陸杰，徐高田
（上海大學(xué)環(huán)境與化工學(xué)院，上海200072）

　　摘　要：采用UNITANK系統(tǒng)和生物接觸氧化工藝處理主要污染物為油脂、甘油等制皂工業(yè)廢水。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究，參數(shù)選擇和運(yùn)行處理效果分析，結(jié)果證明，采用該工藝處理制皂工業(yè)廢水，三格池好氧UNYFANK系統(tǒng)的容積負(fù)荷為1.5kg[COD_cr]／（m³·d）時(shí)，COD去除率可達(dá)80％，接觸氧化池的COD去除率亦在80％左右，處理效果穩(wěn)定。
　　關(guān)鍵詞：制皂廢水；廢水處理；生化處理；生物接觸氧化
　　中圖分類(lèi)號(hào)：X785
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009－2455（2001）02－0025－03

　　制皂廢水主要來(lái)自原料預(yù)處理、提取粗油脂、粗油脂的精制、制皂等過(guò)程，即：清洗、破乳、堿煉、鹽析、堿析等工序。廢水成分主要為油脂、甘油、色素。磷脂、動(dòng)植物纖維、污泥等雜質(zhì)及少量無(wú)機(jī)鹽類(lèi)。廢水中的主要有機(jī)污染物為油脂、甘油等，其COD、BOD、SS等濃度較高，因此，制皂廢水是一種高濃度的含油廢水。
　　在我國(guó)制皂廢水處理中，較常采用的廢水處理工藝為：緩沖—調(diào)節(jié)—曝氣—沉淀—生物轉(zhuǎn)盤(pán)[1-3]。隨著工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，此處理工藝已很難滿(mǎn)足現(xiàn)行的要求。因此，我們?cè)谀持圃韽S的廢水處理中，采用了UNITANK系統(tǒng)和生物接觸氧化的處理工藝。經(jīng)過(guò)一年多的試驗(yàn)運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到預(yù)定要求。

1 廢水水量及水質(zhì)

　　某制皂廠的廢水經(jīng)清污分流后，冷卻水、洗滌水和生活污水直接進(jìn)人地下城市管網(wǎng)，而含油較高的制皂廢水需經(jīng) UNITANK十生物接觸氧化處理后再進(jìn)人地下城市管網(wǎng)。
　　廢水量：100m³／d左右。
　　廢水水質(zhì)：COD_cr約10000mg／L，BOD5約4000mg／L，SS為3900mg／L，動(dòng)植物油含量1100mg／L， pH=6-9。
　　制皂廢水處理后將排入當(dāng)?shù)氐某鞘形鬯晒?，最后進(jìn)入城市污水處理廠作集中處理。根據(jù)國(guó)家行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求，出水水質(zhì)要求為：COD_cr≤100mg／L，BOD₅≤30mg／L，SS≤200mg／L，動(dòng)植物油≤10mg/L,pH為6－9。

2 廢水處理工藝

　　通過(guò)對(duì)生產(chǎn)工藝流程、廢水來(lái)源及水質(zhì)的分析，該廢水具有以下特點(diǎn)：
　?、倏缮暂^好，其BOD5／COD_cr約為0.4；
　　②廢水COD值較高的原因主要是含有大量的油脂和甘油等有機(jī)物，它們以浮油、乳化油、分散油和溶解油的狀態(tài)存在于廢水中，其中浮油和乳化油所占比重較大。
2.1 工藝流程
　　根據(jù)對(duì)廢水水質(zhì)的分析，廢水中含有大量的油脂和甘油，必須先經(jīng)過(guò)隔油池將大部分浮油去除。隔油池還具有調(diào)節(jié)水量的作用。隔油池表面加蓋，以防火、防雨、防爆、保溫并防止油氣散發(fā)污染大氣。在寒冷季節(jié)，利用循環(huán)冷卻水在隔油池表面進(jìn)行噴淋，以提高廢水溫度，增大油的流動(dòng)性。
　　廢水中的部分分散油、溶解油及其它可混凝的雜質(zhì)，通過(guò)投加破乳劑、混凝劑使乳化油破乳并通過(guò)混凝和加壓溶氣氣浮，將其去除?；炷龤飧〕爻鏊泻猩倭康挠皖?lèi)及其它可生物降解的物質(zhì)，采用交替式好氧UNITANK系統(tǒng)和接觸氧化池進(jìn)行生物處理，廢水處理工藝流程如圖1所示。
2.2 UNITANK系統(tǒng)
　　UNITANK系統(tǒng)是SBR法的又一種變型和發(fā)展，它集合了SBR和傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，一體化設(shè)計(jì)，不僅具有SBR系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，還可以像傳統(tǒng)活性污泥法那樣在恒定水位下連續(xù)流運(yùn)行。該系統(tǒng)不僅可以好氧處理且可好氧、厭氧交替進(jìn)行脫氮除磷^[4－5]。

