
乳化油废水是含油废水中较难处理的一种废水。此类废水不能直接进行生化处理,必须先要进行破乳和除油处理。本文主要针对上海科技设备厂所产生的乳化油废水进行处理。对该废水我们采用先混凝沉淀接着气浮除油,最后生化处理的思路。整个研究过程主要分为两个阶段:实验阶段和实验小试阶段。
1 实验阶段
该厂每天产生的乳化油废水的量较小(小于100t/d),废水COD在7000~10000mg/L之间,色度在25000~30000之间。为了对废水处理达到较好的效果,我们在实验室中进行了一系列针对该废水的处理实验。通过实验我们确定了废水破乳以及气浮除油的最佳实验操作条件。
1.1 乳化油破乳实验
对乳化油废水进行破乳的方法很多,其中以混凝法最为常见。本实验以聚合硫酸铁(PFS)作为混凝剂对该废水进行破乳。
1.1.1 最佳投药点的确定
取200mL废水分别投加不同量的聚合硫酸铁,使混凝剂与废水充分反应,取上清液测定COD值以此来找到最佳的投药点。
对于200mL的废水向其中投加8mL的聚合硫酸铁时混凝效果最好。所以混凝剂的最佳投加量为每升乳化油废水投加40mL的聚合硫酸铁。
1.1.2 废水pH值对混凝效果的影响
用盐酸和氢氧化钠溶液对废水的pH值进行调节,使其分别为5、6、7、8和9。向废水中加入相同量的聚合硫酸铁,使其充分反应,取上清液测定COD值,结果发现不同pH值废水处理后上清液COD值基本相同,在1100~1300mg/L之间。可见废水的pH值对混凝效果的影响不大。
1.1.3 最佳搅拌时间和搅拌强度的选择
取200mL的乳化油废水放入烧杯中进行实验,向废水中加入8mL的PFS,用搅拌机进行搅拌。调节搅拌机的转速,反复进行实验,我们发现当高速搅拌为400r/min,低速搅拌为100r/min时废水处理效果最好。所以我们确定最佳搅拌强度为:高速搅拌400r/min;低速搅拌为100r/min。
高速搅拌时间分别取30、45、60、75、90和105s;低速搅拌时间分别为120、150、180、210、240和270s。搅拌结束后使废水溶液沉淀2h取上清液测定COD值。实验结果表明高速搅拌的时间对废水上层清液的COD值影响较大,而低速搅拌影响较小,特别是当低速搅拌为180、210和240s时所得上层清液的COD值基本相同,所以我们采用210s作为低速搅拌的最佳搅拌时间。
高速搅拌时间为75s时,废水上层清液的COD值最低,所以我们取75s为高速搅拌的最佳搅拌时间。
1.1.4 沉淀时间的影响
乳化油经过混凝反应后,沉淀的时间越长废水的沉淀效果就越好。但是如果沉淀时间过长就会影响处理效率,所以有必要确定废水的最佳沉淀时间。
当沉淀时间为4h时废水的沉降率已经达到了71%,所以我们在对处理效果和处理效率综合考虑的基础上取4h为最佳沉淀时间。
1.2 废水的气浮实验
乳化油废水经过混凝破乳之后,水中大部分的有机物质和油类物质都已经被去除掉了,但是有少量的油依然悬浮在废水中不能被去除,而这些少量的油会对后面的生化处理带来很大的麻烦,因此,有必要通过气浮将这部分油类物质去除。为此我们制作了一套实验装置来取得最佳气浮条件,通过反复实验,我们得到当曝气强度为9~10m3/h,气浮时间为40min时,废水出水水质最好。
1.3 废水生化处理
我们对气浮之后的废水进行了生化处理实验。首先对进行废水处理的污泥进行了4周的驯化,用驯化过的污泥进行生化实验。将废水与污泥按体积比为3:2的比例放置到玻璃烧杯中,进行鼓风曝气,分别取1、2、3、4、6、12和24h的上层清液测COD值。
经混凝沉淀和气浮两级处理之后的废水具有一定的可生化性,可以进行生化处理。
2 实验小试阶段
在以上实验数据的基础上,我们进行了小试。
工艺流程中多功能池是经过改造的气浮池,使该池既能进行气浮处理又具有沉淀处理的功能。在操作时先将废水混凝沉淀,等污泥排放之后再将生物反应池的出水回流到多功能池,进行加压气浮。生化处理装置我们选择SBR生物反应池进行,这样既可以节省处理设备的搭建,又可以配合前面多功能池进行间歇式操作。
整个小试工艺经过一个多月的运行后,各个处理设备运行基本稳定。乳化油废水经过絮凝沉淀和气浮除油,能够去除废水中80%左右的COD值,去除水中97%以上的色度。SBR反应池采用16h为一周期的循环操作,出水的COD值能控制在150mg/L左右,出水色度小于50。
3 结论
通过实验阶段和小试阶段的运行证明了,采用混凝沉淀、气浮除油和生化处理三级处理工艺可以达到对乳化油废水的有效处理。本文的实验数据和小试中的数据可作为设计实际处理工艺的参考。