污水處理方案（一）
一、含油廢水的定義
含油廢水是指：含有脂（脂肪酸、皂類、脂肪、蠟等）及各種油類（礦物油、動植物油）的廢水。含油廢水的特點是COD、BOD高，有一定的氣味和色度、易燃、易氧化分解，一般比水輕、難溶於水，含油廢水是一種量大面廣且危害嚴重的工業廢水，其污染主要表現在以下幾個方面：
1、惡化水質、危害水產資源；
2、危害人體健康；
3、污染大氣；
4、影響農作物生產；
5、影響自然景觀；
6、影響潔凈的自然水源。
鑒於含油廢水的污染性，我國規定含油廢水最高允許排放l衣度為mg/L。
二、油在水中的存在形式
1、懸浮油：粒度≥100m，靜置后能較快上浮，以連續相的油膜漂浮在水面上。
2、分散油：粒度為10 100um，懸浮、彌散在水相中，在足夠時間靜置或外力的作用，可凝聚成教大的油滴上浮到水面，也可能進一步變小，轉化成乳化油。
3、乳化油：粒度為0、1 10um（極微細的油滴），由於油——水界面有表面活性劑的影響，以水包油的形式穩定地分散在水中，單純用靜置的方法很難實現油水分離。
上述3種油在電鍍廢水中都存在，油脂濃度一般在300—500 mg／L，其中乳化油所佔比例最大。
三、處理方法
1、沉降分離法
沉降分離法是利用油水兩相的密度差及油和水的不相容性進行分離的，屬一級處理。沉降分離在隔油池中進行，常見的有平流式（APZ）、平行板式（PlPI）、波紋板式（CPI）等型式。平流式隔油池的設計主要基於斯托克斯公式，由公式可求得一定表面積的隔油池所能除去的最小油滴直徑。隔油池水流狀態對除油能力和效果也有很大影響，最好的水流狀態是層流狀態，它有利於油滴的上升和固相的沉降。
2、粗粒化法
利用油水兩相對聚結材料親和力的不同來進行分離。含油廢水通過粗粒化材料時，其中細小的油滴聚結成較大的油粒，從而加大上浮速度，屬二級處理。
粗粒化式是將材料填充於粗粒化裝置中，當廢水通過時可以去除其中的分散油，該技術關鍵是粗粒化材料，材料的形狀主要有纖維狀和顆粒。常用的親水性材料是在聚酰胺、聚乙烯醇、維尼綸等纖維內弓I入酸基（磺酸基、磷酸基等）和鹽類，親油性材料主要有蠟狀球，聚烯系或聚苯乙烯系球體或發泡體，聚氨酯發
泡體等，有學者認為其接觸角小於7 為好。通過污水在粗粒化前後油珠粒徑分佈的變化來判定除油效果及工藝可行性，主要評價指標為油的去除率及出水含油量。
粗粒化法的原理是利用油水兩相對聚結材料親和力的不同來進行分離，將材料填充於粗粒化裝置中，當廢水通過時可以去除其中的分散油，此法的技術關鍵是粗粒化材料，一般認為親油耐油、水性能好的材料分離效果好。粗粒化法可以把5—10粒徑以上的油珠完全分離，分離最佳效果可達1—2。在分離過程中，水中細微的油粒附着在粗粒化材料表面，形成油膜，油膜增到一定厚度，在動力及水力的衝擊下，並拌之以風的攪動，比較大的油珠從粗粒化材料表面脫落下來，利用油水相對密度差，以重力分離法將油珠從水中分離出來，或用吸油機將油提取出來。黃盛蓉採用聚丙烯吸油氈作粗粒化層，用 r一4型油水分離裝置處理油庫含油污水，處理后出水油含量<10mg／L。粗粒化法除油的效果，與表面活性劑的存在和多少有關。微量活性劑的存在表明能抑制粗粒化床的效果，因而粗粒化法不適用於乳狀含油廢水的去除。
粗粒化法無需外加化學試劑，無2次污染，設備佔地面積小，基建費用較低。但用此法處理含油廢水要求進口濃度較低，因此進入設備前的含油廢水必須經預處理，否則出水油濃度較高（一般高於10mg／L），常需再進行深度處理。
3、過濾法
