陸杰，徐高田
（上海大學環境與化工學院，上海200072）

　　摘　要：采用UNITANK系統和生物接觸氧化工藝處理主要污染物為油脂、甘油等制皂工業廢水。經過試驗研究，參數選擇和運行處理效果分析，結果證明，采用該工藝處理制皂工業廢水，三格池好氧UNYFANK系統的容積負荷為1.5kg[COD_cr]／（m³·d）時，COD去除率可達80％，接觸氧化池的COD去除率亦在80％左右，處理效果穩定。
　　關鍵詞：制皂廢水；廢水處理；生化處理；生物接觸氧化
　　中圖分類號：X785
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009－2455（2001）02－0025－03

　　制皂廢水主要來自原料預處理、提取粗油脂、粗油脂的精制、制皂等過程，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、動植物纖維、污泥等雜質及少量無機鹽類。廢水中的主要有機污染物為油脂、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。
　　在我國制皂廢水處理中，較常采用的廢水處理工藝為：緩沖—調節—曝氣—沉淀—生物轉盤[1-3]。隨著工業廢水排放標準的提高，此處理工藝已很難滿足現行的要求。因此，我們在某制皂廠的廢水處理中，采用了UNITANK系統和生物接觸氧化的處理工藝。經過一年多的試驗運行，各項指標均能達到預定要求。

1 廢水水量及水質

　　某制皂廠的廢水經清污分流后，冷卻水、洗滌水和生活污水直接進人地下城市管網，而含油較高的制皂廢水需經 UNITANK十生物接觸氧化處理后再進人地下城市管網。
　　廢水量：100m³／d左右。
　　廢水水質：COD_cr約10000mg／L，BOD5約4000mg／L，SS為3900mg／L，動植物油含量1100mg／L， pH=6-9。
　　制皂廢水處理后將排入當地的城市污水干管，最后進入城市污水處理廠作集中處理。根據國家行業排放標準和當地環保要求，出水水質要求為：COD_cr≤100mg／L，BOD₅≤30mg／L，SS≤200mg／L，動植物油≤10mg/L,pH為6－9。

2 廢水處理工藝

　　通過對生產工藝流程、廢水來源及水質的分析，該廢水具有以下特點：
　　①可生化性較好，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物，它們以浮油、乳化油、分散油和溶解油的狀態存在于廢水中，其中浮油和乳化油所占比重較大。
2.1 工藝流程
　　根據對廢水水質的分析，廢水中含有大量的油脂和甘油，必須先經過隔油池將大部分浮油去除。隔油池還具有調節水量的作用。隔油池表面加蓋，以防火、防雨、防爆、保溫并防止油氣散發污染大氣。在寒冷季節，利用循環冷卻水在隔油池表面進行噴淋，以提高廢水溫度，增大油的流動性。
　　廢水中的部分分散油、溶解油及其它可混凝的雜質，通過投加破乳劑、混凝劑使乳化油破乳并通過混凝和加壓溶氣氣浮，將其去除。混凝氣浮池出水中含有少量的油類及其它可生物降解的物質，采用交替式好氧UNITANK系統和接觸氧化池進行生物處理，廢水處理工藝流程如圖1所示。
2.2 UNITANK系統
　　UNITANK系統是SBR法的又一種變型和發展，它集合了SBR和傳統活性污泥法的優點，一體化設計，不僅具有SBR系統的主要特點，還可以像傳統活性污泥法那樣在恒定水位下連續流運行。該系統不僅可以好氧處理且可好氧、厭氧交替進行脫氮除磷^[4－5]。

　　交替式UNITANK系統的主體是一個被間隔成數個單元的矩形反應池，典型和常用的是三格池。圖2所示的UNITANK系統，三池之間水力連通；每池都設有曝氣系統；外側的兩池設有出水堰和剩余污泥排放口。運行時中間池始終曝氣，兩側池內間歇曝氣，交替作為沉淀池和曝氣池。

