油脂有機工業(yè)廢水深度處理的研究
油脂化工有機廢水一般有機物含量高，成分復雜，對環(huán)境的污染嚴重采用生物處理工藝可以有效去除油脂化工有機廢水中的多種污染物，使出水達到國家要求排放標準;但若以回用為目標，尚需進行深度處理，本研究以某油脂化工廠經(jīng)生化處理的出水為對象，在單元小試基礎(chǔ)上進行了油脂廢水再生回用的生產(chǎn)性實驗研究。
1深度處理的工藝選擇
某油脂化學廠污水處理站平均日處理水量約800m3，進水COD為1000-7100mg/L，BOD5為490-3600mg/L，SS為600mg/L，油為12-120mg/L，陰離子表面活性劑（LAS）為5-43mg/L，pH在9-14之間，Cl-在100-1500mg/L，另外還含有少量烷基苯磺酸鹽和烷基磺酸鹽類陰離子洗滌劑、血紅素等難降解有機物，該污水站采用預處理-厭氧-SBR工藝處理廢水，具體流程：進水→中和池→隔油池→破乳池→氣浮池→厭氧池→SBR反應池→貯水池→出水。其中厭氧池600m3和2個400m3的SBR池，污水站實際經(jīng)厭氧—SBR處理后出水COD在60-90mg/L,濁度在10-30NTU，LAS在0.1-2.0mg/L，氨氮在2.0-4.0mg/L，油類未檢出，總磷為0.3-0.4mg/L，pH穩(wěn)定在7.5左右，針對生化出水水質(zhì)情況，同時兼顧運行成本，確定深度處理工藝為：生化處理出水→絮凝反應池→直接過濾→二級活性炭吸附→ClO2氧化消毒→回用。
2實驗小試
2.1絮凝反應-直接過濾
小試采用有機玻璃濾柱高度為200cm，內(nèi)徑5cm，由于處理對象為生化出水，對濾料的截污能力要求較高，因此，采用纖維球新型濾料，填充高度為110cm。
絮凝反應中，選用振清高效COD去除劑，既能夠很好的去除廢水中剩余COD含量，又能夠進一步有效的降低廢水中濁度和其他各項指標。藥劑的投加量、反應時間和濾速是影響該工藝處理效果的重要因素，采用正交實驗方法對上述因素進行考察，選取因子水平如下表1（表中A為振清高效COD去除劑投加量，mg/L；B為反應時間，min；C為濾速，m/h）實驗各項水質(zhì)指標均采用國家規(guī)定標準方法，原水COD為95mg/L，濁度為18NTU，氨氮為3.5mg/L，總磷為2.0mg/L。
正交實驗結(jié)果如下表2所示，為減少實驗誤差，水樣取自開始運行30min后，每組實驗結(jié)束后均進行反沖洗，從實驗結(jié)果可以看出，對COD濁度最大去除率均出現(xiàn)在方案A3B2C1，即最佳操作條件為振清高效COD去除劑投加量為20mg/L，反應時間為5min，直接過濾速度為10m/h。
2.2活性炭吸附
該部分實驗主要通過靜態(tài)吸附實驗，考察活性炭對污染物的吸附特征，活性炭主要參數(shù)為：碘值1200mg/L，亞甲藍值1300mg/L，比孔容積0.515ml/g，平均孔徑1.85nm。
靜態(tài)吸附實驗采用水平搖床振蕩法，首先將顆粒狀活性炭用純水洗滌后用110℃烘干，研磨至粉末，取200目篩分，然后稱取10g粉末碳投加至100ml具塞磨口振蕩瓶中，充分反應12h，達到吸附平衡后用0.45um濾膜過濾，取濾后水樣進行分析，原水COD為33mg/L，濁度為2.0NTU，總磷為1.2mg/L，實驗結(jié)果見圖1。
從圖1可以看出，加大活性炭投加量，活性炭對COD和總磷的吸附平衡濃度都隨之降低，將試驗數(shù)據(jù)整理用吸附等溫線進行擬合，可得實驗溫度對COD和總磷的吸附等溫式：q=kCs1/n對COD:q=0.138Cs0.7051；對于總磷;q=0.0467Cs0.2417,從擬合結(jié)果可以看出活性炭對COD和總磷的吸附常數(shù)分別為0.7051和0.2417，因此對于二者均具有良好的吸附性能，但對于總磷的吸附效果優(yōu)于對COD的吸附效果。
