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地沟油废水处理工艺改造与运行
更新时间:2016-12-15 来源:《中国给水排水》 作者:汪星志,汪晓军,詹德明

摘要:广州某地沟油回收处理公司的废水处理工艺失效,出水水质严重不达标。在对废水水质、水量进行分析后,根据目前系统存在的问题,充分利用现有的构筑物和设备,提出采用升流式厌氧污泥反应床( UASB) /好氧/曝气生物滤池/Fenton 氧化工艺进行改造,经过半年的调试运行,废水COD 值由10 000 ~ 12 000 mg /L 降到90 mg /L 以下,NH3 - N 由400 mg /L 降到10 mg /L 以下,出水水质满足广东省《水污染物排放限值》( DB 44 /26—2001) 二时段一级标准。

地沟油废水主要在地沟油的精炼和提取过程中产生,由于存在废油脂和腐败的食物,地沟油废水成分复杂,有机物含量及氨氮含量高,也存在一定的无机盐,若直接排入水体,因其表层的油膜会影响甚至阻碍氧的传质,造成水中溶解氧下降,影响好氧微生物的生长并使水体水质恶化,最终导致环境严重污染。因此,对此类废水进行有效处理是极其必要的,目前对该类废水的处理多采用生化与物化相组合的工艺[1]。

广州市某地沟油回收处理有限公司从事地沟油的收集与加工生产,目前正处于扩建投产中,外排废水中主要污染物为COD、BOD5、SS、NH3 - N、动植物油等。而原有废水处理系统工艺失效,废水经处理后未能达到排放标准,因此需进行升级改造。根据当地环保要求,改造工艺处理出水水质应符合广东省《水污染物排放限值》( DB 44 /26—2001) 二时段一级标准。

1 设计废水水质、水量及排放标准

按公司提供的数据,废水设计处理量为15 m3 /d。进水水质及排放标准见表1。

2 废水处理改造工艺

2. 1 工艺分析确定

该公司改造前采用集水池/厌氧池/好氧池/杀菌池/一体化流化床/沉淀池/砂滤池/排放池的“物化+ 生化”的处理方式,但据现场考察,该工艺段已失去原有的功用,有机物得不到有效降解,造成出水水质不能满足排放标准。

根据本工艺特点与废水特性,提出以下改造措施:

① 将厌氧池改造成升流式厌氧污泥反应床( UASB) ,以高效的厌氧反应器将废水中难降解的大分子有机物降解为可生化性良好的小分子有机物;

② 在原有杀菌池与流化床之间加设曝气生物滤池设备,提高有机物的好氧降解效率;

③ 将现有杀菌池改造为沉淀池;

④ 将现有氧化床改造为Fenton 氧化池,将不可生物降解的有机物进行有效去除。

此四项措施可在处理成本较低的情况下,保证最终出水的达标排放。工艺流程见图1。

2. 2 主要新增构筑物、设备与工艺

主要新增构筑物及设计参数见表2。

由于废水为地沟油经酸解后所得,其pH 值仍然呈酸性,且含有一定量的悬浮物,因此将废水经过预处理调节pH 值及沉淀脱除悬浮物后进入集水池,再经过高效的厌氧反应器; 升流式厌氧污泥反应床( UASB) 将废水的油脂、蛋白质和其他大分子有机物降解为小分子物质,从而大幅降低废水的COD,同时提高废水的可生化性。废水经厌氧处理以后,再经过好氧池+ 曝气生物滤池处理。曝气生物滤池具有生物氧化降解和截留SS 双重功能[2],去除可以生物降解的有机物,是处理地沟油废水成功与否的关键[3]。此外,利用曝气生物滤池,通过微生物的硝化与反硝化作用,将大部分氨氮去除,从而有效减少地沟油废水中的氨氮含量。

经过“UASB + 好氧池+ 曝气生物滤池”生化处理系统以后,废水中残留的有机物为难以生物降解的有机物,再采用Fenton 氧化技术作深度处理。通过化学氧化作用将废水中难生物降解物质进行氧化,进一步降低废水COD,以保证最终出水COD 值达标。

3 工程调试与运行

3. 1 工程调试

调试主要针对UASB、曝气生物滤池与Fenton系统。

3. 1. 1 UASB

经过UASB 处理后出水pH 值在6. 8 ~ 7. 2 之间,向系统投加废水以培养颗粒污泥,初始废水COD 为500 mg /L 左右,COD 的去除率为80% 并且稳定3 天后逐步提高有机负荷,进水量在上次进水量的基础上提高10%,经过60 天后最终有机负荷达到设计指标时,出水COD 为1 400 ~ 1 600 mg /L,去除率> 70%。

3. 1. 2 曝气生物滤池

曝气生物滤池系统的调试主要是对微生物的培养驯化。UASB 出水经过好氧池处理后pH 值为7~ 9,将好氧池出水通入曝气生物滤池。在调试期间,投加一定量的面粉和营养物质,使COD 提高至400 ~ 500 mg /L,闷曝48 h 左右,经过7 天曝气生物滤池内COD 的去除率达到60%,此时曝气生物滤池挂膜完成。挂膜后每天进水4 m3,且每天继续投加少量面粉,使进水COD 为500 ~ 600 mg /L,经过16 天COD 去除率> 40%,连续稳定运行2 周后驯化完成。此后开始进水,每2 天增加1 m3 废水量,同时减少面粉的投加量,经过15 天培养驯化,最终COD 去除率稳定在40%以上。

3. 1. 3 Fenton 系统

根据小试,将曝气生物滤池出水通入Fenton 系统,投加硫酸控制进水pH 值在3 ~ 4,Fenton 反应需浓度为30%的H2O2为0.004 29 t /m3,30% 的液碱量为0.007 2 t /m3,硫酸亚铁投加量为0. 003 9 t /m3。

3. 2 运行效果

地沟油废水处理系统经改造完成并投入调试运行后,进水量为1 m3 /h,每天运行时间为15 h,再对系统的进、出水水质指标进行监测,相关指标均按照相关方法[5]进行测定,以确定系统的整体运行效果。各改造工段对COD 的处理效果见图2。

版权、出处:《中国给水排水》

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