1、工程概況

潤(rùn)滑油行業(yè)是我國(guó)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，其使用后產(chǎn)生的廢潤(rùn)滑油量約為850×104t/a。目前，由于廢潤(rùn)滑油再生技術(shù)落后導(dǎo)致其再生過程中產(chǎn)生大量含油有機(jī)廢水。該類廢水成分復(fù)雜，常含有毒有害物質(zhì)且COD較高。國(guó)內(nèi)外含油廢水處理工藝主要有膜過濾、生物處理、高級(jí)氧化等方法，且目前的研究更加注重預(yù)處理工藝，存在降解不和運(yùn)行成本高等問題，而采用物化預(yù)處理+生化組合工藝可將有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)為小分子化合物，降低廢水生物毒性，并保障COD的達(dá)標(biāo)排放，處理效果穩(wěn)定且運(yùn)行成本低。

某公司18000t/a廢潤(rùn)滑油再生利用項(xiàng)目主要產(chǎn)生含油、油泥和乳化等廢水，具有污染物濃度高、油水分離難度大、穩(wěn)定性強(qiáng)、可生化性差和水質(zhì)波動(dòng)大等特點(diǎn)。由于污水排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，現(xiàn)有污水處理設(shè)施已無法滿足實(shí)際需求，該公司于2020年按照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和江蘇省盱眙縣第二城市污水處理廠納管標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用物化預(yù)處理+兩級(jí)厭氧/好氧（A/O）+改進(jìn)型高密度曝氣生物流化床（MABFT）組合工藝對(duì)已有廢水處理設(shè)施進(jìn)行了提升改造。

2、工程設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)廢水處理能力為150m3/d，主要污染物指標(biāo)為COD、氨氮和總氮。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)、水量和排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。

由于含油、油泥和乳化等廢水性質(zhì)各不相同，需先進(jìn)行分質(zhì)分流預(yù)處理、提高其可生化性后再進(jìn)入生化處理系統(tǒng)。以“物化+水解酸化"作為預(yù)處理工藝，將廢水中部分難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子化合物而提高其可生化性；以“兩級(jí)A/O+MABFT"的生物強(qiáng)化脫氮處理工藝為主體，去除廢水中有機(jī)物、色度并通過后續(xù)深度處理工藝保障出水中氨氮和總氮的限值要求，以保證經(jīng)處理后的廢水達(dá)到相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)。廢水處理工藝流程見圖1。

將廠區(qū)含油、油泥和乳化等廢水收集至相應(yīng)儲(chǔ)罐，含油及油泥廢水經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)預(yù)處理后，20%濃縮液作為危廢處置，80%冷凝液則進(jìn)入隔油調(diào)節(jié)罐，再經(jīng)脫氨系統(tǒng)在堿性條件下吹脫水中氨；乳化廢水經(jīng)由過濾除渣、隔油等預(yù)處理后進(jìn)入隔油調(diào)節(jié)罐，上層浮油經(jīng)回收裝置收集后進(jìn)入廢油再生裝置，相應(yīng)廢水則經(jīng)提升泵輸送至氣浮池，通過投加破乳劑、PAC、PAM等藥劑去除部分油脂、SS和COD。經(jīng)過預(yù)處理后的廢水進(jìn)入中間調(diào)節(jié)池1，再進(jìn)入多元氧化池，通過投加氧化劑將難降解有機(jī)物進(jìn)行氧化處理，以提高廢水的可生化性。經(jīng)沉淀后的廢水則進(jìn)入中間調(diào)節(jié)池2，再進(jìn)入水解酸化池，通過水解、酸化、甲烷化處理后將大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子化合物。水解酸化池出水進(jìn)入初沉池，經(jīng)沉淀后再進(jìn)入二級(jí)A/O池。在硝化液和污泥回流循環(huán)下，使得A1、O1、A2三階段均參與反硝化過程，充分利用廢水中的碳源使反硝化效率更高。A/O池處理出水經(jīng)二沉池沉淀后進(jìn)入MABFT池，該處理系統(tǒng)組成了一個(gè)微型硝化和反硝化反應(yīng)器進(jìn)行相應(yīng)生化反應(yīng)。MABFT池出水進(jìn)入終沉池，投加PAC、PAM進(jìn)行混凝沉淀后，再經(jīng)深度處理單元、中間水池3、過濾系統(tǒng)處理后進(jìn)入清水池后達(dá)標(biāo)排放。廢水處理過程會(huì)產(chǎn)生大量污泥，根據(jù)污泥性質(zhì)不同而采取差異化的處理方式。其中，氣浮池產(chǎn)生的浮渣進(jìn)入污泥濃縮池；初沉池、二沉池和終沉池污泥部分回流到水解酸化池、A/O池和MABFT池，剩余污泥輸送至污泥濃縮池。污泥經(jīng)壓濾機(jī)脫水后泥餅委外處置，壓濾液則進(jìn)入隔油調(diào)節(jié)池處理。