利用顆粒介質濾床的截留及慣性碰撞、篩分、表面黏附、聚並等機理，去除水中油份，一般用於二級處理或深度處理。常見的顆粒介質濾料有石英砂、無煙煤、玻璃纖維、高分子聚合物等。經過濾處理后，能使油含量小於質量份數。對某機車廠含油廢水先經隔油、混凝沉澱、再經過濾，出水各項指標均達排放標準，油去除率可達95％，完全可用於有關生產車間。過濾法設備簡單、操作方便，投資費用低。但隨運行時間的增加，壓力降逐漸增大，需經常進行反衝洗，以保證正常運行。
4、膜分離法
膜分離法是S、Sourirajan所開拓並在近20多年來迅速發展起來的分離技術。膜分離法處理含油廢水是利用多孔薄膜為分離介質，截留含油廢水中的油及表面活性劑而使水分子通過，達到油水分離目的。膜分離技術的關鍵是膜和組件的選擇。膜材料可分為高分子膜和無機膜，常用的高分子膜有醋酸纖維膜、聚碸膜、聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜等；常用的無機膜材料有氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦等。按孔徑大小又可分微濾、超濾、反滲秀等。最適合於排放要求高、處理量不大的含油廢水；經微濾處理后出水油濃度一般也小於質量分數1、0 X 10一。
5、浮選法
浮選法是利用油珠粘附於水中的微氣泡后使浮力增大而浮上分離，主要用來處理含油廢水中靠重力分離自然浮上難以去除的分散油、乳化油和細小的懸浮固體物（要投放無機或有機的絮凝劑）。由於空氣微泡由非極性分子組成，能與水性的油結合在一起，帶着油滴一起上升，上浮速度可提高近千倍，所以油水分離效率很高。根據產生氣泡的方式不同，又可分為加壓溶氣浮選法、葉輪浮選法和曝氣浮選法。為提高浮選效果，可再向廢水中加入無機或有機高分子絮凝劑，即為絮凝浮選法，則對油水分離的效果還會提高。目前該法已被廣泛應用於油田廢水、石油化工廢水、食品油生產廢水等的處理、工藝較為成熟。
6、吸附法
吸附法是利用多孔固體吸附劑對含油廢水中的溶解油及其它溶解性有機物進行表面吸附。常用的吸附劑有活性炭、活性炭不僅對油有很好的吸附性能，而且能同時有效地吸附廢水中的其它有機物，但吸附容量有限（對油一般為30—80mg／g），且成本高，再生困難，限制了它的應用。經吸附法處理后出水油含量可在5mg／L以下，因此吸附法一般只用於含油廢水的深度處理。徐根良等對拆船廠含油廢水進行處理，出水油含量在5mg／L以下，多數在lmg／L以下。所用吸附劑為改性膨潤土、磺化煤、廢舊活性炭、碎焦炭、有機纖維等易得原料。
7、凝聚法
凝聚法是向廢水中投加一定比例的絮凝劑，在廢水中生成親油性的絮狀物，使微水油滴吸附於其上，然後用沉降或氣浮的方法將油分去除。常用的有硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵、聚合氯化鋁、聚合氯化鋁等無機絮凝劑和聚丙烯酰胺、丙烯酰胺等有機絮凝劑，不同絮凝劑的PH值使用範圍不同。為-J”~n強絮凝
效果，往往兩個絮凝劑複合使用。此法投藥量大，排渣打量大，適用於處理廢水量很大，而含油量較少，濃度一般在質量份數1、0×10 以下的乳物油或其它細小懸浮物。
8、鹽析法
鹽析法是向廢水中投加無機鹽類電解質。電解質對油珠擴散層的陽離子全部被趕到了吸附層中，導致雙電層破壞，油珠則變成中性，油珠間吸引力恢復而相互聚並，從而達到破乳目的。常用的電解質是鈣、鎂、鋁的鹽類，它既可中和電荷，又可轉換表面活性劑的金屬皂，使處理效果提高。鹽析法投鹽量一般在
l％一5％之間，經鹽析法處理后，出水油的含量一般大於10 mg/L。但該法聚析速度慢，沉降分離時間長，設備佔地面積大，而且對由表面活性劑穩定的含油乳狀液的處理效果不好。
9、電解法
