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废油加工废水处理的现场中试研究

来源:学术堂 作者:韩老师
发布于:2015-05-26 共3894字
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【第1部分】废油回收加工工厂的废水处理研究
【第2部分】废油回收加工中的废水处理工艺设计绪论
【第3部分】废油加工废水处理的小试研究
【第4部分】 废油加工废水处理的现场中试研究
【第5部分】某废油加工废水处理工程
【第6部分】地沟油回收加工厂废水处理方法探析结论与参考文献

  第三章 废油加工废水处理的现场中试研究
  
  经过实验室小试实验研究,对于废油回收加工废水的水质情况、预处理要求、厌氧及好氧的生化处理情况有了一定的研究成果。由于该厂已处于开发区中心,政府已安排好迁址,但在新厂建设期间,公司仍保持原厂址内的稳定生产,但厂内的废水处理系统不能满足处理要求,因此根据实验结果,公司领导商议后决定,利用系统原有废水处理系统,新增 UASB 系统、并对原设施的运行进行调整,达到每天处理 100吨废水的中试处理系统,以进一步验证处理工艺和负荷等,为新厂新建废水处理系统做参考,同时更好的为原厂址内的生产活动服务。

  3.1 污水处理系统介绍
  
  该公司原有一套污水处理系统,废水先进行处理(包括隔油、调节、水解酸化等预处理设施),再经 SBR 处理,出水经过气浮后,直接排放,但由于原水浓度较高,水量大,对于 SBR 的冲击负荷过大,原系统基本无法正常使用,且原厂址的出水指标要求执行《国家污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级排放标准,因此出水基本无法达标,严重制约了生产的正常进行。

  经过公司领导决定在原有系统的基础上,通过增加部分构筑物,能实现处理量100m3/d,进水 CODcr 浓度在 6000mg/L 左右,最终出水 CODcr 小于 100mg/L 的目标。

  3.2 中试废水
  
  中试试验废水为厂方提供的工艺废水,主要来源生产废水,车间及仓库地面冲洗水,洗桶废水等。【1】

  
  3.3 中试系统
  
  3.3.1 中试流程
  
  该废水中试处理工艺流程见图 3-1:原废水经隔油后,进入调节池,再用泵抽至气浮池,气浮池出水投加石灰,混合后进入沉淀池,清液进入水解酸化池,污泥进入污泥池。水解酸化池采用水泵将后面的泥水混合物打至第一沟内回流,部分泥水混合物打至后面的沉淀池,进行泥水分离,污泥回流至水解池,清液溢流至中间水池,在中间水池内投加营养物质,并采用蒸汽加热控制水温至 35 度左右。中间水池的废水用泵调至一级厌氧,出水自流到二级厌氧,厌氧出水进入好氧曝气池内,曝气池的泥水混合液用泵提升至二沉池,进行泥水分离后,出水流至气浮池进行深度处理,污泥自回流至曝气池进水口处,以保证曝气池内的污泥浓度。气浮池出水流至氧化槽,投加化学药剂,确保出水达标排放。

  3.3.2 中试设备
  
  本中试研究设计构建物参数如表 3-2:
  
  3.4 中试过程
  
  3.4.1 厌氧系统的运行
  
  厌氧系统的运行主要对一级新建的 UASB 进行,有效容积 200m3,二级只做为厌氧沉淀池考虑。厌氧系统运行可以分为三个阶段:启动阶段,负荷提升阶段和稳定运行阶段。

  (1)启动期厌氧系统的启动主要目的有两个:一是升高 UASB 反应器内温度,至 35℃左右,以确保中温运行;二是使加入反应器的厌氧污泥恢复活性,以低负荷开始启动,反应器的负荷控制在 1.0kgCOD/(m3·d)左右。

  在此期间内,UASB 系统进水通过回流水调节,控制浓度控制在 4000~6000mg/L,进水量约在 30~50m3/d,进水方式为间歇进水,容积负荷控制在 1.0 kgCODcr/(m3·d)左右,中间水池的水温控制在(35±2)℃。启动期约有 20 天,期间一段时间的进出水 CODcr 及去除率变化情况如图 3-5:从图 3-5 可知,控制进水 CODcr 浓度在 4000~6000mg/L 之间,容积负荷在1.0kgCODcr/(m3·d)左右,CODcr 去除效率能达到 85%以上,说明 UASB 已完成启动,污泥已进入良好状态。