3、主要構(gòu)筑物及設(shè)備

①多元氧化池

半地上式鋼混結(jié)構(gòu)（三布五涂防腐處理），有效水深6m，有效容積313.5m3，停留時(shí)間2.61d。配套設(shè)備包括30m3多元氧化填料1、14m3多元氧化填料2、6套濾板及布水器、6套空氣反應(yīng)器和6套pH控制器。

②水解酸化池

半地上式鋼混結(jié)構(gòu)，1座（內(nèi)分4格），有效水深6m，有效容積432m3，停留時(shí)間2.88d。配套設(shè)備：4套PVC布水系統(tǒng)、4套集水堰板以及集水槽、4臺(tái)液下攪拌機(jī)（N=1.5kW）。

③兩級(jí)A/O池

a.厭氧池1、2。半地上式鋼混結(jié)構(gòu)，2座，有效水深6m，有效容積66m3，停留時(shí)間0.44d。二沉池污泥回流至厭氧池1，回流比為50%~75%。配套設(shè)備：55m3填料、1套填料支架、1臺(tái)液下攪拌機(jī)（N=0.85kW）、1臺(tái)污泥回流泵（流量9m3/h，N=0.75kW）。

b.好氧池1。半地上式鋼混結(jié)構(gòu)，1座（內(nèi)分3格），有效水深6m，有效容積180m3，停留時(shí)間1.2d。好氧池硝化液回流至厭氧池1進(jìn)行反硝化脫氮，回流比為200%~300%。配套設(shè)備：120套微孔式曝氣器、120m3填料、3套填料支架、2臺(tái)風(fēng)機(jī)（1用1備，Q=6.73m3/min，P=58.8kPa，N=11kW，含進(jìn)出口消聲器，共用）、1臺(tái)硝化液回流泵（Q=40m3/h，N=1.5kW）。

c.好氧池2。半地上式鋼混結(jié)構(gòu)，1座，有效水深6m，有效容積79.2m3，停留時(shí)間0.53d。配套設(shè)備：56套微孔式曝氣器、66m3填料、風(fēng)機(jī)。

④MABFT池

半地上式鋼混結(jié)構(gòu)，1座，有效水深6m，有效容積198m3，停留時(shí)間1.32d，氣水比32∶1。配套設(shè)備：2套穿孔曝氣管、2套填料支架、風(fēng)機(jī)、60m3MKNC-5ppi填料。

4、調(diào)試與運(yùn)行

4.1 調(diào)試過程

生化池污泥取自淮安四季青污水處理廠，厭氧池和好氧池各投加45t，均勻分布。MABFT池投加200kg優(yōu)勢(shì)菌種（MKNC001、MK-NC002），該菌種具有掛膜快、不易流失等特點(diǎn)，故在后續(xù)運(yùn)行中不再額外添加。調(diào)試初期進(jìn)水量為20~30m3/d，后續(xù)逐漸增加進(jìn)水量，遞增比例為5%~10%，好氧池和MABFT池悶曝，對(duì)微生物進(jìn)行馴化并逐漸形成生物膜。馴化階段向生化池中投加25kg/d面粉作為碳源。嚴(yán)格控制生化池中DO，其中厭氧池和好氧池中DO分別控制在0.5mg/L以下和4~5mg/L。由于MABFT池中要同步實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化，因此對(duì)DO的控制顯得尤為嚴(yán)格，當(dāng)DO濃度為2mg/L時(shí)對(duì)氨氮的最佳去除率為99%。

若混合液懸浮固體濃度（MLSS）過低則廢水處理效果差，MLSS過高則運(yùn)維成本高且易造成出水水質(zhì)不穩(wěn)定，因此需控制適宜的MLSS值。在活性污泥馴化過程中將厭氧、好氧和MABFT池中SV30分別控制在30%、30%和20%左右，一方面可以保證良好的硝化和反硝化過程，另一方面可減少填料中生物膜的堵塞現(xiàn)象。結(jié)合水質(zhì)運(yùn)行數(shù)據(jù)，控制一定的回流比，同時(shí)定期排出剩余污泥有利于廢水的處理。將污泥齡控制在15~25d，有利于微生物的新陳代謝。在調(diào)試過程中，厭氧、好氧池中MLSS以4000~5000mg/L左右最佳，MABFT池MLSS控制在2000~3000mg/L為宜，該階段的污泥具有產(chǎn)泥率低且沉降性能良好等優(yōu)點(diǎn)。此外，為保障反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，需在厭氧池1中添加少量葡萄糖，在好氧池投加NaHCO3保持pH為7.5~8.5。經(jīng)2個(gè)月的調(diào)試，對(duì)廢水中COD、氨氮和總氮去除率分別達(dá)到90%、95%和90%，且出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

