申请日2007.05.28
公开(公告)日2007.10.17
IPC分类号C02F9/14; C02F1/40; C02F11/12; C02F3/02; C02F1/68
摘要
本发明公开了一种乳化油废水处理方法，包括隔油、破乳、投加易降解物质、共降解膜生物法除油和污泥处理5个步骤，本发明在含油废水的生物处理法上，将共降解机理与膜生物反应器的应用有机的结合起来，强化了生物处理油污染物的能力，突破了油对微生物的抑制作用。本发明还公开了一种乳化油废水处理设备，包括依次连接在一起的分质调节池、破乳池、中间池、膜生物反应池，产生的污泥依次进入储泥池、脱水机，所述的破乳池外设置破乳剂投加装置，所述的中间池外设置营养盐投加装置。设备对生物反应器进水油浓度、COD浓度要求宽泛，对污染物降解能力强、处理出水可达标，产泥量小、对环境造成的二次污染小，设备工艺流程简单，节省投资及运行费用。
权利要求书
1、一种乳化油废水处理方法，其特征在于它依次包括以下步骤：
1)、在分质调节池内调节水量、隔除上层浮油;
2)、隔除上层浮油后的废水泵入破乳池，投加化学药剂破乳;
3)、破乳池后的废水自流进入中间池，向所述中间池中投入易降解有机物，并补充微生 物生长所需的氮N、磷P营养盐，短暂停留后，再泵入膜生物反应池;
4)、乳后的废水在膜生物反应池得以进一步除油、降解COD，处理后的水经过膜分离， 由膜抽吸泵直接外排。
5)、破乳后的化学污泥、膜生物反应池剩余活性污泥由污泥处理系统进行脱水处理， 压滤液回分质调节池，泥饼外运。
2、据权利要求1所述的乳化油废水处理方法，其特征在于：步骤3)所述易降解有机物为葡 萄糖，按1kg废水COD：0.5～1.0kg葡萄糖的比例投加，所述氮N、磷P营养盐为碳酸氢 铵和磷酸二氢铵。
3、根据权利要求1或2所述的乳化油废水处理方法，其特征在于：
步骤1)所述分质调节池内水力停留时间根据废水量大小取HRT=1～10d;
步骤2)所述破乳池运行方式为间歇、分批次运行，批次运行时间为1.5～4.0h，由手动或 自动控制;
步骤3)所述中间池内水力停留时间HRT=0.5～1d。
步骤4)所述的膜生物反应池内，利用共降解原理，大量的微生物以葡萄糖等易降解有 机物为第一营养基质维持生命代谢，同时将废水中的油作为共降解基质协同去除，并将活性污 泥絮体和水分离。
步骤5)破乳后的浮渣、沉渣与膜生物反应池剩余污泥均排入污泥储存池，再由污泥螺 杆泵送至板框压滤机或带式污泥脱水机进行脱水，压滤液回至分质调节池重新处理，泥饼外 运。
4、一种乳化油废水处理设备，包括依次连接在一起的分质调节池、破乳池、中间池、膜生物 反应池，产生的污泥依次进入储泥池、脱水机，其特征在于在所述的破乳池外设置破乳剂投 加装置、在所述的中间池外设置营养盐投加装置。
5、根据权利要求4所述的乳化油废水处理设备，其特征在于在所述分质调节池内设隔油板或 隔油器，浮油可由人工定期清除或设置浮子撇油器自动撇除。
6、根据权利要求5所述的乳化油废水处理设备，其特征在于在所述分质调节池内用于提升乳 化油废水的潜污泵设置在距池底0.5～1.0m处，用以提升较为纯净的乳化油废水。
7、根据权利要求4、5或6所述的任一种废水处理设备，其特征在于所述破乳池的构造为圆 形不锈钢或碳钢罐，顶部设搅拌机。与罐体连接的有位于不同高度的四至五种管道，由高至 低依次为：浮渣管、排水管、沉渣管、放空管;破乳池运行方式为：间歇、分批次运行，由 手动或自动控制。
