混凝沉淀-厌氧_好氧组合工艺处理港口含油废水的运行与优化

第４０卷第１期２０１９年２月水道港口ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒｗａｙａｎｄＨａｒｂｏｒＶｏｌ．４０Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０１９收稿日期：２０１８－０４－１０；修回日期：２０１８－０７－１９基金项目：国家科技重大专项（２０１７ＺＸ０７１０７－００４－００６）；交通运输部科技项目（２０１１－３２９－２２４－３３０）；中央级公益性科研院所基本科研业务费（ＴＫＳ１８０４０１，ＴＫＳ１７０２２７，ＴＫＳ１６０２１５）作者简介：秦菲菲（１９８３－），女，黑龙江省人，高级工程师，主要从事港口水污染防治技术研究及工程设计。Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＱＩＮＦｅｉｆｅｉ（１９８３－），ｆｅｍａｌｅ，ｓｅｎｉｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒ．通讯作者：魏燕杰（１９８５－），男，内蒙古人，副研究员，主要从事港口水污染防治技术研究及工程设计。Ｅｍａｉｌ：１３９２０４５６７７５＠１２６．ｃｏｍ混凝沉淀－厌氧／好氧组合工艺处理港口含油废水的运行与优化秦菲菲，魏燕杰，李国一（交通运输部天津水运工程科学研究所水路交通环境保护技术交通行业重点实验室，天津３００４５６）摘要：采用混凝沉淀－厌氧／好氧组合工艺处理港口含油废水。选用聚合氯化铝铁（ＰＡＦＣ）作为混凝剂；通过响应面法选择了最优工艺参数：ｐＨ８．０，ＰＡＦＣ投加量１００ｍｇ／Ｌ沉降时间４０ｍｉｎ；出水进入厌氧／好氧生化处理系统（Ａ／Ｏ）。港口含油污水经过Ａ池后，ＢＯＤ／ＣＯＤ平均值由初始的０．１７升高至０．５５，可生化性增加明显。试验结果表明有机容积负荷是Ａ／Ｏ反应器运行过程中的重要控制参数；其对Ａ池冲击大，很容易使Ａ池产生酸化现象，甚至导致反应器的崩溃。Ａ池处理试验用港口含油废水的最佳有机负荷应为１．０～２．０ｋｇＣＯＤ／（ｍ３·ｄ）。当进水水质变化时，可通过调节水力停留时间及回流比等达到反应器有效调控的目的。关键词：港口含油废水；混凝沉淀；厌氧－好氧污水处理；工艺优化中图分类号：Ｕ６５；Ｘ５２文献标识码：Ａ文章编号：１００５－８４４３（２０１９）０１－０１１３－０７针对港口到港油轮的洗舱水、港口油库区油罐中的底层污水以及部分油罐清洗废水等港口含油废水，常采用物理、化学、生物等组合工艺进行处理。其中常用的物理处理工艺主要包括：重力分离、平／斜板隔油、水力旋流等；化学处理工艺主要包括：混凝沉淀、加药气浮、粗粒聚结等；生物处理工艺主要包括：曝气生物滤池，厌氧－好氧，膜生物反应器等［１－６］。本文结合天津港区含油废水应用的混凝沉淀－厌氧／好氧工艺存在的问题进行改进优化，以满足节能高效的绿色循环低碳交通运输体系建设技术需求。表１港区模拟废水水质Ｔａｂ．１Ｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｉｍｕｌａｔｅｄｈａｒｂｏｒｏｉｌｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒ（ｍｇ／Ｌ）序号项目数值１ＣＯＤＣｒ４００～８００２ＢＯＤ５１５０～３００３悬浮物５０～２００４氨氮１．０～２．６５总磷０．５～１．０６石油类１５～４２７全盐量３７００～１０８００８Ｃｌ－８３０～２７００１废水水质及材料方法１．１废水水质实验用水取自天津港南疆油污水处理系统隔油后出水。水质指标见表１。１．２材料方法混凝沉淀采用烧杯实验进行优化。混凝沉淀后出水进入厌氧－好氧池；厌氧池（Ａ池）内设搅拌；废水经厌氧消化后进入好氧池（Ｏ池），池底设微孔曝气。好氧池部分出水进入竖流沉淀池，经沉淀后排出，部水道港口第４０卷第１期分回流到厌氧池前端。实验装置关键参数见表２。ＣＯＤｃｒ、ＢＯＤ５、悬浮物、氨氮、总磷、石油类、ＭＬＳＳ、和ＳＶＩ均采用标准方法测定［７］；挥发性脂肪酸（ＶＦＡ）的测定方法见参考文献［８］。表２厌氧－好氧反应器结构尺寸及关键参数Ｔａｂ．２Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｚｅａｎｄｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆａｎｏｘｉｃｏｘｉｃｔａｎｋｓ工艺段结构尺寸关键工艺参数备注厌氧（Ａ池）１８ｃｍ×３６ｃｍ×３６ｃｍ（有效水深ｈ＝３１ｃｍ，超高５ｃｍ）实验设计流量Ｑｍａｘ＝２Ｌ／ｈ设计泥龄θＣ＝１４．７ｄ污泥产率系数Ｙ＝０．９５６ｋｇＳＳ／ｋｇＢＯＤ内回流比ｐ＝５０％接种污泥：天津港油污水处理系统厌氧反应池脱水污泥，ＭＬＳＳ＝８５００ｍｇ／Ｌ体积及结构参数经计算获得，具体计算过程略好氧（Ｏ池）１８ｃｍ×７２ｃｍ×３６ｃｍ（有效水深ｈ＝３１ｃｍ，超高５ｃｍ）实验设计流量Ｑｍａｘ＝２Ｌ／ｈ接种污泥：天津港油污水处理系统膜生物反应池脱水污泥，ＭＬＳＳ＝３０００ｍｇ／Ｌ污泥回流比ｐ′＝１００％～１２０％基于实际工程，Ｏ池体积为Ａ池２倍。２混凝沉淀处理港区含油废水的工艺优化２．１处理港区含油废水的混凝剂选择表３混凝剂性状及混凝处理效果Ｔａｂ．３Ｃｏａｇｕｌａｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｃｏａｇｕｌａｔｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ混凝剂分子式分子量（ｇ／ｍｏｌｅ）ＣＯＤ（ｍ