2.3二氧化氯消毒
實驗中采用ClO2商品溶液作為消毒劑，對ClO2消毒時間和投加量進行實驗，原水COD為6mg/L，細菌數(shù)為1.2×104CFU/ml，pH為6.9。
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從圖2可以看出，加大ClO2，對細菌的滅活率也隨之提高，當投加量大于2mg/L時，反應8min滅活率即可達到99.5%以上，殘余細菌總數(shù)為71CFU/ml，此外增加反應時間，效果變化不大，因此實驗確定ClO2消毒最佳操作條件為添加量2-2.5mg/L,反應時間為5-8min。
3現(xiàn)場生產(chǎn)性實驗
3.1實驗裝置
生產(chǎn)性實驗設(shè)計流量為400m3/d，振清高效COD去除劑采用管式混合投加方式，將振清高效COD去除劑直接通過計量泵定量投加，投加量為20mg/L，纖維球濾料罐一備一用，采用壓力式過濾，直徑1200mm。填充高度為2000mm，實際濾速為10-11m/h,配有氣水反沖洗系統(tǒng)，活性炭罐，兩用一備，直接為1600mm，填充活性炭高度為2400mm，實際接觸時間為15-25min，與纖維濾罐公用反沖洗系統(tǒng)。ClO2消毒劑采用耐酸計量泵投加至管道，在輸水管內(nèi)直接消毒，投加量為2mg/L，反應時間為5min。
纖維球濾罐采用壓力控制反沖洗，出口壓力差超過1.5×105Pa，即水頭損失超過15m時開始反沖洗操作，采用水沖-氣沖-水沖方式?jīng)_洗，強度分別為13L（m2˙s）、11L（m2˙s）和3.5L（m2˙s），沖洗時間為1-3min，活性炭罐每天反沖洗一次，沖洗強度和時間為3.5L（m2˙s）和1-3min，反沖洗廢水均返回厭氧池處理。
3.2運行結(jié)果
從6-9月份，運行三個月實驗數(shù)據(jù)如下：
3.2.1COD的去除
由于該廢水經(jīng)厭氧-好氧兩級生物處理，剩余COD主要是難降解有機物和部分為沉淀污泥碎片構(gòu)成，通過使用振清高效COD去除劑在經(jīng)過直接過濾罐，實驗前后COD從65-95mg/L降至5mg/L，總?cè)コ蔬_95%。
3.2.2濁度和色度的去除
本系統(tǒng)SBR工藝采用靜置和筆水排水，避免水流帶來的不良影響，實驗期間濁度和色度去除效果見表3，經(jīng)振清高效COD去除劑處理-直接過濾后可將原水濁度33NTU降至5NTU，去除率達85%，剩余濁度經(jīng)活性炭吸附后幾乎沒有。
3.2.3其他污染物的去除
從表3可明顯看出，經(jīng)過深度處理后廢水氨氮及總磷也大大降低，pH有所下降，同時ClO2消毒可將細菌總數(shù)進一步降低為100CFU以下。處理后各項水質(zhì)指標均已達到市政供水水質(zhì)指標，實驗期間，兩車間以市政供水為主要水源，回用水為輔助水源，未發(fā)現(xiàn)有任何與回用水引起的不良現(xiàn)象，車間工人反應良好。
4結(jié)論
1.針對現(xiàn)有工藝處理后水質(zhì)特點，提出振清高效COD去除劑絮凝-直接過濾→二級活性炭吸附→ClO2氧化消毒作為深度處理工藝，并以小試規(guī)模對各單位進行研究。
2.含油有機工業(yè)廢水進行深度處理后，出水COD為5mg/L,總?cè)コ蔬_95%，濁度和色度幾乎沒有，氨氮為0.5-2.5mg/L、總磷0.2mg/L，主要水質(zhì)指標均滿足市政供水水質(zhì)標準，可作為車間生產(chǎn)工藝用水。