  (2) 提升负荷期根据以往经验,UASB 运行的一个阶段应该是进水 COD 低于 5000mg/L,故提升负荷时,考虑的是先增加处理水量以达到增加负荷的目的,前期是增加进水时间,后期是通过同时增加原水进水量及回流量调节总水量,使 UASB 运行负荷达到 4~5kgCODcr/(m3·d)。

  负荷提升用了近2月时间,期间进出水CODcr浓度与去除率的变化情况如图3-6:由图 3-6 可知,进水容积负荷从 1.0 逐步升高至 4. 5kgCODcr/(m3·d)时,进水 COD众 4000~6000mg/L 提升到 8000mg/L 左右,进水量从 30~50m3/d 逐步增加到90~110m3/d,去除效率一直能维持在 80%以上。

  在试验过程中,出现一次进水 CODcr 超过 10000mg/L 以上的现象,这主要是由于生产副产品--甘油泄露,进入废水调节池内,但系统没有出现大的波动,仍能稳定运行。

  (3) 稳定运行期在经过负荷提升期的运行后,UASB 的运行负荷已达到 4~5kgCODcr/(m3·d),全部废水也处理完,故厌氧系统一直维持在些负荷下运行。

  此期间内一段时间的进出水CODcr浓度、容积负荷与去除率的变化情况如图3-7:由上图可知,进水浓度一般 6000~8000mg/L 之间,处理水量仍维持在 100m3/d左右,容积负荷稳定在 4~5kgCODcr/(m3·d),出水 CODcr 在 1500mg/L 左右,运行非常稳定。

  (4)产沼气率的确定在中试过程中,也核算了下沼气产率情况。从理论计算,每去除 1kgCODcr 可产生标准状态下的甲烷 0.34m3,但沼气产量和甲烷在沼气中的浓度有关,一般情况下,也不会对甲烷含量进行测量,故只是根据实际检测估算沼气的产率,供沼气利用及实验研究参考。

  在中试过程中,对 UASB 产生的沼气进行了收集,并通过沼气流量计计量后送至公司内的生物质锅炉进行助燃,通过计算,去除 CODcr 量与产沼气量的关系如下图:通过计算,该废水通过中温 UASB 处理,在 4~5kgCODcr/(m3·d)负荷下运行,沼气产率约为 0.5m3/kgCODcr去除左右。

  (5)运行过程问题及解决方法1)厌氧出水带泥问题对于厌氧反应器的运行,最难控制的就是出水带泥,也称“污泥流失”、“跑泥”等。在该 UASB 的运行过程中,也出现过出水带泥的情况,在负荷发生突然变化或者天气气温突变时,特别出现,污泥大量上浮,随出水流到后面的构筑物内,出现此现象时,就需特别小心 ,否则就容易导致 UASB 内污泥量大量减少,污泥负荷突然增加,极易出现酸化现象。因此,通常做法就是在厌氧反应器后续设置二级厌氧或者厌氧沉淀池,保证 UASB 出水所携带的污泥能够沉淀于其中,并通过污泥泵进行污泥回流,将厌氧污泥回至 UASB 内,同时防止厌氧出水带泥过多进入好氧,而影响好氧的运行。在本系统设计时,就考虑到厌氧反应器肯定会出现污泥流失现象,故设计了厌氧污泥外回流装置,把原有的一座罐体设计成二级厌氧,主要起到对一级 UASB 出水再进行低负荷运行,一方面进一步通过厌氧降低废水中的有机物,同时保证 UASB出水中夹带的厌氧污泥截留在其中,并设置了污泥回流泵,能够把其底部的污泥回流至一级 UASB 内。在 UASB 调试期,出水带泥量较大,基本是每天早、中、晚进行污泥回流三次,每次半小时,以二级厌氧出水带 SV 不高于 10%为基准控制污泥回流泵的开启。随着污泥的驯化、负荷的提升,UASB 运行逐步趋于稳定,出水带泥量越来越少,故污泥回流泵的开启也随之调整,保证厌氧污泥只在厌氧系统内循环,而没有流失去好氧。