　　交替式UNITANK系統(tǒng)的主體是一個(gè)被間隔成數(shù)個(gè)單元的矩形反應(yīng)池，典型和常用的是三格池。圖2所示的UNITANK系統(tǒng)，三池之間水力連通；每池都設(shè)有曝氣系統(tǒng)；外側(cè)的兩池設(shè)有出水堰和剩余污泥排放口。運(yùn)行時(shí)中間池始終曝氣，兩側(cè)池內(nèi)間歇曝氣，交替作為沉淀池和曝氣池。

　　交替式UNITANK生物處理系統(tǒng)相對(duì)其它生物處理技術(shù)具有以下特點(diǎn)：①構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)緊湊，一體化；②系統(tǒng)沒(méi)有單獨(dú)的二沉池及污泥收集和回流系統(tǒng)；③系統(tǒng)在恒水位條件下交替運(yùn)行，水力負(fù)荷恒定，因而可以降低對(duì)管道、閥門(mén)、水泵、曝氣等設(shè)施設(shè)備的規(guī)模要求，從而降低系統(tǒng)的成本；④系統(tǒng)生物反應(yīng)池的有效容積能夠得到連續(xù)使用，恒水位系統(tǒng)中出水堰的構(gòu)造更加簡(jiǎn)單，相應(yīng)節(jié)省土建費(fèi)及占地費(fèi)用；⑤恒水位條件下的土建設(shè)計(jì)可以不需要考慮水位變化對(duì)池體的受力要求；⑤根據(jù)廢水濃度變化情況，相應(yīng)調(diào)整時(shí)間及空間參數(shù)，改善污泥的性能，故具有較高的操作彈性；①交替式UNITANK生物處理系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，可高水平地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的時(shí)間和空間控制，高效地去除廢水中的有機(jī)物或脫氮除磷，因而，系統(tǒng)運(yùn)行非常方便、靈活；③投資及運(yùn)行費(fèi)用低。
　　利用該制皂廠閑置的廢貯油池建成的UNI－TANK廢水處理系統(tǒng)：由3個(gè)矩形池子組成，每池大一小均等，平行排列，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用微孔水下一曝氣。
2.3 生物接觸氧化
　　生物接觸氧化法的關(guān)鍵是布?xì)狻⒉妓吞盍系倪x擇。本工藝采用中心式鼓風(fēng)接觸氧化池。填料采用一種懸浮式、顆粒狀、比表面積大的新型填料。由于懸浮式填料與氣水完全混和流化，不存在結(jié)團(tuán)和堵塞的問(wèn)題，布?xì)獠妓孕芯鶆颍瑧腋√盍峡梢灾苯油度氤刂?，無(wú)需增加任何安裝支架。在接觸氧化池懸浮填料的下方設(shè)有曝氣管，對(duì)廢水進(jìn)行曝氣，保證生物膜生長(zhǎng)良好，充分降解有機(jī)物。由于生物膜受到上升氣流的攪動(dòng)，衰老的生物膜易于脫落，生物膜新陳代謝快，能保持較高的生物活性。