8、根据权利要求4、5或6所述的任一种废水处理设备，其特征在于所述膜生物反应池的池 体为钢结构或砼结构，内部分隔但相通，分为膜池和氧化池，膜池内设置液中膜组件，氧化 池内敷设高效曝气器。
9、根据权利要求7所述的废水处理设备，其特征在于所述膜生物反应池的池体为钢结构或砼 结构，内部分隔但相通，分为膜池和氧化池，膜池内设置液中膜组件，氧化池内敷设高效曝 气器。
10、根据权利要求9所述的废水处理设备，其特征在于所述液中膜组件为板式液中膜。
说明书
乳化油废水处理方法及设备
技术领域
本发明属于废水处理领域，涉及含油废水尤其是高浓度乳化油废水的生物处理方法及处 理设备。
背景技术
乳化油废水是含油废水中较为难处理的一种，其主要成分为机油或矿化油、乳化剂、润 滑防腐剂和水。该废水中的乳化油非常稳定，不易破坏，很难处理，这是因为其废水中含有 表面活性剂使油成为稳定的乳化液，油滴粒径极微小，其表面形成一层界膜，带有电荷，油 珠外围形成双电层，使油珠相互排斥极难接近，在动力学上有一定的稳定性，因此较难处理。 另外，乳化液中有机物含量很高，COD在通常为几万毫克每升。目前常使用的含油废水处理 方法主要分为化学法、物理法、物化法、生物法等。实际应用中通常是几种方法联合分级使 用，使出水水质达到排放标准。常见的乳化油废水处理工艺有，盐析-酸化-沉降法、隔油 -微絮凝法、盐析-气浮-吸附法等。现有技术主要存在如下几个问题：
(1)化学法、物理法仅能实现除油功效，处理程度不够高，其处理出水中仍含有较高的有 机污染物，COD浓度达不到排放标准，若要实现达标排放，势必要多种方法、多级串联，造 成了流程长、处理工艺复杂等问题。
(2)高浓度乳化油废水的处理往往在破乳、气浮后，需要继续采用活性炭吸附、超滤等三 级处理技术强化处理效果，但这些物化方法的运行费用较高。目前含油废水的生物处理法也 存在一些问题，目前普遍应用的生物法基于传统活性污泥法和生物膜法原理，反应池中污泥 浓度低、微生物活性易受油抑制，对预处理出水即生物反应器进水的水质要求严格，负荷低、 处理效率低，为获得较佳出水水质必然导致池容大、占地面积大、基建或运行费用高等问题。
(3)膜过滤方法是目前乳化油废水处理中较有发展前途的一种除油方法，它是利用超滤膜孔径 比油珠孔径小的特点，通过滤的方式，实现乳化油水分离的目的。滤膜常被制成空心纤维管过滤 器，以增大膜的过滤面积，但过滤器容易堵塞，膜清洗困难，操作费用高，基建、运行成本高。 且过滤后的浓缩液仍需处理，一般采用焚烧法，费用过高，且对环境造成二次污染。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型乳化油废水生物处理技术，它能突 破由于较高浓度油对微生物的抑制而造成的生物法处理含油废水效率低的瓶颈，该技术对生 物反应器进水油浓度、COD浓度要求宽泛，对污染物降解能力强、处理效率高、处理出水可 达标，产泥量小、对环境造成的二次污染小。该技术工艺流程简单，节省投资及运行费用。
本发明所采用的工艺流程包括以下五个步骤：
1)、在分质调节池内调节水量、隔除上层浮油;
2)、将隔除上层浮油后的废水泵入破乳池，投加化学药剂破乳;