電解法包括電解凝聚吸附法和電解浮上法。電解凝聚吸附是利用溶解性電極電解乳化油廢水。從溶解性陽極（Fe或A1）溶解出金屬離子，金屬離子發生水解作用生成氫氧化物吸附、凝聚乳化油和溶解油，然後沉降除去油分。此法主要適用用於機加工工業中冷卻潤滑液在化學絮凝后的二級處理。電解凝聚吸附法具有佔地面積小、操作簡單、處理效果好、浮渣量相對較少等優點，但它存在陽極金屬消耗量大、需大量鹽類作輔助藥劑、耗電量高、運行費用較高等缺點，此外，對存在的陽極鈍化問題雖研究較多，但仍未根本解決。
lO、生物化學法
生物化學法是一種靠有機物生活的微生物來對含油廢水進行處理的方法。用含有大量噬烴微生物的活性污泥尚可作為肥料。生物化學法包括活性污泥法、生物濾池、氧化塘法等。活性污泥法在國內外煉油廠中被廣泛應用，該法處理率高，基建費用較生物濾池法略低，但要求較高的管理技術水平，運行費用較高。生物濾池是通過微生物使廢水中的有機物被分解除去。最早的生物濾池於1871年建於英國的伯明翰，以碎石為填料，濾池深度在2m左右，採用間歇布水。其缺點是濾料空隙率低，水力負荷小。
以上介紹了lO種含油廢水處理的單元操作方法，各種方法的適用範圍及優、缺點匯於表中。
污水處理方案（二）
1 前言
地瓜，又名甘薯、紅薯。地瓜本身易腐爛，不宜長期存放。地瓜的深加工，可以解決因貯存鮮薯不當而導致大量爛薯的現象，地瓜精製澱粉經過不同深度的加工，可生產出數百種有價值的化工產品，增值10-30倍左右，前景可觀，市場潛力巨大（汪家銘，2006）。但是地瓜澱粉廢水如果不經處理就排放，既會造成環境嚴重污染，也會造成資源浪費。
2 廢水處理方法
地瓜的化學組成主要有水、澱粉、蛋白質、脂肪、纖維、灰分等，地瓜澱粉的製取就是利用澱粉不溶於冷水、比重大於水、以及與其他成分比重不同而進行的物理分離過程（袁炎長，2006）。地瓜澱粉廢水是以鮮地瓜或地瓜干為原料，採用酸沉澱法生產澱粉時產生的廢水，其主要成分為水溶性澱粉、可溶性蛋白質、多糖、氨基酸、維生素以及無機鹽等多種有機和無機物質，是一種不含有毒物質的高濃度有機廢水（李琳等，2006），其COD約為12000mg/L，BOD5為4500mg/L，可生化性很好（劉豆豆等，2006）。
2.1 ABR法
厭氧折流板反應器（ABR）是1982年提出的一種新型高效厭氧反應器，具有許多比其它厭氧工藝更為優越的特性。在反應器沿水力流向設置多層隔板，將反應器分隔成若干個串連的反應室，每個反應室都類似厭氧污泥床的單元。該工藝構造設計簡單，反應器內水流的反覆上下折流作用，提高了微生物體與被處理廢水間的混合接觸，穩定了處理效果，促進了顆粒污泥的形成與生成，發揮完全混合式承受衝擊負荷能力，及所有微生物體的作用。由於各隔室營養水平不同，反應器的微生物相有明顯的種群差異。其處理工藝流程如下：
1.進水箱； 2.電磁計量泵；3.恆溫水浴槽；4.ABR； 5.出水箱；6.沼氣
ABR試驗流程圖
從ABR注入污泥開始，至正常運行，先後經歷了污泥馴化、反應器啟動階段，不同工況下反應器的運行階段和反應器的酸化恢復三個階段。在污泥馴化、反應器啟動階段，進水投加NaHCO3調節pH，並投加一定量的微量營養元素，使進水COD從1200mg/L逐步提高到4000mg/L。第21～95d為在不同HRT和不同容積負荷下反應器處理地瓜澱粉廢水的COD去除率，找出ABR的最佳處理效果所需的運行條件；反應器的酸化及恢復階段，包括酸化初期、完全酸化期和恢復期。酸化試驗進水COD為12000mg/L左右，進水中沒有添加任何化學物質提供鹼度，HRT控制在24h，連續動態培養馴化，待反應器酸化后，研究酸化過程中各隔室的pH、COD的變化規律。恢復階段採用調整鹼度和進水負荷的方式，研究反應器酸化恢復的有效方法。此外，厭氧池污泥（污泥顆粒化較好），污泥濃度為10.4g（VSSPL），VSS/TSS約為25.0%。（劉豆豆等，2006）
