微孔膜生物反應(yīng)器處理含油廢水
行業(yè)動態(tài)
傳統(tǒng)的含油廢水處理方法主要是先利用油、水的體積質(zhì)量差進行分離，然后采用好氧生物法進行處理，因而存在著操作環(huán)境差、運行管理費用高、對有機污染去除率低、出水不易達標等缺點。微孔膜生物反應(yīng)器是由微孔膜分離組件和生物反應(yīng)器組合而成的一種新型工藝，由于其具有出水水質(zhì)穩(wěn)定良好、容積負荷高、抗沖擊負荷能力強、運行管理簡便等優(yōu)點，近年來已逐漸受到人們的關(guān)注。
1 廢水來源及設(shè)計參數(shù)
1.1 廢水來源及水質(zhì)
以中轉(zhuǎn)和儲存動、植物油（棕櫚油）為主的某公司廠區(qū)排放的廢水主要由兩部分組成：一部分是生產(chǎn)經(jīng)營過程中產(chǎn)生的凝固程度高的油脂廢水（包括裝車臺地面沖洗水、油泵房沖洗水、儲油罐沖洗水及罐區(qū)地面初期雨水），其水質(zhì)水量變化大，含油濃度高，由于在沖洗過程中大量使用洗滌劑，使廢水乳化程度高，呈乳白粘稠狀；另一部分是綜合樓排放的日常生活污水，其水質(zhì)、水量較為穩(wěn)定，污染程度較輕。
1.2 設(shè)計參數(shù)
設(shè)計水量為100m3/d，廢水水質(zhì)及排放標準見表1。
表1：廢水水質(zhì)及排放標準
項目 | 油泵房 | 總排放口 | 排放標準 |
pH | 8.03 | 7.6 | 6～9 |
CODcr（mg/L） | 3208.0 | 787.0 | 100 |
BOD5（mg/L） | 1380.0 | 230.0 | 30 |
SS（mg/L） | 416.0 | 594.7 | 150 |
動、植物油（mg/L） | 1263.0 | 80.0 | 15 |
LAS（mg/L） | 32.0 | 19.0 | 1.0 |
NH3-N（mg/L） | 20.0 | 27.0 | 2.0 |
廢水首先流經(jīng)格柵以去除其中的大顆粒污染物，再匯入調(diào)節(jié)池進行酸化預(yù)處理以提高可生化性、減輕后續(xù)處理設(shè)施的負荷。經(jīng)酸化預(yù)處理的廢水由污水泵提升至TS型破乳裝置，進行pH自動調(diào)節(jié)及加藥破乳反應(yīng)，而后順流至YF-Ⅲ型無動力油水分離器，分離后的污油進入廢油收集桶，出水則流入微孔膜生物反應(yīng)器與其中的微生物進行充分接觸，水中的有機污染物被吸附、氧化、分解，同時由微濾膜組件替代沉淀池實現(xiàn)泥水分離，通過生物降解與微孔膜分離的共同作用使水中的污染物濃度大大降低（可達到污水排放標準）。破乳裝置、油水分離器及微孔膜生物反應(yīng)器所排出的污泥，經(jīng)管道匯至污泥脫水干化器進行濃縮、干化后外運至鍋爐作焚燒處理。
2 主要設(shè)備及構(gòu)筑物
2.1 酸化調(diào)節(jié)池
主要用于均化水質(zhì)、水量（池內(nèi)設(shè)置隔板以防止高凝固油脂堵塞污水泵的吸水口），為鋼混結(jié)構(gòu)，有效容積為110m3，尺寸為6500mm×6500mm×2600mm，設(shè)計停留時間為20h，設(shè)提升泵2臺（1用1備，Q=5.0m3/h，H=15.0m，N=5.0kW）。
2.2 破乳裝置
破乳裝置（pH自控渦流反應(yīng)器）是由堿液箱、攪拌室、渦流混凝室及pH自控儀表、電極、電磁閥、電器控制柜等組成。廢水被泵入反應(yīng)裝置后首 入攪拌室（電磁閥的開啟由pH自控裝置輸出信號控制）進行充分攪拌，當pH值達到控制值時電磁閥自動關(guān)閉，經(jīng)攪拌后的廢水流入渦流室進行凝聚反應(yīng)，結(jié)成礬花后進入中間水池。該反應(yīng)器的特點是連續(xù)性強、反應(yīng)時間短、破乳效果明顯、操作管理方便。該反應(yīng)裝置為一體化定型設(shè)備，其設(shè)計處理量為3.0m3/h，外型尺寸（L×B×H）為2000mm×1000mm×1010mm，N=1.0kW。
2.3 油水分離器
主要用于含油廢（污）水的油水分離。廢水在流經(jīng)油水分離器時其中的油類物質(zhì)及其他漂浮物被高效去除，且浮油的收集、排放是連續(xù)進行的。其機理是廢水經(jīng)過分離裝置的進水口時，由于流道截面積突然增加使流速驟變，小顆粒油經(jīng)相互碰撞后粒徑增大（因體積質(zhì)量小于水而上浮），表層浮油會逐漸集中到出油口，當液面超過出口時便排出箱體，而水經(jīng)過濾區(qū)后流出分離器。油水分離器為一體化定型設(shè)備，設(shè)計處理量為3.0m3/h，外型尺寸（L×B×H）為3500mm×1500mm×2500mm。
2.4 微孔膜生物反應(yīng)器