3)、将破乳池后的废水自流进入中间池，向所述中间池中投入易降解有机物，并补 充微生物生长所需的氮N、磷P营养盐，短暂停留后，再泵入膜生物反应池;
4)、破乳后的废水在膜生物反应池得以进一步除油、降解COD，处理后的水经过 膜分离，由膜抽吸泵直接外排。
5)、破乳后的化学污泥、膜生物反应池剩余活性污泥由污泥处理系统进行脱水处理， 压滤液回分质调节池，泥饼外运。
作为本发明的一种改进，步骤3)所述易降解有机物为葡萄糖，按1kg废水COD∶0.5～1.0kg 葡萄糖的比例投加，所述氮N、磷P营养盐为碳酸氢铵和磷酸二氢铵。
本发明各步骤的具体实现如下：
步骤1)、分质调节池内设隔油板隔油，浮油可由人工定期清除或设置浮子撇油器自动撇 除。池内用于提升乳化油废水的潜污泵设置在距池底0.5～1.0m处，用以提升较为纯净的乳化 油废水。该池构造简单，设计上巧妙地利用池体构造、高度差等因素去除了浮油、沉渣对后 续处理——破乳反应的影响，可最大限度的发挥了破乳剂的功能，以降低破乳剂的用量。分 质调节池内水力停留时间根据废水量大小可取HRT=1～10d。
步骤2)、经步骤1)处理后的乳化油废水在破乳池内与破乳剂发生反应，乳化油珠的界 膜被破坏，形成大滴油珠，浮出水面。破乳池的构造为圆形不锈钢或碳钢罐，顶部设搅拌机。 与罐体连接的有位于不同高度的四至五种管道，由高至低依次为：溢流管、浮渣管、排水管、 沉渣管、放空管。其中排水管可在不同高度上再分设2～3根，若分质调节池提升泵有回流管， 溢流管可不设。本发明采用化学破乳法，但对破乳剂不作具体明确要求，可根据不同乳化油 废水的具体特性、破乳剂的成本、获取的是否便利等因素选择所，因此所使用的破乳剂并不 一定是破乳效果最佳的那一种。但其前提是要保证破乳后进入膜生物反应池的含油废水 COD<3000mg/L、油<600mg/L。根据经验，建议尽量少采用含钙的破乳剂。破乳池运行方式 为：间歇、分批次运行，批次运行时间为1.5～4.0h，由手动或自动控制。
步骤3)、中间池为钢结构或砼结构，水力停留时间HRT=0.5～1d，内设提升泵。破乳除 油后的出水自流至中间池，经由中间池泵入膜生物反应池。破乳池为间歇方式运行、膜生物 反应池为连续方式运行，因此中间池的作用是破乳池与膜生物反应池的连接与转换，以此保 证生物反应的连续性。根据共降解理论，向中间池中投加葡萄糖或其他易降解有机物，按1kg 废水COD∶0.5～1.0kg葡萄糖的比例投加。并适当补充微生物生长所需的N、P营养盐。另外 根据需要，还可在中间池内调节废水的pH值(取决于步骤2)所选用的破乳剂)，以确保步 骤4)中微生物的生长要求。
步骤4)、中间池中的废水由泵提升至膜生物反应池。膜生物反应池为钢结构或砼结构， 内部分隔但相通，分为膜池和氧化池。膜池内置板式液中膜组件一组，一组为多片，根据水 量不同片数不同，膜通量为0.30～0.5m3/片.d。氧化池内敷设多组高效曝气器，为微生物供氧。 由于膜具有良好的泥水分离特性，膜生物反应池内污泥浓度为10～20g/L，远高于普通活性污 泥氧化池(3～4g/L)。在膜生物反应池内，大量的微生物以葡萄糖等易降解有机物为第一营养 基质维持生命代谢，同时将废水中的油作为共降解基质协同去除。又由于板式液中膜特有的交 叉流过滤清洗功能，以及其分离的是活性污泥絮体和水，而不是油分子和水分子，大大减轻 了膜堵塞的可能性，使得板式液中膜片的寿命可长达7～10年。