3 運(yùn)行及效果

3.1 系統(tǒng)的啟動(dòng)
　　UNITANK系統(tǒng)的啟動(dòng)和正?？刂剖侵圃韽U水處理工藝穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。系統(tǒng)運(yùn)行初期，先用冷卻水等清水稀釋高濃度的制皂廢水，使原水COD_cr值由10000mg/L降至4000mg／L左右，以保證在系統(tǒng)啟動(dòng)初期微生物的培養(yǎng)，以及進(jìn)人生物接觸氧化池的廢水的COD_cr值在1000mg／L左右。
　　為了縮短培養(yǎng)時(shí)間，活性污泥的培馴采用接種培馴法，接種污泥取自上海制皂廠廢水處理裝置脫水后的消化污泥。向UNITANK系統(tǒng)和生物接觸氧化池分別投入上述接種污泥。
　　進(jìn)水采用間歇進(jìn)水方式，并逐步增加水量和COD濃度。
　　為防止接種污泥的流失，增加污泥的比重，增強(qiáng)污泥的沉降性能，在啟動(dòng)初期，向UNTANKK系統(tǒng)中投加少量的三氯化鐵和顆粒活性炭，形成生物碳／生物鐵系統(tǒng)，促使接種污泥具有良好的結(jié)構(gòu)特性和強(qiáng)度特性，并具有較高的活性。生物活性炭技術(shù)既能發(fā)揮活性炭的物理吸附作用，又能充分利用附著微生物對(duì)污染物的降解作用，大大提高COD的去除率，廢水的氨氮、色度的去除率也較常規(guī)方法要高。另外，粉末活性炭對(duì)廢水中微生物毒性抑制物的吸附也緩和了抑制物對(duì)微生物的影響。在添加活性炭后，停止進(jìn)水，進(jìn)行間曝，可以進(jìn)行活性炭的再生^[6]。
3.2 運(yùn)行效果
　　系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行后，漸進(jìn)式改變進(jìn)水濃度，進(jìn)水COD_cr濃度從4000mg/L幾逐步提高至10000mg/L左右。各處理單元在系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行初期對(duì)廢水的COD去除情況如表1所示。

　　試驗(yàn)運(yùn)行初步研究結(jié)果表明，本處理工藝流程中各處理單元的處理效率如下：
　?、俑粲统爻吐蚀笥?0％，其中絕大部分為浮油，少量為浮化油；
　?、诨炷龤飧〕爻吐蚀笥?0％，主要是乳化油、分散油和溶解油，少量為浮油；
　?、弁ㄟ^(guò)二級(jí)除油，除油率可達(dá)80％以上，COD_cr值可由 10000mg/L降至2000mg／L；
　?、芙惶媸胶醚鮑NITANK生物處理系統(tǒng)正常運(yùn)行后，廢水COD去除率可達(dá)到80％以上，COD_cr濃度降至 400mg/L以下；
　?、萆锝佑|氧化池COD去除率在80％左右，出水COD_cr濃度將低于80mg/L，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求。

4 結(jié)論

　?、俑邼舛群椭圃韽U水，在經(jīng)過(guò)隔油和混凝氣凈后，部分乳化油和溶解油經(jīng)UNITANK好氧生物處理系統(tǒng)和生物接觸氧化處理后，出水水質(zhì)符合設(shè)計(jì)要求。
　　②系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，當(dāng)容積負(fù)荷在1.5kg[COD_cr]/（m³.d）時(shí)，UNITANK的COD去除率可達(dá)80％以上，生物接觸氧化池的COD去除率也可達(dá)80％左右。
　　③系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，尤其是UNITANK系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，依賴(lài)于可靠的控制儀表和設(shè)備。由于控制儀表和設(shè)備的原因，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生處理效果不穩(wěn)定的現(xiàn)象。因此，加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)控制儀表和設(shè)備的質(zhì)量，是今后UNITANK系統(tǒng)研究和應(yīng)用的一個(gè)重要內(nèi)容。

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　　作者簡(jiǎn)介：陸杰（197－?。?，男，1997年畢業(yè)于天津大學(xué)化工學(xué)院，獲化學(xué)工程博士學(xué)位；1999年華南理工大學(xué)化工學(xué)院博士后出站，現(xiàn)為上海大學(xué)環(huán)境與化工學(xué)院副教授。聯(lián)系電話(huà)：021－56331867。
　　收稿日期：2001-01-15