江蘇省一體化洗滌廢水處理設(shè)備

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目前，含油廢水的處理技術(shù)主要有化學(xué)處理法、物理化學(xué)處理法以及生物處理法等。國內(nèi)外很多學(xué)者應(yīng)用不同的方法對含油廢水的處理進(jìn)行了研究，例如：電凝聚法、高級氧化法、混凝法和生物法等，都取得了一定的效果。但是，對于清洗裝載潤滑油、白油、黑油等多種油類物質(zhì)的化工集裝罐清洗廢水采用哪種方法更經(jīng)濟(jì)、有效，未見bao道，因此，針對此類含油清洗廢水，尋找高效、經(jīng)濟(jì)的處理方法顯得尤為重要。

化工集裝罐含油清洗廢水，乳化程度高，難生物降解，筆者分別采用化學(xué)混凝破乳法、生物法對該類廢水進(jìn)行了處理，篩選出混凝劑，馴化得到一株可降解混合油的菌株；探討了將微生物處理法與混凝破乳處理法相結(jié)合的可行性，并對處理工藝進(jìn)行了整合。

1實驗材料與方法

1.1廢水來源及水質(zhì)

化工集裝罐含油清洗廢水取自華泰集裝箱服務(wù)有限公司，廢水COD為6500mg/L，經(jīng)平流式隔油池隔油后，取其出水作為實驗用水。該廢水呈乳白色，經(jīng)檢測：COD為4530mg/L，BOD5為553mg/L，B/C為0.122，油質(zhì)量濃度為189.98mg/L，pH為6.8。

1.2廢水來源及水質(zhì)

1.2.1混凝劑的篩選

實驗選取5種無機(jī)混凝劑，其中鋁鹽混凝劑包括liu酸鋁、氯化鋁和聚合氯化鋁（PAC）；鐵鹽混凝劑包括三氯化鐵和聚合liu酸鐵（PFS）。對每種混凝劑均進(jìn)行投加量和pH的實驗：（1）取200mL實驗廢水，在相同的pH和攪拌速度下，加入不同量的混凝劑進(jìn)行實驗，篩選出混凝劑的投加量；（2）取200mL實驗廢水，調(diào)節(jié)水樣pH，在相同的混凝劑投加量和攪拌速度下進(jìn)行實驗，篩選出pH。并終篩選出混凝劑。

1.2.2生物處理

（1）實驗培養(yǎng)基。

無機(jī)基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)基：（NH4）2SO40.5g，無水CaCl20.1g，NaH2PO41.0g，NaNO30.5g，MgSO4•7H2O0.2g，KH2PO41.0g，蒸餾水1L，用NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0。

無機(jī)含油培養(yǎng)基：含油培養(yǎng)基為無機(jī)基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)基于121℃高壓蒸汽滅菌20min后加入由華泰集裝箱廠提供的原始混合油作為碳源。

牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基：牛肉膏5.0g，蛋白胨10.0g，氯化鈉5.0g，蒸餾水1L，用NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0。

固體培養(yǎng)基：在無機(jī)基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)基、牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基基礎(chǔ)上，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.8%的瓊脂，用NaOH調(diào)節(jié)pH至7.0，于121℃下高溫濕熱滅菌20min。江蘇省一體化洗滌廢水處理設(shè)備

（2）微生物的馴化。

實驗所用菌源取自油田的含油污泥。主要實驗步驟為：取無機(jī)基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)基100mL放入250m-錐形瓶中，滅菌后，加入取自天津市某煉油廠排污口的污泥2.0g，并加入300mg/L的混合油作為微生物生長的碳源，在30℃、120r/min下振蕩培養(yǎng)至培養(yǎng)基呈現(xiàn)明顯的渾濁，取出，靜置2~3min。用接種環(huán)挑量經(jīng)馴化后的菌濁液在固化的平板上劃線，然后置于30℃的恒溫生化培養(yǎng)箱中連續(xù)培養(yǎng)36~48h，當(dāng)平板上出現(xiàn)細(xì)菌菌落時，挑選單菌落平板劃線。為了得到更加純化的菌株，反復(fù)用平板培養(yǎng)基轉(zhuǎn)接分離多次，直到分離*。

（3）生物處理工藝條件的確定。

以無菌操作將馴化得到的菌株接種于100m-含油液體培養(yǎng)基中，在30℃、120r/min下振蕩培養(yǎng)24h后，制備成0.1g/mL的菌懸液備用。

分別量取1500mL實驗廢水，接入菌懸液，接種量分別為0、8%、10%和12%（以體積分?jǐn)?shù)計，下同），在室溫及相同曝氣量下培養(yǎng)反應(yīng)，每隔2h取水樣進(jìn)行檢測，比較處理效果。

1.2.3聯(lián)合處理工藝的確定

采用前期實驗得到的混凝劑和馴化得到的降解菌，分別進(jìn)行混凝—生物聯(lián)合處理實驗和生物—混凝聯(lián)合處理實驗，根據(jù)出水水質(zhì)，綜合考慮經(jīng)濟(jì)合理性，確定聯(lián)合處理工藝。