步骤5)、破乳后的浮渣、沉渣与膜生物反应池剩余污泥均排入污泥储存池，再由污泥螺 杆泵送至板框压滤机或带式污泥脱水机进行脱水，压滤液回至分质调节池重新处理，泥饼外 运。化学污泥与活性污泥混合脱水，有利于加强污泥脱水效果、污泥稳定性好，减少了对环 境的二次污染。
本发明还提供了一种乳化油废水处理设备，所述设备包括依次连接在一起的分质调节池、 破乳池、中间池、膜生物反应池，产生的污泥依次进入储泥池、脱水机，在所述的破乳池外 设置破乳剂投加装置、在所述的中间池外设置营养盐投加装置。
作为本发明的一种改进，在所述分质调节池内设隔油板或隔油器，浮油可由人工定期清 除或设置浮子撇油器自动撇除。池内用于提升乳化油废水的潜污泵设置在距池底0.5～1.0m处， 用以提升较为纯净的乳化油废水。
作为本发明的一种改进，所述破乳池的构造为圆形不锈钢或碳钢罐，顶部设搅拌机。与 罐体连接的有位于不同高度的四至五种管道，由高至低依次为：溢流管、浮渣管、排水管、 沉渣管、放空管。其中排水可在不同高度上再分设2～3根。若分质调节池提升泵有回流管， 溢流管可不设。破乳池运行方式为：间歇、分批次运行，由手动或自动控制。
作为本发明的一种改进，所述膜生物反应池的池体为钢结构或砼结构，内部分隔但相通， 分为膜池和氧化池。膜池内设置液中膜组件;氧化池内敷设高效曝气器。
本发明的工艺原理如下：
油类是一种烃类有机物，原理上可以利用微生物将其分解氧化成为二氧化碳和水。但油类对 微生物的有抑制作用，一般认为，流入到生物处理构筑物混合污水的含油浓度，通常不能大于 30～50mg/L，否则将影响活性污泥和生物膜的正常代谢过程。因而乳化油废水的生物处理方法负荷 低、效率低，所有常规生物法常用于处理溶解油，而不宜用于处理乳化油。研究发现，以葡萄糖、 牛肉胨或者酵母提取物作为营养基质的微生物，能够共降解链烃类。因而采用葡萄糖等易氧化基 质作为第一基质培养微生物，而将乳化油作为微生物的第二基质，利用共降解原理，将大大提高 生物处理负荷及效率，从而改变生物法不宜处理乳化油废水的传统认识。
本发明的技术特点为，隔油-破乳-共降解膜生物法。本发明突破点在于在含油废水的 生物处理法上，引入了共降解理论，并将共降解机理与膜生物反应器的应用有机的结合起来， 强化了生物处理油污染物的能力，突破了油对微生物的抑制作用。将生物反应器进水油浓度 的限制由长期认为的30～50mg/L提升至600mg/L，进水COD浓度的上限可达到 2000～3000mg/L。该方法突破了传统生物方法处理乳化油废水负荷低、效果差，对预处理要 求严格、微生物易受油抑制等局限，可以满足较为严格的排放要求。该方法采用共降解技术， 培养微生物，处理破乳后的含油废水(COD=1700～3000mg/L、油<600mg/L)，处理系统出水 可实现COD<100mg/L，油<10mg/L。
本发明可用于含油废水的处理，尤其适于处理小水量、高浓度、高乳化度的含油废水。
本发明破乳除油方法简单易操作，仅采用化学破乳法破乳，破乳后静置一段时间，油水靠 重力自然分离，无需再经气浮分离。
本发明的设备生物反应器进水油浓度、COD浓度要求宽泛，对污染物降解能力强、处理 效率高、处理出水可达标，产泥量小、对环境造成的二次污染小，该设备工艺流程简单，节 省投资及运行费用。
