廢礦物油再生工藝廢水處理工藝的研究

文_邱占謀 福州慶林環保科技開發有限公司

1 廢礦物油再生生產廢水水量與水質

某新能源科技有限公司主要從事廢礦物油提煉生產潤滑油基礎油、潤滑油各類成品油，年處理廢礦物油10萬t,項目日產廢水約40t，廢水主要來源于減壓精餾階段產生的冷凝水、罐車洗罐水以及辦公生活污水等，綜合廢水的COD可高達6000mg/L。該項目位于邵武市吳家塘工業園區內，該工業園區建設有園區污水處理廠，項目的廢水經處理后達到《污水綜合排放標準》（GB89787-1996）符合三級排放標準后，方可納入園區污水處理廠作進一步處理。

2 污水處理工藝選擇

2.1 原廢水處理工藝

原工藝流程為“生產廢水→調節池→破乳→渦凹氣浮→厭氧濾池→兩級A/O池→斜管沉淀→出水達標排放”，設計參數如下：

調節池：L×B×H=10.0m×3.0m×3.0m。

破乳反應池：L×B×H=1.2m×1.2m×1.5m，HRT(水力停留時間)=1.0h。

渦凹氣浮池：L×B×H=1.2m×2.0m×2.5m，HRT(水力停留時間)=3.0h。

上流式厭氧濾池：L×B×H=4.0m×6.0m×3.0m，HRT(水力停留時間)=30h。

兩級A/O池：L×B×H=6.0m×15.0m×3.0m，HRT(水力停留時間)=60.0h。

斜管沉淀池：L×B×H=2.0m×6.0m×3.0m，HRT(水力停留時間)=3.0h。

項目自2015年5月5日開始接種城市污水處理廠的污泥，調試運行了兩個月左右，存在問題。

上流式厭氧濾池：隨著污水上水量不斷增加，較高進水濃度抑制了厭氧濾池中微生物生物活性，導致進水COD的去除率接近0。

兩級A/O池：由于單位體積負荷高，兩級A/O池污泥呈深黑色絮狀，結構松散，沉降性能差。SVI（30）是反映污泥沉降性能的一個重要指標，隨著調試時間的進行，SVI（30）呈逐漸減小，活性污泥濃度呈下降趨勢。

2.2 改進后的廢水處理工藝

針對調試初期系統存在的問題，據此對原有工藝流程進行適當調整。

新增一個生產廢水集水池，將生產廢水先經破乳與氣浮處理后再流入原調節池，在其中與斜管沉淀池出水部分回流水、生活污水進行混合，從而極大降低了后續生化處理系統的進水污染物濃度，保證生物濾池與兩級A/O池在低的單位體積負荷下工作，減少微生物的抑制性。

針對該類廢水的難生物降解的特性以及高濃度廢水對活性污泥存在抑制作用，通過擴大厭氧濾池容積，增加厭氧濾池的停留時間，進一步提高廢水的可生化性。

調整后的工藝為“生產廢水→集水池→破乳→渦凹氣浮→調節池→厭氧濾池→兩級A/O池→斜管沉淀→出水達標排放（部分出水回調節池做稀釋用）”，工藝設計參數如下：

集水池：L×B×H=4.0m×3.0m×3.0m。

調節池：L×B×H=10.0m×3.0m×3.0m。

破乳反應池：L×B×H=1.2m×1.2m×1.5m，HRT(水力停留時間)=1.0h。

渦凹氣浮池：L×B×H=1.2m×2.0m×2.5m，HRT(水力停留時間)=3.0h。

上流式厭氧濾池：L×B×H=4.0m×12.0m×3.0m，HRT(水力停留時間)=30.0h。

兩級A/O池：L×B×H=6.0m×15.0m×3.0m，HRT(水力停留時間)=32.0h。

斜管沉淀池：L×B×H=3.0m×5.0m×4.0m，HRT(水力停留時間)=3.0h。

3 結果與討論

3.1 污泥表觀變化

隨著馴化時間的延長，污泥顏色逐漸恢復到黃褐色。根據污泥沉降性能實驗，可以觀察到污泥可以快速聚集到一起，形成小聚體，泥水界面明顯，并均勻下降，5min時間內，可以完成沉降的90%左右，說明污泥沉降性能較好。