1.3分析方法

油含量的測定采用紫外分光光度法；COD的測定采用重鉻酸鉀法（GB11914—1989）；BOD5的測定采用稀釋與接種法（HJ505—2009）；pH的測定采用玻璃電極法（GB6920—1986）。

2結(jié)果與討論

2.1混凝劑的篩選

影響混凝效果的因素有pH、混凝劑種類、混凝劑投加量、攪拌強(qiáng)度、靜置分離時間等。前期實驗表明，投加混凝劑后，攪拌強(qiáng)度過大，時間過長，都極易使絮體破碎，因此本實驗均采用中速攪拌10min，反應(yīng)結(jié)束后靜置沉降30min。

隨著混凝劑投加量的增加，COD和油的去除率都隨之增大，當(dāng)混凝劑投加量達(dá)到一定值后，繼續(xù)增大投加量，COD和油的去除率不再隨之增大，這可以用混凝劑的吸附表面中和機(jī)理解釋。從圖1、圖2還可以看出，高分子無機(jī)混凝劑聚合氯化鋁和聚合liu酸鐵鐵的投加量明顯少于其他混凝劑，且處理效果優(yōu)于其他混凝劑，其中聚合氯化鋁在投加質(zhì)量濃度為0.35g/L時，COD和油的去除率達(dá)到大，分別為97.1%和86.8%；聚合liu酸鐵在投加質(zhì)量濃度為0.45g/L時，COD和油的去除率達(dá)到大，分別為97.4%和79.7%。

水樣pH對處理效果的影響實驗結(jié)果表明，5種混凝劑的pH都在7左右，pH過大或過小都會降低污染物的去除率，其中鐵鹽混凝劑的pH適用范圍明顯比鋁鹽混凝劑要大。此外，在pH下，5種混凝劑對COD和油的去除效果都很好，其中處理效果好的是聚合氯化鋁，在pH為7左右時，COD、油去除率分別達(dá)到96.6%、85.5%。因原水pH為6.8，考慮到經(jīng)濟(jì)因素，在后續(xù)實驗中不對水樣進(jìn)行pH調(diào)整。

綜上所述，在5種無機(jī)混凝劑中，聚合氯化鋁和聚合liu酸鐵的處理效果明顯優(yōu)于其他的低分子混凝劑，而聚合liu酸鐵在油的去除方面不如聚合氯化鋁，且會增加水樣的色度，因此，終選擇聚合氯化鋁作為處理此種含油清洗廢水的混凝劑，其投加質(zhì)量濃度為0.35g/L，水樣pH為6.8。

2.2微生物處理

在菌懸液接種量分別為0、8%、10%和12%的條件下，考察了微生物培養(yǎng)時間對處理效果的影響。

原水在加入菌懸液后，污染物去除效果明顯提高，尤其是油類污染物的去除。當(dāng)微生物培養(yǎng)36h后，廢水的COD降至1300mg/L左右，而油質(zhì)量濃度均降到了30mg/L以下。

比較菌種投加量為10%和12%的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)其投加量增加到一定程度后，污染物去除率的增大并不明顯，這是因為當(dāng)微生物的初始投加量增大一定程度之后，終可以在廢水中生長的數(shù)量會達(dá)到一個大值，此后繼續(xù)增大初始投加量，并不能繼續(xù)擴(kuò)大菌群數(shù)量。選擇12%為微生物的初始投加量。

隨著培養(yǎng)時間的推移，污染物的去除率逐漸增大。其規(guī)律基本與微生物的生長曲線相吻合，即*h為微生物的適應(yīng)期，10~36h為對數(shù)增長期，36h以后趨于穩(wěn)定，因此選擇36h為培養(yǎng)時間。

空白實驗表明，實驗廢水中未投加菌種時，隨著時間的延長，含油廢水的COD、油含量依然有所降低，這是廢水中原本存在的微生物對油類污染物的降解所致，但這些微生物數(shù)量少，降解效率低，所以對污染物的處理效果甚微。這說明利用微生物處理含油清洗廢水的關(guān)鍵是馴化出高效的可降解含油清洗廢水中混合油的菌株。

2.3聯(lián)合處理工藝比較

采用混凝—生物聯(lián)合工藝和生物—混凝聯(lián)合工藝分別對實驗廢水進(jìn)行處理。

采用混凝—生物聯(lián)合工藝處理實驗廢水，雖然混凝階段處理效果理想，COD去除率高達(dá)97.35%。但后續(xù)微生物處理出水的COD反而升高，這可能是由于混凝出水的COD過低，導(dǎo)致微生物不能正常生長而死亡，致使COD升高；經(jīng)生物處理后，出水油含量幾乎沒有降低。

采用生物—混凝聯(lián)合工藝處理實驗廢水，在生物處理階段，盡管廢水的可生化性較差，但由于投加了馴化得到的特種降解菌，除油效果良好，降低了后續(xù)混凝處理的負(fù)荷，減少了混凝劑用量。經(jīng)此聯(lián)合工藝處理后，出水COD降到了65mg/L，油質(zhì)量濃度降到了9.16mg/L。此聯(lián)合工藝不僅處理效果良好，同時降低了混凝劑用量，節(jié)約了成本。