活性污泥法对油脂废水处理效果研究论文

2024-05-15 09:21:22 来源: 作者:liyuan
摘要:在工业废水处理领域,关于油脂废水的处理始终是环境保护中的重要课题。油脂废水主要产生于油脂加工行业中的碱炼、水洗、酸化、中和、脱酸、脱臭等各个工序。该类废水不仅含有高浓度的油脂,还含有磷脂、皂角等有机物,以及酸、碱、盐和固体悬浮物,成分十分复杂。因此,探索有效的废水处理方法对于推动环境保护和实现可持续发展具有重要意义。文章探究了活性污泥法对油脂废水的处理效果,并对比了COD、BOD5、TP的污水处理情况,以期为相关行业的污水处理提供参考。
摘要:在工业废水处理领域,关于油脂废水的处理始终是环境保护中的重要课题。油脂废水主要产生于油脂加工行业中的碱炼、水洗、酸化、中和、脱酸、脱臭等各个工序。该类废水不仅含有高浓度的油脂,还含有磷脂、皂角等有机物,以及酸、碱、盐和固体悬浮物,成分十分复杂。因此,探索有效的废水处理方法对于推动环境保护和实现可持续发展具有重要意义。文章探究了活性污泥法对油脂废水的处理效果,并对比了COD、BOD5、TP的污水处理情况,以期为相关行业的污水处理提供参考。
关键词:活性污泥法;油脂废水;处理效果
在工业化和城市化迅速发展的背景下,工业废水处理成为环境保护领域面临的一项重大挑战。目前,中国是世界油脂消耗大国,油脂行业发展迅猛。油脂废水主要产生于油脂加工行业中的碱炼、水洗、酸化、中和、脱酸、脱臭等各个工序;该类废水中不仅含有乳化油、溶解性油,还含有磷脂、皂脚等有机物[1],以及酸、碱、盐和固体悬浮物。目前,我国油脂厂中油脂废水的排放多为间歇式排放,水质水量波动大,pH不稳定,成分十分复杂[2]。因此,选择合适的含油脂废物处理方式尤为重要。活性污泥法是一种广泛应用于废水处理领域的生物处理技术,具有有机物去除效率高、运行稳定等优点。基于此,探索有效可行的废水处理技术,特别是探索活性污泥法在这类特殊废水处理中的应用,成为了环境科学研究的重要方向。活性污泥法因效率高、运行成本较低以及处理效果较好而被广泛应用于工业废水的生物处理过程。因此,本文将系统地研究活性污泥法对油脂废水的处理效果,以期为工业废水处理提供科学的依据。
1理论基础
1.1活性污泥法的原理
活性污泥法是一种被广泛应用于废水处理的生物处理技术,主要依靠微生物群体对废水中的有机物质的代谢作用来净化水质。该方法的核心在于,利用微生物将废水中的有机污染物转化为无害物质,如二氧化碳、水等。活性污泥系统通常由曝气槽、沉淀槽和回流污泥系统组成。在曝气槽中,废水会与富含微生物的活性污泥混合,并通过曝气提供充足的氧气,促进微生物的生长和有机物的生物降解[3]。
1.2油脂废水特点
油脂废水的特点决定了处理工艺的选择。油脂废水主要来自植物油加工、食品加工、屠宰和肉类加工等行业,具有包含高含油量和高浓度的有机物的特征。油脂类物质在水中不易溶解,且在常温下易形成乳化层,去除难度较高。对油脂废水进行处理首先需要用物理方法去除大部分的油脂,如气浮和沉淀技术等;然后再采用生物处理方法进一步降解剩余的有机物质[4]。油脂的存在可抑制微生物的活性,因此在生物处理阶段需要特别注意控制废水中的油脂含量。
油脂废水中主要含有乳化油、溶解性油、有磷脂、皂脚等物质,有机物含量较高,可生化性好[5]。这一特点使得油脂废水比较适合进行生化处理,因此活性污泥法通常是对其进行处理的首选技术[6]。
目前,植物油加工企业的污水处理工艺如下。精炼车间废水先进入酸化隔油池(加入硫酸使水中油破乳)进行除油,除油后的水同其它来源的水在调节池中混合,后通过沉淀池、气浮机、厌氧池进行处理,最后通过曝气池、沉淀池、砂滤池处理后达标排放[7]。在下游有污水处理厂接收污水的情况下,一般执行《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962-2015),即COD≤500 mg/L,BOD5≤350 mg/L,TP≤8mg/L,SS≤400 mg/L,pH 6.5~9.5。我国颁布的《排污单位自行监测技术指南—农副食品加工业》(HJ 986-2018)中,对COD、BOD5、TP指标有不同的监管程度,对于COD、氨氮指标的监管要求采用自动监测;对于TP指标,在未实施水环境质量总磷总量控制区域且间接排放的植物油加工单位中,按季度开展自行监测即可。对于COD、BOD5指标的控制层面,目前已有很多学者进行了研究,但对于TP、SS指标控制的相关研究较少。因此,在处理过程中,需要进一步研究TP、SS指标的控制和处理效果。
2实验分析
2.1活性污泥法处理油脂废水的实验设置
实验目的:评估活性污泥法处理高含油量油脂废水的效果。
实验材料和设备:
油脂废水样本:油脂生产厂调节池废水。活性污泥:从市政污水处理厂获取。
实验反应器:曝气槽和沉淀槽,配备曝气设备。监测设备:测定COD、BOD、pH、TP。
2.2实验步骤
第一步:样本准备。对油脂废水进行预处理,去除大部分游离油脂。
第二步:接种污泥。向实验反应器中添加活性污泥,建立微生物群落。
第三步:设置运行条件。根据油脂废水的特性,调整曝气量和水力停留时间。对于油脂废水,设置较高的曝气量(DO维持在3 mg/L),水力停留时间设置为24 h。
