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摘要 将UASB(升流式厌氧污泥床) 与BAF (曝气生物滤池) 工艺联合用于实际工程处理油脂
废水,在有效预处理条件下,CODCr 、SS 和油脂的去除率可分别达到97 %、86 %和75 % ,出水可达《污
水综合排放标准》( GB 8798 —1996) 一级排放要求。工程总投资费用为351120 万元,水处理运行费
用为1141 元/ m3 。
关键词 UASB BAF 炭滤池 油脂废水 乳化油
油脂废水主要在植物油提取和精炼过程中产
生,属于高浓度有机废水,一般含油量为200～2 000
mg/ L ,CODCr为2 000～7 000 mg/ L[1 ] ,其水质水量
波动较大,变化幅度通常为1～3 倍,但不含重金属
和有毒物质,营养配比适中,可生化性好,适于生化
处理[ 2 ] 。本文通过某粮油公司油脂废水处理的工程
实践,对UASB —BAF 联合处理油脂废水技术工艺
进行探讨。
1 工程概况
111 废水水质水量
某粮油公司主要进行大豆油的生产,采用化学
精炼工艺炼油,用碱来中和油脂中的游离脂肪酸,相
对物理工艺而言,排放污水的含油量大,污染物浓度
高。精炼废水主要是从离心机排出的碱炼脱酸后油
脂水洗产生的高含油废水;浸出车间排放的主要是
在使用有机溶剂溶解油脂,然后再把浸出的混合油
进行分离而取得毛油过程中产生的废水,及经过冷
凝器冷凝产生的废水,其水质稍好但温度较高;其他
废水主要为工业冷却水,共1 600 m3 左右,水质较
好,部分外排,另一部分进入废水处理系统调节水
质,具体水质水量见表1 。
表1 废水水质水量
项 目 CODCr/ mg/ L p H 水量/ m3 / d 含油量/ mg/ L
精炼废水 10 000 11 9 50～80 285 (隔油后)
浸出废水 1 000 40～80 124
其他废水 300～500 7 5 600～700 100
112 工艺流程
设计处理量为1 000 m3 / d ,UASB 最高容积负荷为5 kg CODCr / (m3 ·d) ,工艺流程见图1
图1 UASB —BAF 处理油脂废水工艺流程
113 主要构筑物及设备(见表2)
设 备 数 量 有效容积或型号 主要工艺参数
隔油池 1 81 m3 HR T = 1 h
气浮池 1 Q = 50 m3 / h N = 3.7 kW
调节池 1 340 m3 HR T = 8 h
UASB 反应器 1 420 m3 HR T = 13.3 h
脱硫池 1 160 m3 HR T = 3 h
沉淀池 1 135 m3 HR T = 3.5 h
BAF 系统 2 170 m3 HR T = 7.3 h
炭滤池 1 21 m3 HR T = 30 min
鼓风机 4 SSR100 2 台, SSR65 2 台
带式压滤机 1 带宽0.5 m
2 工程运行情况
211 预处理
预处理采用UASB —BAF 组合工艺,它是处理
含油和油脂废水成功与否的关键。精炼废水含油量
高,但水量较小,因此首先采用油水分离系统进行处
理,处理过程中添加浓硫酸以调整p H。浸出废水
水温较高(60～80 ℃) ,首先经过冷却塔冷却,然后与经过油水分离的精炼废水和其他低浓度废水混合
进入三级重力隔油系统进行处理,不仅能大量分离
和回收废水中的油和油脂,还可以避免大量油和油
脂进入UASB —BAF 系统中,引起污泥漂浮并影响
生物膜的处理效率。
经过重力隔油之后,需要对废水进行p H 调节,
因为产甲烷菌适宜生长的p H 为615～718 ,范围较
窄,最佳p H 范围为618～712[ 3 ] ,过高的p H 会严重
抑制厌氧菌的活性,过低的p H 则会导致产乙酸菌
大量繁殖而产甲烷菌丧失活性,致使UASB 系统酸
化[4 ] 。为此外设中和池,利用碱溶液进行中和,BAF
出水p H 控制在8～815 。
