废矿物油再生工艺废水处理工艺的研究

文_邱占谋 福州庆林环保科技开发有限公司

1 废矿物油再生生产废水水量与水质

某新能源科技有限公司主要从事废矿物油提炼生产润滑油基础油、润滑油各类成品油，年处理废矿物油10万t,项目日产废水约40t，废水主要来源于减压精馏阶段产生的冷凝水、罐车洗罐水以及办公生活污水等，综合废水的COD可高达6000mg/L。该项目位于邵武市吴家塘工业园区内，该工业园区建设有园区污水处理厂，项目的废水经处理后达到《污水综合排放标准》（GB89787-1996）符合三级排放标准后，方可纳入园区污水处理厂作进一步处理。

2 污水处理工艺选择

2.1 原废水处理工艺

原工艺流程为“生产废水→调节池→破乳→涡凹气浮→厌氧滤池→两级A/O池→斜管沉淀→出水达标排放”，设计参数如下：

调节池：L×B×H=10.0m×3.0m×3.0m。

破乳反应池：L×B×H=1.2m×1.2m×1.5m，HRT(水力停留时间)=1.0h。

涡凹气浮池：L×B×H=1.2m×2.0m×2.5m，HRT(水力停留时间)=3.0h。

上流式厌氧滤池：L×B×H=4.0m×6.0m×3.0m，HRT(水力停留时间)=30h。

两级A/O池：L×B×H=6.0m×15.0m×3.0m，HRT(水力停留时间)=60.0h。

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

项目自2015年5月5日开始接种城市污水处理厂的污泥，调试运行了两个月左右，存在问题。

上流式厌氧滤池：随着污水上水量不断增加，较高进水浓度抑制了厌氧滤池中微生物生物活性，导致进水COD的去除率接近0。

两级A/O池：由于单位体积负荷高，两级A/O池污泥呈深黑色絮状，结构松散，沉降性能差。SVI（30）是反映污泥沉降性能的一个重要指标，随着调试时间的进行，SVI（30）呈逐渐减小，活性污泥浓度呈下降趋势。

2.2 改进后的废水处理工艺

针对调试初期系统存在的问题，据此对原有工艺流程进行适当调整。

新增一个生产废水集水池，将生产废水先经破乳与气浮处理后再流入原调节池，在其中与斜管沉淀池出水部分回流水、生活污水进行混合，从而极大降低了后续生化处理系统的进水污染物浓度，保证生物滤池与两级A/O池在低的单位体积负荷下工作，减少微生物的抑制性。

针对该类废水的难生物降解的特性以及高浓度废水对活性污泥存在抑制作用，通过扩大厌氧滤池容积，增加厌氧滤池的停留时间，进一步提高废水的可生化性。

调整后的工艺为“生产废水→集水池→破乳→涡凹气浮→调节池→厌氧滤池→两级A/O池→斜管沉淀→出水达标排放（部分出水回调节池做稀释用）”，工艺设计参数如下：

集水池：L×B×H=4.0m×3.0m×3.0m。

调节池：L×B×H=10.0m×3.0m×3.0m。

破乳反应池：L×B×H=1.2m×1.2m×1.5m，HRT(水力停留时间)=1.0h。

涡凹气浮池：L×B×H=1.2m×2.0m×2.5m，HRT(水力停留时间)=3.0h。

上流式厌氧滤池：L×B×H=4.0m×12.0m×3.0m，HRT(水力停留时间)=30.0h。

两级A/O池：L×B×H=6.0m×15.0m×3.0m，HRT(水力停留时间)=32.0h。

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

3 结果与讨论

3.1 污泥表观变化

随着驯化时间的延长，污泥颜色逐渐恢复到黄褐色。根据污泥沉降性能实验，可以观察到污泥可以快速聚集到一起，形成小聚体，泥水界面明显，并均匀下降，5min时间内，可以完成沉降的90%左右，说明污泥沉降性能较好。

3.2 COD去除率变化

系统接种污泥后，先进行了48h的闷曝，使污泥泥色逐渐变为黄褐色。然后开始进水，初期进水的COD控制在1000左右，后逐渐提高。由系统进出水COD的变化曲线图(见图1）可以看出，随着进水COD浓度的逐渐增加，活性污泥对COD的去除率在一定范围内呈逐渐上升的趋势，但当进水COD的浓度超过一定后（由图1可知COD浓度为2500mg/L），活性污泥对COD的去除率呈下降趋势，此时出水的COD呈缓慢上升，当进水的COD超过3000mg/L后，出水的COD浓度超过了500mg/L，并迅速增加。为了保证系统出水能够满足三级排放标准，将进水COD降低至2500mg/L，根据对出水的COD进行监测可知，系统出水的COD又缓慢降至500mg/L以内，并维持在400～500mg/L之间。之后，为了验证图1结果，又进行一个批次的试验，其结论与图1的结论相同。因此，最终确定进水的COD浓度应低于3000mg/L，否则系统将不能满足达标排放要求。

图1 COD变化曲线图

3.3 不同水力停留时间（HRT）下COD变化

维持进水COD浓度在2500mg/L左右，考察不同停留时间（HRT）情况下出水COD变化，结果见图2，随着废水在系统中的水力停留时间的增加（40～60h），COD去除率呈较快地上升，60h之后，出水的COD去除率达到了85%左右，之后COD去除率上升趋于缓慢，并稳定在86%左右。可以认为造成此状况的原因是，当水力停留时间超过60h后，水中剩余的有机物被活性污泥所降解的速率较慢或者为不能被降解的物质，所以尽管停留时间增加了，最后试验停留时间达到90h，但是出水的COD去除率仍保持不变。从出水COD浓度值也可以直观地看到，水力停留时间超过60h后，出水COD浓度维持在350mg/L左右。因此，对于该类废水保证厌氧与好氧总停留时间在60h，可以保证系统最终出水能够达到《污水综合排放标准》（8978-1996）表4中的三级排放标准要求。若要通过延长水力停留时间来进一步降低出水COD浓度值，则会导致工程投资迅速增加，经济性差。

图2 不同反应时间的COD变化曲线图

3.4 MLSS、SVI变化

通过定期排出剩余污泥（每隔3～4d排泥一次），反应器内的污泥MLSS值稳定在6000～7500mg/L之间，SVI值维持在55%～65%。另外，提高活性污泥浓度可以适当提高污水的处理效果，但是过多的污泥会引起活性污泥沉降性能的下降，最终导致出水的浊度增加、出水COD上升等问题。因此，及时地定期排放剩余污泥，可以保证活性污泥处理系统的正常运行。

4 结语

废矿物油再生生产工艺废水具有难生物降解性，尽管高浓度该类废水会抑制微生物的活性，但通过废水的稀释可以采用活性污泥法进行处理。

废矿物油再生生产工艺废水经稀释并使进水COD浓度在3000mg/L以下时，生化处理系统才能正常稳定运行，且COD去除率可以稳定在85%左右。过高的COD浓度会微生物活性产生极大的抑制作用，并产生大量的泡沫，从而导致整个生化处理系统的失效。为保证系统的稳定运行，建议进水COD浓度维持在2500mg/L左右。

及时地定期排放剩余污泥是生化处理系统稳定运行的重要保证。根据以上分析可以，对于废矿物油再生生产工艺废水生化处理工艺的运行参数建议是MLSS 6000～7500mg/L，SVI 55～65%。