4.2 運(yùn)行情況

該廢水處理工程自2020年11月調(diào)試達(dá)標(biāo)后，后續(xù)運(yùn)行中出水均達(dá)標(biāo)排放。2020年12月中間水池COD、氨氮和總氮濃度分別為2080.8~6370.6、200.3~571.8和304.2~751.3mg/L，其濃度的最高值與值比值分別為3.06、2.85和2.47，水質(zhì)波動(dòng)主要由廢潤(rùn)滑油的成分復(fù)雜且定期再生回收過程所致。雖然水質(zhì)波動(dòng)較大，但經(jīng)組合工藝處理后出水仍能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，表明該系統(tǒng)耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。2020年12月的運(yùn)行數(shù)據(jù)見表2。

由表2可知，廢水水質(zhì)波動(dòng)大且遠(yuǎn)超相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)處理后的廢水中COD、氨氮和總氮分別為（44±9.6）、（1±0.1）和（25±3.4）mg/L，均遠(yuǎn)低于排放標(biāo)準(zhǔn)，表明該工藝對(duì)COD、氨氮和總氮均具有良好的去除效果。2020年12月該系統(tǒng)對(duì)COD、氨氮和總氮的平均去除率分別為98.7%、99.9%和94.7%，體現(xiàn)了耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)和運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。

已報(bào)道的廢潤(rùn)滑油再生廢水的COD去除率約80%~99%，而物化預(yù)處理+兩級(jí)A/O+MABFT組合工藝對(duì)COD去除率則高達(dá)98.7%，表明其對(duì)廢潤(rùn)滑油再生廢水中COD具有較好的去除效果。生物法對(duì)含油廢水COD的去除率差異性較大，如單一的厭氧處理對(duì)COD去除率僅為75%~80%，固定式膜生物反應(yīng)器對(duì)COD去除率則超過85%。而“兩級(jí)A/O+MABFT"對(duì)COD去除率則高達(dá)97.4%，去除效率顯著提高。此外，該系統(tǒng)中大部分含氮污染物在兩級(jí)A/O階段去除，但仍未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)的MABFT池則彌補(bǔ)了其不足，充分利用曝氣生物流化床、專用填料和高效微生物的協(xié)同作用，有效促進(jìn)了生物膜與污染物的傳質(zhì)過程，進(jìn)一步強(qiáng)化了含氮污染物去除，使得該組合工藝處理出水達(dá)到了相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。

5、效益分析

該工程總投資約1000萬元，處理水量為150m3/d。運(yùn)行成本主要包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)和水費(fèi)，合計(jì)21.68元/m3，其中電費(fèi)6.08元/m3，電耗為910.98kW·h/d，平均電價(jià)1.0元（/kW·h）；藥劑費(fèi)14元/m3；人工費(fèi)1.55元/m3，勞動(dòng)定員2人，工資3500元（/人·月），每月工作30d；水費(fèi)0.05元/m3。

6、結(jié)論

結(jié)合廢潤(rùn)滑油再生廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，采用“物化預(yù)處理+兩級(jí)A/O+MABFT"組合處理系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性。首先，采用“隔油+脫氨+破乳+氣浮+多元氧化工藝+水解酸化"工藝進(jìn)行預(yù)處理，有效去除了油脂和酚類污染物，提高了廢水的可生化性；其次，采用兩級(jí)厭氧/好氧+MABFT組合工藝實(shí)現(xiàn)COD、氮氮和總氮的有效去除，該系統(tǒng)中COD、氨氮和總氮的平均去除率分別為98.7%、99.9%和94.7%。中間水池1進(jìn)水中COD、氨氮和總氮分別為2080.8~6370.6、200.3~571.8和304.2~751.3mg/L時(shí)，經(jīng)處理后出水水質(zhì)均可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和江蘇省盱眙縣第二城市污水處理廠納管標(biāo)準(zhǔn)。該工程處理設(shè)計(jì)規(guī)模為150m3/d，直接運(yùn)行成本約21.68元/m3，可為其他廢潤(rùn)滑油再生廢水處理提供參考。