精炼废水中或多或少会存在一定量的乳化油和
颗粒较小的油珠,采用气浮工艺来处理,对乳化油进
行混凝破乳,投加聚氯化铝混凝剂。
预处理后,将出水泵入调节池,调节池主要是进
行水量调节,并起到初沉池的作用。表3 为预处理
进出水水质。
表3 预处理进出水水质及去除率
项 目CODCr/ mg/ L SS/ mg/ L 含油量/ mg/ L p H
进 水 2 800 800 800 1.9
出 水 1 321 161 30 7.69
去除率/ % 52.8 79. 9 96.25
由表3 可知,预处理不但去除了废水中所含的
大量悬浮态和乳化态的油脂(去除率达96125 %) ,
而且对CODCr 也有相当的去除作用( 去除率达
5218 %) ,降低了后续处理工艺的有机负荷,从而可
以使整个工艺系统能够正常稳定高效地运行。因
此,采取合适的预处理在整个含油和油脂废水的处
理过程中是非常重要的。
212 生化处理
21211 UASB 反应器
在经过一段时间的调试和运行后,UASB 达到
稳定运行状态,进出水水质见表4 。
表4 UASB 进出水水质及去除率
项 目 CODCr/ mg/ L SS/ mg/ L 含油量/ mg/ L p H
进 水1776 234 29 7.69
出 水432 94. 5 17 7.35
去除率/ % 75.68 59.62 41.4
由表4 可知, 与预处理出水相比UASB 进水CODCr和SS 均有所上升,这主要是对BAF 和炭滤池
进行反冲洗而脱落的生物膜重新进入调节池的缘故。
在调试过程中,曾出现污泥流失和污泥上浮的
现象,而且由于开始时对进水p H 控制得不好,一度
出现酸化的迹象。污泥流失是UASB 启动期间比
较正常的现象[ 5 ] ,因为在启动期间,污泥自身存在一
个淘洗和自我适应、自我选择的过程;此外进水流量
也是一个重要的影响因素,如果进水流量控制得不
合适或者短时间内变化过快,使反应器内上升流速
增长过快,就会导致污泥流失。实践表明,在正常运
行期间,废水流量应控制在30 m3 / d 左右,上升流速
控制在0155 m/ h 。污泥上浮主要是由于废水预处
理不合适或者不完全,废水中依然存在较多的油和
油脂。如果废水中含有的油和油脂浓度较高,在进
入UASB 反应器后,就会裹挟污泥,在浮力和表面张
力的作用下上浮。为了克服可能出现的污泥上浮现
象,必须进行合适的预处理。此外乳化油的存在也会
导致污泥上浮,实践表明,一旦含乳化油废水被直接
引入UASB —BAF 处理系统,尽管量不是很大,也会
对系统造成很强的破坏性,UASB 反应器表面会漂浮
大量灰白色污泥, 导致去除效率下降, 除出水中
CODCr显著增加外,对废水中的SS 截留能力也大幅下
降,直接使后续的BAF 出水SS 和CODCr显著增加。
21212 BAF 系统
设计两套BAF 装置并联处理UASB 出水。
BAF 以陶粒为滤料,采用拼装罐技术,容积负荷为2
kg CODCr / (m3 ·d) ,BAF 系统的进出水水质见表5。
表5 1 # BAF 和2 # BAF 进出水水质及去除率
项 目 CODCr/ mg/ L SS/ mg/ L 含油量/ mg/ L p H
进水 477 140 17 7.93
1 # BA F 出水 86.5 68 7. 6 8.19
2 # BA F 出水 104 64 6. 7 8. 12
1 # BAF 去除率/ % 81.87 51.43 55.3
2 # BAF 去除率/ % 78.20 54.29 60.59
由表5 可知, BAF 进水的CODCr 和SS 相比于
UASB 出水均有所提高,主要原因是UASB 出水中夹
带有部分悬浮物,使沉淀池出水中CODCr和SS 增加。
在BAF 运行初期,池面曾一度出现大量的生物
泡沫、出水SS 和有机物浓度非常高以及滤料流失的现象,这主要是UASB 反应器出水CODCr 和SS ,
