江苏某工业园区污水处理厂建于2011年,设计规模为3 000 m3/d,实际处理水量约为1 000 - 2 000 m3/d。近年来随着该工业园区的发展,大批企业入驻,尤以输变电设备制造、机械制造、金属冶炼加工等产业为主,随之产生了大量的废矿物油(危废编号为HW08类)和废乳化液(危废编号为HW09类),而该园区污水处理厂已无法满足其处理要求,经常出现处理排放不当的现象,造成了严重的环境污染。因此,根据江苏省固体废物污染环境防治条例中第三十三条“危险废物的收集、贮存、利用、处置实行集中就近原则”,该园区在其预留工业用地上投资新建了废矿物油、废乳化液处置利用的工程项目,厂房总占地面积为3 800 m2,建筑面积2 000 m2,已于2015年9月正式投入运行,其中废矿物油经净化,去除杂质和水分后给有资质单位再生润滑油;废液及废乳化液处理达该园区污水处理厂接管标准后,纳入其接管管网进行集中处理。本工程项目设计处理水量为60 m3/d,设计进、出水水质见表1。
1 处理工艺
1.1 工艺流程
本工程选择废矿物油和乳化液的工艺流程时,在保证尽可能提高废油回收率、处理水达标接管的前提下,将所采用的处理技术各单元的有机组合。具体工艺为:废矿物油经过油水分离后的废水及回收的废乳化液依次经过隔油预处理+二级气浮破乳处理+升流式水解处理后与生活污水一并经高效好氧处理+二沉处理。工艺流程见图1.
1.2 工艺说明
1.2.1 废矿物油处理系统
收集回来的废矿物油先进入废矿物油收集池,经油泵输送入油水分离罐,运行方式为问歇交替运行,分2个阶段分离,第一阶段为白然沉降,靠白然重力作用进行初步油水分离,此过程大概需要10 h;白然沉降结束后,将底部水分排出。上部油品继续滞留罐体中,进行第二阶段油水分离,此阶段首先进行电热棒加热器加热(85 - 90 ℃ ) 12 h,使废矿物油中的油水进一步分离。分离出来的废水直接白流进入废乳化液贮存池。
另外,废油中常含有沉降分离去除不了的杂质,所以废油需再经过滤工艺。本工艺选择国内专业从事废油再生的设备研发企业研制的废油过滤器,过滤材料根据废油质量选用金属丝网或编织物2种。为了改善过滤速度,将油水分离罐出来的废油先过滤,然后冷却。
1.2.2度乳化液处理系统
收集回来的废乳化液也进入废乳化液贮存池,进行水质水量调节,以便后级处理;废乳化液贮存池的废液提升进入隔油罐,同时投加稀硫酸,调节pH至1 - 2,在隔油罐内采用重力隔油法,使油浮在水面上,废水则是流入下一级处理系统;废油通过刮油装置刮出进入废矿物油贮存池;在进入涡凹气浮前投加液碱(NaOH)调节pH至8 - 9,根据需要投加破乳剂使乳化液进一步破乳。通过涡凹气浮进一步处理乳化液中的石油类,出水流入压力溶气气浮系统,浮渣排入污泥池;在压力溶气气浮中通过加入混凝剂和絮凝剂,使废水中的悬浮物质和剩余废油形成絮凝状矶花颗粒,然后通过气浮的作用促使固液分离,水流入中间水池作进一步处理;在中间水池中经过废水水量调节和水质均衡后进入生化处理系统;废水由提升泵提升至升流式水解池内,利用厌氧菌可降解大部分高浓度有机物。提高废水的可生化性,之后流入好氧处理系统;好氧处理系统选用高效好氧处理法,通过好氧微生物来处理,同时将生活污水通过泵打入高效好氧池内,作为好氧处理的营养源高效好氧池出水白流至二沉池,分布到沉淀池的布水区,废水经过沉淀池固液分离,去除微生物脱膜。沉淀后的出水达污水处理厂接管标准后,纳入其接管管网进行集中处理。
1.2.3污泥处理系统
涡凹气浮、压力溶气气浮产生的浮渣和水解酸化池、高效好氧池及二沉池产生的剩余污泥,通过收集后进入污泥浓缩池,经加药调理后由泵输入板框压滤机进行脱水处理。滤液流入乳化液调节池进行重新处理,泥饼外运至相关有资质单位处置。
2 主要构筑物及设备参数
1)废矿物油贮存池。1座,地上式碳钢防腐结构,尺寸2.5 m * 8.0 m * 3.0 m, HRT=24 h。配套白吸泵(油泵)2台,1用1备,流量Q=8 m3/h,扬程H=22 m,电机功率N=1.1 kW。
