一、概述
1、行业综述
生物柴油是清洁的可再生能源,是以油料植物、动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料,是优质的石油柴油代用品。近年来我国政府对生物燃料日趋重视,制定了相关政策(2005年发布《可再生能源法》)促进发展,并制定长远发展规划:生物柴油在2010年产量达到200万t/年,2020年达到l200万t/年。
目前生物柴油的生产以化学法生产为主,伴随着生物柴油工业的发展,其排放的生产废水污染程度严重,处理难度高,因此该行业废水处理已经成为当前急需解决的问题。
2、水质特点:
废水偏酸性ph=3~5,具有很强的腐蚀性,对整个处理系统的防腐要求比较严格;废水中含有高浓度的油(含量达1万—2万mg/l)增加了处理的难度,同时作为一种有机溶剂会对设备的电缆造成腐蚀。高浓度的有机污染物(codcr: 2万—8万mg/l,bod5:1万—3万mg/l)对主体厌氧及好氧处理工艺的负荷取值及结构的合理性要求较高,目前已投入运行的许多工程存在厌氧负荷取值过高,内部结构不合理,在实际运行中处理水不能达标。废水的高色度,增加深度(回用)处理系统的难度。
因此,生物柴油行业废水为典型的高浓度、难降解、高难度有机废水。
针对上述水质特点,结合我公司多年来从事水处理工程设计、运行管理经验,经过对此类废水水质及处理工艺的长期深入研究与工程实践,并通过不断补充、完善现有的处理工艺,开发了稳定可靠的成套处理技术与设备:预处理(隔油、除色度)+主体处理工艺(高效厌氧、好氧组合工艺)+深度处理工艺,并根据不同水质情况进行有针对性的设计及调整,保证稳定运行并出水达标。
二、工艺说明
1、工艺说明
此工艺各阶段的功能各有不同:预处理主要去除油类、色度及悬浮污染物质;主体工艺去除高浓度的codcr、bod5及其他污染物,可确保出水达标排放,同时深度处理工艺进一步降低codcr、bod5及各种病毒细菌等物质后,出水可达到回用水质要求。
1)预处理工艺
调节系统:通过有效的调节,调节水量、ph,均化水质,避免水质不稳定对后续设备的冲击。
除油系统:本工艺通过三级除油处理,使废水中油含量达到国家排放要求,为后续厌氧好氧工艺的正常、 高效运行提供保障。
整个预处理系统在达到以上目标的同时,也去除水中的部分codcr、色度,减轻后续处理设施的负荷。
2)主体处理工艺
预处理出水进入高效厌氧反应器进行厌氧处理。反应器g-uasb可实现板材拼装,安装方便快捷,其由三个功能区构成:布水区、反应区、分离流出区。污水经过布水区均匀地分布在反应区的横断面上,与悬浮的高浓度(可高达60~80g/l)污泥混合,水中有机物被污泥中的产甲烷微生物分解为沼气,形成微小气泡不断上升,在气泡的碰撞、结合、上升的搅动作用下,使得污泥床区以上的污泥呈松散悬浮状态,并与污水充分混合接触分解转化大部分有机物。三相分离器由我公司自主设计,采用防腐材料,分离效果好,可实现高浓度污泥的下沉保持反应器内的生物量,同时得到澄清的处理水和高热值的沼气。
g-uasb反应器出水进入改良的sbr反应池进行好氧处理,通过高浓度好氧微生物降解废水中的有机污染物,通过时间控制在反应池内进行沉淀,最后由滗水器滗水,可直接达标排放。
3)深度处理工艺
采用专利技术(专利号:zl 2005 2 0142498.1)一体式膜生物反应器(gmbr)。用膜分离技术取代传统接触氧化法的二沉池和常规过滤单元,膜的高效截留作用使出水水质优秀,浊度接近于零,并可截留细菌等生物性污染物,处理后出水可直接回用。
4)污泥处理系统
整个系统产生的剩余污泥排入污泥浓缩池,浓缩后的污泥与助凝剂充分混合后进入带式压滤机脱水,泥饼外运填埋或再利用,避免污泥带来的二次污染。
5)沼气处理利用系统
对厌氧反应器产生的沼气进行收集,通过处理之后可直接用于锅炉燃烧,降低了能源消耗,并节约生产成本。
2、工艺特点
1)处理设施高度集成,占地少,土建投资省;系统设施的成套设备化便于安装,可缩短施工工期。
2)工艺中采用了对有机物去除效率高、运行稳定、耐冲击负荷强的厌氧+好氧处理工艺,确保了对废水中有机物的有效去除。
3)可回收能源-沼气,有效降低了运行成本,同时污泥系统采用了可靠手段,避免废水站剩余污泥对环境的二次污染。
4)深度处理采用技术先进、截污能力强的膜生物反应器,较彻底的去除了废水中有机物、悬浮物及卫生指标,保证了处理水达到国家回用标准稳定达标。
三、出水标准
《污水综合排放标准》(gb8978-1996)
《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(gb/t 18920-2002)
四、应用范围
本工艺广泛适用于动物柴油、植物柴油及其他相关生物技术(如生物技术制药、农业生物技术、海洋高技术、生物资源利用及环境生物技术等)产业领域的废水处理工程中。针对生物柴油类废水的不同特性,专门组织技术、工程、调试等相关人员进行实际研究、分析,得出最佳的污水处理组合方案。