以及油和油脂浓度较高的缘故。此外,由于BAF 采
用陶粒滤料,利用生物膜去除CODCr ,需要适当的反
冲洗,以使老的生物膜脱落而生成新的生物膜。但
如果没有进行及时和适量的反冲,将会导致BAF 出
水水质恶化,甚至出现生物泡沫。反冲在处理过程
中非常重要,但需要掌握合适的反冲强度[3 ] 。在实
际处理过程中,设定先使用三台鼓风机进行气冲,然
后进行水冲,最后进行气水联合反冲。一般情况下,
BAF 每12 h 反冲一次。反冲完,待BAF 内水质稳
定后再进水。从效果来看,不但可以使滤料得到有
效的反冲,且未造成滤料流失。此外,如果并联的两
个BAF 装置滤料高程不等,也会造成滤料流失。
213 深度处理
采用生物活性炭滤池对经过UASB —BAF 工
艺处理后的较为洁净的水进行深度处理,以满足工
业回用的目的。生物活性炭滤池是一种以活性炭颗
粒为滤料的生物滤池,不仅可以进一步降低CODCr 、
截留SS ,而且具有脱色和除臭的功能。根据抽测,炭
滤池出水CODCr为32 mg/ L 、SS 为21 mg/ L 、含油量
为9 mg/ L 、p H 为8179 ,完全能够达到工业回用的
标准。
214 系统运行情况
整个工程于2004 年2 月建成,经过约2 个月的
调试后,2004 年5 月中旬开始进入正常运行阶段。
表6 为部分正常运行阶段的监测数据。
日 期 进 水 出 水
CODCr SS 含油量 CODCr SS 含油量
/ mg/ L / mg/ L / mg/ L / mg/ L / mg/ L / mg/ L
0521 2 480 88 29 63 138 13
0525 1 131 106 32 80 35 3
0601 2 248 94 39 61 5 8
0611 1 864 136 27 4 12 4
0615 722 493 25 56 27 3
0621 304 114 21 44 28 10
0625 2 160 102 16 28 20 5
0701 2 240 868 21 19 6 1
0705 495 174 50 3 22 7
0711 1 440 250 38 52 18 5
0715 1 231 545 30 63 15 15
平均值 1 483.2 270 29.82 43 29.64 6.73
去除率/ % 97 89 77
3 技术经济分析
工程占地3 000 m2 ,总投资费用为3511 2 万元,
其中土建和设备部分为294139 万元。全年处理废
水3615 万m3 ,电耗为1157 kW/ m3 ,水处理运行费
用为1141 元/ m3 。
4 结论
(1) 实践表明,采用UASB —BAF 组合工艺处
理植物油精炼厂产生的含油和油脂废水是完全可行
的。关键是要进行充分、彻底和合适的预处理,这直
接关系到UASB —BAF 系统能否正常运行。
UASB —BAF 系统对CODCr 、SS、含油量的去除率
分别为97 %、86 % 、75 % ,出水可达《污水综合排放
标准》( GB 8978 —1996) 一级排放标准。
(2) 为了达到工业回用的目的,采用炭滤池进
一步对BAF 出水进行深度处理,不但可进一步去除
BAF 出水中残存的CODCr和SS ,而且可以有效去除
水中的色度。
(3) 生产过程中可能产生乳化油,其机理类同
胶体,呈水包油状态。尽管含油量仅在528 mg/ L
左右,但是在没有加入阳离子的情况下,非常稳定,
不易去除,对UASB 中的污泥存在相当大的影响。
因此,需要在预处理阶段采用合适的破乳剂对其进
行破乳,并通过气浮去除破乳后的油和油脂。
(4) UASB 产生的污泥量极少,只需每半年排
泥一次。剩余污泥先经重力浓缩,后采用带式压滤
机进行脱水,脱水污泥外运处理。
参考文献
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收稿日期:2005 11 21
修回日期:2005 12 19