微孔膜生物反應(yīng)器作為處理流程中的主體裝置，主要用于氧化、分解、去除廢（污）水中的有機物。該裝置由微孔膜組件和生物反應(yīng)器構(gòu)成，用無機微孔膜組件替代沉淀池實現(xiàn)泥水分離可大大提高反應(yīng)裝置內(nèi)的污泥濃度，有利于提高反應(yīng)器的容積負荷，減小占地面積。生物反應(yīng)池采用生物接觸氧化法，內(nèi)裝填PVC網(wǎng)格狀外殼，內(nèi)填有纖維絲的球形填料，其比表面積為600～1000m2/m3，球體直徑約為100mm。經(jīng)過生物降解和膜分離的共同作用，使水中有害物質(zhì)含量大大降低。該裝置為一體化定型設(shè)備，設(shè)計處理量為3.0m3/h，外型尺寸（L×B×H）為4000mm×2000mm×3000mm；附屬設(shè)備——鼓風(fēng)機2臺（1用1備），Q=1.0m3/min，P=14.7kPa。
2.5 污泥脫水干化裝置
該裝置為復(fù)合式污泥干化槽，集污泥濃縮、脫水、干化為一體，將微孔瓷磚等作為過濾介質(zhì)，具有操作方便、使用壽命長、占地面積小等優(yōu)點。污泥脫水干化裝置采用一體化定型設(shè)備，設(shè)計處理量為3.0m3/d，外型尺寸（L×B×H）為800mm×800mm×2200mm，采用自動清泥技術(shù)。
3 處理效果
3.1 系統(tǒng)的除污效果
該含油廢水處理工程總投資為55.0萬元，于1999年4月開始施工，3個月后進行調(diào)試，運行約2個月后通過當?shù)丨h(huán)保部門的驗收。一年多來的實際運行結(jié)果表明，經(jīng)過酸化調(diào)節(jié)池的預(yù)處理可使廢水中COD濃度降低10%～15%，廢水的可生化性得到了進一步提高；大部分的動、植物油在油水分離器中被去除（去除率為85%～90%），有效減輕了后續(xù)生物處理的負荷；微孔膜生物反應(yīng)器出水COD、SS、動植物油的去除率均穩(wěn)定在85%以上，系統(tǒng)出水水質(zhì)均明顯優(yōu)于《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）中的二級標準（COD、動植物油、SS的總?cè)コ史謩e為96.8%、90.7%、88.7）。
3.2 膜生物反應(yīng)器效能分析
由實際運行可知，大部分COD是在生物反應(yīng)器中去除的，而膜的分離截留對系統(tǒng)出水水質(zhì)的穩(wěn)定起決定性作用。在運行期間膜通量基本保持在0.15m3/(m2·h)，設(shè)計運行周期為30d，每一工作周期結(jié)束后采用高壓水沖洗膜面（視膜面污染情況歷時為30～40min/次）和化學(xué)藥劑清洗（采用5%的NaOH溶液在線反洗30～50min）相結(jié)合的方式，可使膜通量得到有效恢復(fù)。同時，為保持膜系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行，可采取下述措施：
（1）保持反應(yīng)器內(nèi)良好的水力條件，加強膜周圍水體的循環(huán)和空氣對膜面的剪切作用。
（2）加強廢水的預(yù)處理，將部分溶解性有機物或微細膠體轉(zhuǎn)化成固相可以充分發(fā)揮膜分離的作用，而混凝法和添加PAC（粉末活性炭）均可有效去除部分有機物。
（3）保持穩(wěn)定的運行條件，控制反應(yīng)器內(nèi)污泥的停留時間和定期、適量排泥都有利于提高反應(yīng)器內(nèi)的生物活性。
3.3 經(jīng)濟分析
（1）占地面積：45.0m2（含鼓風(fēng)機房及儲藥間）。
（2）設(shè)備負荷：總裝機容量為13.55kW，污水泵、曝氣機均為1用1備，其功率為7.05kW。
（3）處理費用主要包括人工費、藥劑費、動力費：
①設(shè)兼職管理人員一名，人工費為0.35元/m3。
②投加的PAM按20元/kg、硫酸鋁按1100元/t計算，則藥劑費為0.3元/m3。
③按0.5元/（kW·h）計，則電耗為0.38元/m3。
由此可知，處理費用為1.03元/m3。
4 結(jié)語
（1）針對廢水乳化程度高、動植物油和COD含量大的特點，采用破乳絮凝、油水分離及微孔膜生物反應(yīng)器相結(jié)合的處理工藝可使出水達到并優(yōu)于《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）中的二級標準，系統(tǒng)出水若經(jīng)深度處理后可達到回用水質(zhì)標準。
（2）調(diào)節(jié)池集調(diào)節(jié)、預(yù)曝氣、隔油為一體，可以將進水中的大顆粒凝固油脂隔除，有效避免了對污水泵進水口的堵塞。
（3）微孔膜生物反應(yīng)器用無機微孔膜組件替代沉淀池實現(xiàn)泥水分離，使反應(yīng)池內(nèi)充氧條件好，單位容積微生物量大，具有容積負荷高、不存在污泥膨脹、出水效果穩(wěn)定、占地面積少、維護管理方便等優(yōu)點。