  2)温度控制问题系统中设计的 UASB 为中温运行,众所周知,厌氧处理温度越高,反应速率越快,每提高 10 度,反应速率会增加一倍。中温一般是指在 30~42℃,所以在运行过程中尽可能把温度提高,但如果控制过高,则容易出现操作不当而超过 42℃的情况,造成污泥环境温度过高而死亡。因此,系统设计时,控制 UASB 进水的中间水池水温为 39℃左右,这样,就能保证 UASB 反应器内的温度在 35±2℃。如果出现气温非常低的情况,则需增加中间水池的水温,以确保反应器内的环境温度。同时,反应器的保温也是控制温度的一大要素。

  3.4.2 好氧系统的运行
  
  好氧池由原有的 SBR 池改造而成,把 SBR 的进水、曝气方式改为连续,与厌氧系统的运行相配合,在原 SBR 池边上建设一座钢制的二沉池。因原 SBR 池是半地下式的,地面上只有 2 米高,而新建的二沉池只能于地面以上,直径 2.5 米,高 3 米,因此,二沉池池面高于曝气池,故在气池内安装泥水混合液提升泵,将曝气池内的泥水提升至二沉池内,进行泥水分离,上清液自流入后续的气浮池处理,底部好氧污泥自回流至曝气池前端。

  好氧系统的运行采用二级厌氧反应器出水直接接入,通过前段厌氧系统的处理量的增加,同步增加好氧系统的处理负荷,出水泵入二沉池沉淀,污泥回流。

  (1)好氧系统的运行分析好氧系统运行情况如下图:由上图可知,几个月运行下来,好氧系统的出水CODcr基本维持在300~400mg/L,能够能够达到《污水排入城市下水道水质标准 CJ3082-1999 污染物排放标准》。

  (2)好氧系统运行过程中出现的问题1)厌氧系统出水波动较大,出水 CODcr 会在 800~2000mg/L 之间变化,这导致好氧的负荷波动频繁,故曝气池内的污泥浓度极易出现波动,SV 和曝气量控制都较难,但只要分析到位,能及时预测水质的波动,好氧的运行仍能维持稳定;2)厌氧有时会出现出水带泥量较大的现象,一量进入好氧曝气池内,则会使曝气池突然溶解氧不够,池内呈现黑色,需要几天时间才能恢复,一时遇到此问题,就需及时调整曝气量,减少进水负荷,尽快将曝气池内污泥恢复正常;3)曝气池内的泥水混合液采用泵提升进入二沉池,提升泵的选择有很大关系,如果转速过快,则会导致污泥被打碎,不易沉淀,影响其污泥活性等,同时回流量也需要及时根据二沉池出水带泥情况进行随时调整。

  3.5 本章小结
  
  利用调节--水解--厌氧 UASB--曝气--二沉池工艺现场进行餐饮废油加工废处理的中试研究,主要结论如下:

  1、该工艺运行较稳定,能保证整体出水达到排放要求2、厌氧 UASB 在 35±2℃下运行,控制进水在 10000mg/L 以下,容积负荷达到4~5kgCODcr/(m3·d)时,CODcr 去除效率能够稳定在 80%左右。

  3、 UASB 厌氧反应过程中,产生大量的沼气,其产率可达到 0.50m3/kgCODcr去除,沼气用于锅炉助燃,能取得一定的经济效益。
  
  4、 在厌氧系统运行过程中,针对污泥流失问题进行污泥回流,在 UASB 后端建议建设一座厌氧沉淀池,以确保厌氧污泥不流失,且不影响后续好氧的运行。

  5 、厌氧出水采用连续运行的曝气池进一步处理,厌氧出水 CODcr 在800~2000mg/L,二沉池出水 CODcr 仍能维持在 500mg/L 以下。

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