2)油水分离罐。3座,地上式不锈钢结构,尺寸φ2.0 m * 4.5 m, HRT=24 h。
3)废乳化液贮存池。1座,地上式碳钢防腐+PP结构,尺寸13.0 m * 8.0 m * 4.5 m,有效容积400m3 。配套设备:白吸泵2台,1用1备,Q=8 m3/h,H=22 m, N=1.1 kW;调节池曝气风机2台,1用1备,Q=1.06 m3/h, N=1.5 kW;硫酸投加系统1套,V=500 L,Q=17.4 L/h; pH仪1台,测量范围0 - 14。
4)隔油罐。1座,地上式碳钢衬塑结构,φ3.5 m * 4.5 m。配套加药系统1套, V=500 L, Q=17.4 L/h。
5)涡凹气浮。1座,地上式碳钢防腐结构,尺寸4.0 m * 2.5 m * 3.0 m。配套设备:加药系统1套,V=500 L,Q=17.4 L/h; pH仪1台,测量范围0 - 14。
6)压力溶气气浮。1座,地上式碳钢防腐结构,尺寸4.0 m * 2.5 m * 3.0 m。配套加药装置2套,V=500 L,Q=17.4 L/h。
7)中间水池。1座,地下式钢硷防腐结构,尺寸3.5 m * 3.5 m * 3.5 m。配套提升泵2台,1用1备,Q=8 m3/h, H=10 m, N=1.1 kW 。
8)升流式水解池。1座,地上式碳钢防腐结构,尺寸φ4.5 m * 7.0 m, HRT=28 ho配套设备:潜水搅拌机1台,N=0.37 kW;配套填料安装支架1套,防腐钢筋结构,2层,总面积50 m2;配套新型组合半软性接触填料60 m3。
9)高效好氧池。1座,地上式碳钢防腐结构,尺寸6.5 m * 3.5 m * 4.5 m,HRT=46 ho配套设备:曝气风机1台,1用1备,Q=3.82 m3/min, N=7.5 kW;新型射流曝气系统1套。
10)二沉池。1座,地上式碳钢防腐结构,尺寸3.5 m * 3.5 m * 4.5 m。配套污泥回流泵2台,1用1备,Q=5 m3/min, N=0.75 kW o
11)污泥浓缩池。1座,地下式钢硷结构,尺寸2.5 m * 3.5 m * 3.5 m。配套设备:气动隔膜泵2台,1用1备;板框压滤机1台。
3.1 处理效果
该新建工程白2015年7月开始调试运行,满负荷运行2个月,系统运行正常,连续监测各项水质指标平均值见表2。
由表2可知,该工艺对废矿物油、废乳化液废水的处理效果良好,对COD, SS,氨氮、TN、石油类、动植物油、LAS的去除率分别达98.5% ,95.0% ,83.2%, 85.4%, 99.8%, 97.7%, 82.6%,出水水质稳定,达到该工业园区污水处理厂的接管标准。
3.2 经济效益分析
该工程投资估算项目主要包括各反应池的修建、配件、动力设备以及辅助用房和辅助仪表设备、进出水管道等,总投资为500万元。工艺运行费用主要包括电费、药剂费、人工费等,按工程处理水量60m3/d计算,其中日耗电量为156 kWh/d,电价以0.89元/kWh计,折合2.31元/m3;投加酸碱、破乳剂、PAC/PAM等药剂费用为1.72元/m3;该厂房操作工5人,月薪以2 500元/人计,折合6.94元/m3。不计设备折旧及维修等费用,系统日常运行成本为10.97元/m3,年运行费用为22.4万元。
4 结论
工程运行实践表明采用“隔油预处理+二级气浮破乳+水解酸化+高效好氧”工艺处理废矿物油、废乳化液废水,具有较好的处理效果,出水水质稳定,其中coD, ss、石油类、动植物油的去除率均大于90%,可以达到该园区污水处理厂接管标准,有效减轻了其后续处理单元的负荷。同时,该工艺在高效好氧反应池中加入生活污水,既提高了乳化液废水的可生化性,有效解决了营养源不足的问题,还一并处理了园区内的生活污水。