3.2 COD去除率變化

系統接種污泥后，先進行了48h的悶曝，使污泥泥色逐漸變為黃褐色。然后開始進水，初期進水的COD控制在1000左右，后逐漸提高。由系統進出水COD的變化曲線圖(見圖1）可以看出，隨著進水COD濃度的逐漸增加，活性污泥對COD的去除率在一定范圍內呈逐漸上升的趨勢，但當進水COD的濃度超過一定后（由圖1可知COD濃度為2500mg/L），活性污泥對COD的去除率呈下降趨勢，此時出水的COD呈緩慢上升，當進水的COD超過3000mg/L后，出水的COD濃度超過了500mg/L，并迅速增加。為了保證系統出水能夠滿足三級排放標準，將進水COD降低至2500mg/L，根據對出水的COD進行監測可知，系統出水的COD又緩慢降至500mg/L以內，并維持在400～500mg/L之間。之后，為了驗證圖1結果，又進行一個批次的試驗，其結論與圖1的結論相同。因此，最終確定進水的COD濃度應低于3000mg/L，否則系統將不能滿足達標排放要求。

圖1 COD變化曲線圖

3.3 不同水力停留時間（HRT）下COD變化

維持進水COD濃度在2500mg/L左右，考察不同停留時間（HRT）情況下出水COD變化，結果見圖2，隨著廢水在系統中的水力停留時間的增加（40～60h），COD去除率呈較快地上升，60h之后，出水的COD去除率達到了85%左右，之后COD去除率上升趨于緩慢，并穩定在86%左右。可以認為造成此狀況的原因是，當水力停留時間超過60h后，水中剩余的有機物被活性污泥所降解的速率較慢或者為不能被降解的物質，所以盡管停留時間增加了，最后試驗停留時間達到90h，但是出水的COD去除率仍保持不變。從出水COD濃度值也可以直觀地看到，水力停留時間超過60h后，出水COD濃度維持在350mg/L左右。因此，對于該類廢水保證厭氧與好氧總停留時間在60h，可以保證系統最終出水能夠達到《污水綜合排放標準》（8978-1996）表4中的三級排放標準要求。若要通過延長水力停留時間來進一步降低出水COD濃度值，則會導致工程投資迅速增加，經濟性差。

圖2 不同反應時間的COD變化曲線圖

3.4 MLSS、SVI變化

通過定期排出剩余污泥（每隔3～4d排泥一次），反應器內的污泥MLSS值穩定在6000～7500mg/L之間，SVI值維持在55%～65%。另外，提高活性污泥濃度可以適當提高污水的處理效果，但是過多的污泥會引起活性污泥沉降性能的下降，最終導致出水的濁度增加、出水COD上升等問題。因此，及時地定期排放剩余污泥，可以保證活性污泥處理系統的正常運行。

4 結語

廢礦物油再生生產工藝廢水具有難生物降解性，盡管高濃度該類廢水會抑制微生物的活性，但通過廢水的稀釋可以采用活性污泥法進行處理。

廢礦物油再生生產工藝廢水經稀釋并使進水COD濃度在3000mg/L以下時，生化處理系統才能正常穩定運行，且COD去除率可以穩定在85%左右。過高的COD濃度會微生物活性產生極大的抑制作用，并產生大量的泡沫，從而導致整個生化處理系統的失效。為保證系統的穩定運行，建議進水COD濃度維持在2500mg/L左右。

及時地定期排放剩余污泥是生化處理系統穩定運行的重要保證。根據以上分析可以，對于廢礦物油再生生產工藝廢水生化處理工藝的運行參數建議是MLSS 6000～7500mg/L，SVI 55～65%。