2.2 產油真菌發酵法
研究表明，利用地瓜澱粉廢水中的有機物可獲取食用菌菌絲體、單細胞蛋白、天然色素、食用菌多糖等物質。以地瓜澱粉廢水為培養基質，還可篩選獲取產油真菌，低成本生產微生物油脂，為生物柴油提供廉價油脂來源。
通過模擬工業地瓜澱粉廢水可發現，不同批次的模擬地瓜澱粉廢水水質特徵存在差異，地瓜儲藏期的不同也會導致廢水水質的差異。廢水含糖量在9%左右，可以滿足微生物油脂發酵合成的需要。
以地瓜澱粉廢水為發酵基質培養15株產油菌，發酵7d，可篩選出最佳產油菌F7。該菌株F7生物量在第11d～13d達到最大，此時發酵液中的殘糖量正好下降到零；粗脂肪在第11d達到最大，隨後快速下降；含油量則在第9d達到最大，此後亦呈下降趨勢；發酵液的COD亦在第11d達到最低，其結果如下圖：
F7在地瓜澱粉廢水中的生長曲線
在培養後期，生物量和粗脂肪均呈現下降趨勢，但是生物量的下降幅度較小，粗脂肪的下降速度要高於生物量。在後期營養耗盡，菌體利用自身的油脂來維持新陳代謝，其關係圖如下：
F7發酵液殘糖量與COD曲線
隨着培養時間的延長，殘糖量和COD均呈現逐漸下降的趨勢，說明在利用微生物產生微生物油脂的同時，可以有效去除地瓜澱粉廢水的COD負荷。
在不增加體系負荷的情況下，添加離子可以有效促進微生物的發酵和產油。在廢水中加入不同濃度的NaAc和KH2PO4，對菌株F7在廢水中發酵后的生物量、粗脂肪、含油量均有促進作用，其中NaAc添加后的效果更為明顯。在廢水體系中添加金屬離子對產油真菌發酵進行調節，可增加其產油脂的能力，降低體系出水負荷。（杜娟等，2007）
2.3 複合微生物絮凝法
微生物絮凝處理就是利用微生物代謝產生的多糖、糖蛋白以及菌體等形成絮凝沉澱，達到凈化廢水的作用。微生物絮凝與其他絮凝劑相比，具有良好的絮凝沉澱性能，安全、無毒，且不產生二次污染。有研究表明，多種微生物的共生、協同作用具有比單一菌種有更好的絮凝效果。
每批澱粉廢水因生產原料和沉澱時間等因素的不同，其COD有所不同。處理這樣高濃度酸性有機廢水用微生物絮凝處理，不受季節溫度的影響。直接用澱粉廢水擴大培養釀酒酵母和膠質芽孢桿菌，製備成複合微生物絮凝菌液對地瓜澱粉廢水進行絮凝處理，在少量氯化鈣助絮凝下，絮凝率達到97%。經複合菌液絮凝處理的廢水的出水，pH值在8.0左右，COD去除率達95%。處理后的出水可以用於澱粉生產，也可以用於水產養殖，還可以用於農田灌溉。經複合菌液絮凝處理得到的沉澱物富含蛋白質和多種營養物質，乾燥后可以製備成高級飼料。
絮凝過程中，影響絮凝率的主要因素是所加入絮凝菌液的量和pH值。當加入的絮凝菌液在2.5%～10%時，絮凝率並不隨絮凝菌液的增加而增大。當絮凝菌液加入量為10%時，其絮凝率要比2.5%的下降10%左右；而絮凝菌液加入量為2.5%和5%時絮凝率相差不多，考慮到絮凝處理澱粉廢水的成本問題，以絮凝菌液加入量2.5%為佳。選擇溶液pH值9.5時，在適量氯化鈣的助絮凝下最大絮凝率可達97%。
釀酒酵母和膠質芽孢桿菌既能在地瓜澱粉廢水中生長繁殖，也可以與廢水中其他微生物共同絮凝處理廢水。當向廢水中加入絮凝菌液時，有沉澱慢慢析出，加入10%氯化鈣，沉澱析出量增大，且析出速度加快，說明CaCl2有助絮凝的作用。當調節溶液pH值變為鹼性后，生成的沉澱絮團大且結實，沉降的速度也明顯加快，待一定時間后，上清液清澈。一般靜置30min后，絮凝沉澱已基本結束，但靜置2-3h，沉澱更加結實，易於過濾。（李琳等，2006）
2.4 氣浮UASB-SBR工藝