第四步:连续运行。在设定条件下运行实验,并定期开展取样分析。
第五步:数据收集。测定实验前后的COD、BOD、pH、DO和TSS值。
2.3数据记录
实验周期为30 d,数据结果如表1所示。
3处理效果分析
3.1油脂废水处理效果
从实验数据中可以看出,活性污泥法对油脂废水的处理效果显著。COD和BOD的降低表明油脂废水中的大部分有机物被有效去除。数据显示,COD从初始的2150 mg/L降至117 mg/L,降低率约为94.56%;BOD从910 mg/L降至26 mg/L,降低率为97.14%;氨氮从初始的45 mg/L降至4 mg/L,降低率约为91.11%;TP从初始的51 mg/L降至6 mg/L,降低率约为88.24%;SS从初始的310 mg/L降至152 mg/L,降低率约为50.97%。可见,尽管油脂废水中的油脂含量高,但在适宜的运行条件下,如适当提高曝气量以确保充足的溶解氧等,活性污泥法可有效处理油脂废水。生化系统总磷的去除率很高,为88.24%。由于本实验未预处理悬浮物,因此悬浮物的处理效果一般。
3.2油脂废水处理结果指标评价
对结果进行比较发现,出水指标优于《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962-2015)中的相关要求。本实验中活性污泥法处理油脂废水的效率处于行业同标准、同规模水平。活性污泥法除对COD、BOD5的处理有明显的效果外,对氨氮、总磷也有良好的处理效果,可以满足油脂加工企业的污水处理需求。针对悬浮物的处理,研究结果表明,仅依靠活性污泥法对悬浮物进行处理的效果不理想,需要针对污水中的悬浮物进行预处理或再处理才能满足排放要求。
3.3油脂废水污泥量产生情况
以油脂生产企业每日产生200 m3废水为例,COD减少量为406.6 kg,BOD减少量为97.14 kg,氨氮减少量为8.2 kg,TP减少量为9 kg,悬浮物减少量为31.6 kg。在实际生产中,若油脂加工企业每日产生200 m3废水,就会产生污泥约200 kg(含水率50%),产生的剩余污泥除少部分能够用于养殖之外,大部分需进行委托处置。可见,污泥处理费用将成为整个废水处理费用中的重要部分。
4结论
本文针对活性污泥法处理油脂废水的效果进行了全面评估,并重点分析了活性污泥法对总磷的处理效果。实验结果显示,活性污泥法在降低油脂废水中的COD和BOD方面表现出色,展示出了良好的稳定性和适应性。综上所述,活性污泥法是一种有效的工业废水处理技术,能够满足对油脂废水的处理要求。
5建议
精炼废水中含有大量的副产品磷脂和皂脚,可以考虑在精炼车间内设立废水物料回收装置。在废水产生后,进入调节池前,就回收一定量的相关副产品或油脂,以进一步提高植物油脂加工的经济效益,降低污水浓度,为降低后续污水处理的成本奠定基础。
目前,浸出、精炼废水进入调节池及活性污泥系统处理后,不同成分的物质会进一步发生反应,最终产生几十种挥发性化合物,在生物处理阶段会产生大量异味,增加现场异味的治理难度。对于如何在利用活性污泥在处理废水的同时进一步降低异味的产生,目前已有密闭收集处理、污泥吸收等相关研究成果。但对于如何从源头控制废水异味产生的研究仍有待开展。
在下游有污水处理厂接收污水的情况下,在达到相关排放标准时,可以减少污水处理设施的设计负荷和处理流程,降低污水处理成本;同时,达标排放的废水可为下游的污水处理厂提供一定的碳源和氮源。后期,可考虑参考啤酒、发酵酒精和白酒污染物的排放标准,积极探索“减污降碳,协同增效”新思路。以政策为指引,借助油脂废水资源优势,为污水处理“补碳”。这不仅能有助于实现对油脂废水的资源化利用和治污碳减排的“双赢”,也能为推动污水治理提供实践经验。
采用活性污泥法处理油脂工厂废水产生的污泥量较大,处理费用较高。随着污泥处理费用占整个废水处理成本的比例越来越高,剩余污泥的处理问题将成为制约活性污泥法发展的一个重要因素。同时,处理污泥过程中的一些实际困难也给活性污泥法的发展带来了难以避免且亟需克服的新障碍。在生物处理方面,可以进一步选用污泥较少的方法来进行改进。按照“源头控制”原则,开展新的植物油加工工艺设计,进一步减少污水的产生量、降低污水浓度,以减少污泥总量。
参考文献
[1]刘精今,陈竹新,杨麒.我国植物油脂废水常规生物处理技术研究进展[J].中国油脂,2004(3):66-69.
[2]周雪棠.油脂废水治理工艺的应用与研究[D].大连:大连交通大学,2018.
[3]蒋展鹏.环境工程学:第二版[M].北京:中国高等教育,2005.
[4]刘精今,陈竹新.植物油脂废水处理工艺经济性分析[J].江苏环境科技,2001(2):21-22.
[5]李树雨.植物油脂废水预处理技术[J].中国新技术新产品,2013(9):25.
[6]秦华明,尹华,张娜,等.生物强化技术处理含油脂废水的研究[J].水处理技术,2007(3):33-35.
[7]江明超,刘海波,李剑,等.降低植物油厂废水处理过程中污泥产率的措施与应用[J].中国油脂,2021,46(6):141-145.
