaCl 對薏苡仁油生產(chǎn)污水的鹽析破乳作用效果顯著。生化池采用了接觸氧化工藝，油脂易黏附于填料表面，油膜將微生物覆蓋，使生物降解能力大打折扣。經(jīng)統(tǒng)計，鹽析除油前生化進(jìn)水平均COD 905.01 mg/L，出水平均606.88 mg/L，去除率僅33%。除油后生化進(jìn)水平均211.69 mg/L，出水平均50.95%，去除率達(dá)76%。

由于擺脫了油污的干擾和抑制，生化池充分發(fā)揮了生物凈化作用。因此，生化出水其他各相關(guān)指標(biāo)都顯著降低，BOD5值從鹽析前的平均279.12 mg/L下降至鹽析后的14.76 mg/L；動植物油從鹽析前的平均82.67 mg/L 下降至鹽析后的平均5.26 mg/L；氨氮，從鹽析前的平均21.60 mg/L 下降至鹽析后平均5.55 mg/L。采用鹽析除油前，處理出水達(dá)不到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》[1]的三級排放標(biāo)準(zhǔn)。而除油后，出水則穩(wěn)定達(dá)到了一級排放標(biāo)準(zhǔn)，解決了多年的污水超標(biāo)難題。

3 結(jié)束語

本文主要介紹了一種薏苡仁油脂生產(chǎn)污水處理新工藝及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。與常用的膜過濾、超聲波等方法相比，本工藝流程短，處理簡單，建設(shè)和運(yùn)行成本低。和常用的酸化法相比，本技術(shù)可避免使用強(qiáng)酸強(qiáng)堿，避免了潛在的操作安全風(fēng)險，并且預(yù)處理效果好，COD 大大降低，有效減小了生化處理的壓力，提高了生化能力，更避免了生化池散發(fā)出的惡臭造成的二次污染。該工藝為其它植物油脂生產(chǎn)污水處理提供了參考依據(jù)。

表3 薏苡仁油脂精煉廢水鹽析破乳及污水處理結(jié)果Tab.3 Improved waste water treatment results of Coix seed oil production mg/L