　　交替式UNITANK生物處理系統相對其它生物處理技術具有以下特點：①構筑物結構緊湊，一體化；②系統沒有單獨的二沉池及污泥收集和回流系統；③系統在恒水位條件下交替運行，水力負荷恒定，因而可以降低對管道、閥門、水泵、曝氣等設施設備的規模要求，從而降低系統的成本；④系統生物反應池的有效容積能夠得到連續使用，恒水位系統中出水堰的構造更加簡單，相應節省土建費及占地費用；⑤恒水位條件下的土建設計可以不需要考慮水位變化對池體的受力要求；⑤根據廢水濃度變化情況，相應調整時間及空間參數，改善污泥的性能，故具有較高的操作彈性；①交替式UNITANK生物處理系統自動化程度高，可高水平地實現系統的時間和空間控制，高效地去除廢水中的有機物或脫氮除磷，因而，系統運行非常方便、靈活；③投資及運行費用低。
　　利用該制皂廠閑置的廢貯油池建成的UNI－TANK廢水處理系統：由3個矩形池子組成，每池大一小均等，平行排列，鋼筋混凝土結構，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鍵是布氣、布水和填料的選擇。本工藝采用中心式鼓風接觸氧化池。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，不存在結團和堵塞的問題，布氣布水自行均勻，懸浮填料可以直接投入池中，無需增加任何安裝支架。在接觸氧化池懸浮填料的下方設有曝氣管，對廢水進行曝氣，保證生物膜生長良好，充分降解有機物。由于生物膜受到上升氣流的攪動，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 運行及效果

3.1 系統的啟動
　　UNITANK系統的啟動和正常控制是制皂廢水處理工藝穩定運行的關鍵。系統運行初期，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，以保證在系統啟動初期微生物的培養，以及進人生物接觸氧化池的廢水的COD_cr值在1000mg／L左右。
　　為了縮短培養時間，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系統和生物接觸氧化池分別投入上述接種污泥。
　　進水采用間歇進水方式，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，增強污泥的沉降性能，在啟動初期，向UNTANKK系統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，促使接種污泥具有良好的結構特性和強度特性，并具有較高的活性。生物活性炭技術既能發揮活性炭的物理吸附作用，又能充分利用附著微生物對污染物的降解作用，大大提高COD的去除率，廢水的氨氮、色度的去除率也較常規方法要高。另外，粉末活性炭對廢水中微生物毒性抑制物的吸附也緩和了抑制物對微生物的影響。在添加活性炭后，停止進水，進行間曝，可以進行活性炭的再生^[6]。
3.2 運行效果
　　系統啟動運行后，漸進式改變進水濃度，進水COD_cr濃度從4000mg/L幾逐步提高至10000mg/L左右。各處理單元在系統啟動運行初期對廢水的COD去除情況如表1所示。

　　試驗運行初步研究結果表明，本處理工藝流程中各處理單元的處理效率如下：
　　①隔油池除油率大于70％，其中絕大部分為浮油，少量為浮化油；
　　②混凝氣浮池除油率大于30％，主要是乳化油、分散油和溶解油，少量為浮油；
　　③通過二級除油，除油率可達80％以上，COD_cr值可由 10000mg/L降至2000mg／L；
　　④交替式好氧UNITANK生物處理系統正常運行后，廢水COD去除率可達到80％以上，COD_cr濃度降至 400mg/L以下；
　　⑤生物接觸氧化池COD去除率在80％左右，出水COD_cr濃度將低于80mg/L，滿足設計出水水質要求。

4 結論

　　①高濃度含油制皂廢水，在經過隔油和混凝氣凈后，部分乳化油和溶解油經UNITANK好氧生物處理系統和生物接觸氧化處理后，出水水質符合設計要求。
　　②系統穩定運行后，當容積負荷在1.5kg[COD_cr]/（m³.d）時，UNITANK的COD去除率可達80％以上，生物接觸氧化池的COD去除率也可達80％左右。
　　③系統的正常穩定運行，尤其是UNITANK系統的正常穩定運行，依賴于可靠的控制儀表和設備。由于控制儀表和設備的原因，在系統運行時，有時會發生處理效果不穩定的現象。因此，加強國產控制儀表和設備的質量，是今后UNITANK系統研究和應用的一個重要內容。

參考文獻：
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　　[6] 嵇雅穎，等.生物碳／生物鐵系統處理制藥廢水[C].上海環境科學學會第8屆年會論文摘要集.上海：1997.330－332.

　　作者簡介：陸杰（197－　），男，1997年畢業于天津大學化工學院，獲化學工程博士學位；1999年華南理工大學化工學院博士后出站，現為上海大學環境與化工學院副教授。聯系電話：021－56331867。
　　收稿日期：2001-01-15