中國澱粉生產工藝相對落後，資源的利用率較低，澱粉生產過程中大量的植物蛋白未加利用而隨生產廢水排放。在澱粉廢水處理過程中，如果能夠同時回收植物蛋白，做到廢水的資源化利用，將具有廣闊的應用前景。
地瓜澱粉生產廢水含有機質多、濃度高且懸浮物含量大，BOD5/COD達0.53，氣浮UASB-SBR工藝對出水水質要求較高，所以物理與生化處理相結合的方式是很好的選擇。其工藝流程見下圖：
污水及污泥處理工藝流程圖
氣浮池出水流入UASB厭氧反應器，由於澱粉廢水呈酸性，會使後續厭氧處理過程受到抑制，產甲烷菌不能承受低pH值的環境，因此，UASB反應器運行的最佳pH值為6.8-7.2。氣浮UASB-SBR工藝採用出水迴流的方法，用出水鹼度調節pH值，雖然進水pH值有波動，但並不影響反應器的正常運行。
在產酸菌和產甲烷菌的作用下，大部分的有機物分解為無機小分子物質和甲烷，剩餘污泥進入污泥濃縮池，甲烷通過三向分離器收集凈化處理后可以作為能源供生產、生活使用，出水則流入預曝氣沉澱池。
預曝沉澱池是厭氧處理單元和好氧處理單元之間的重要構築物，其功能主要是去除厭氧出水的懸浮物和H2S等有害氣體，增加水中的溶解氧，為好氧處理創造有利的條件。預曝沉澱池的出水自流進入SBR進行好氧生物處理，以進一步降解水中的有機物。
調節沉澱池，UASB，預曝沉澱池，SBR等處理單元產生的污泥排入污泥濃縮池進行濃縮，提高污泥的含固率，使污泥含水率低於95%。污泥經濃縮後進入污泥脫水間進行機械脫水，產生的泥餅外運，污泥濃縮池上清液及機械壓濾液迴流至調節沉澱池再繼續處理。
絮凝氣浮法能有效地去除澱粉廢水中的懸浮物、降低廢水COD，同時能獲得較高的蛋白飼料回收率。絮凝劑的投加比例及投加量對COD的去除率有很大的影響。如果能夠更精確確定絮凝劑的最優投加比和投加量，不僅可以得到更好的出水水質，而且能夠減少運行費用，提高經濟效益。
厭氧菌對溫度比較敏感，在溫度較低時，活性降低甚至死亡，因此冬季運行時需對UASB反應器進行加溫，可以利用反應器產生的沼氣作為能源提供UASB 所需的溫度，使資源得到充分利用。
氣浮UASB-SBR工藝出水水質較好，可對出水進行深度處理，處理水可用於廠區綠化、澆灑道路以及廁所用水。（李生等，2006）
3 減少地瓜澱粉生產廢水的措施
3.1 改進加工技術
通過地瓜加工技術的改進，可減少廢水的產生量。選料上，為降低澱粉加工成本，首先選用澱粉含量高的脫毒品種，清洗過程中，分浸泡、淘洗和清洗3個工序，每個池水的水可循環使用一方面可減少用水，另一方面可減少污水產生。打漿、分離、沉澱進料口注入一定量的清水，可提高澱粉的提取率。（肖利貞，2007）。
3.2 發展綠色產業
地瓜加工產生的污染不是化學污染，主要是由於廢水中殘存的少量澱粉在微生物的作用下腐化變質，致使水質變黑變臭，對環境造成污染。因此，應該從治理和排放兩個環節入手。針對地瓜加工過程中產生的污水性質開展技術攻關，探索出既簡便又有效且成本低廉的治污途徑，解決地瓜加工產生的廢水中澱粉因微生物作用而變質發臭問題。更重要的是，對廢水排放進行規範管理，所有地瓜澱粉加工點都必須實行洗滌水和澱粉廢水分流排放，並配套建設防滲的澱粉廢水沉澱池，嚴禁隨意排放。（劉琳等，2006）
3.4地瓜深加工
地瓜具有抗癌作、修復肝損傷、減肥、減緩人體機能的衰老、抗高血壓、抑制膽固醇、增強免疫等功能，因此對地瓜進行深加工，開發紅薯系列食品，對其進行深加工，可大幅度減少地瓜澱粉的生產廢水量或廢水中較難處理的成分。（李鋒等，2006）
4 結語
地瓜澱粉生產廢水是一種高濃度的有機廢水，既可直接排入田地，作為有機肥施用，也可以從中提取諸多有用的成分，是一種很好的生物及工業原料，利用價值極高，可變廢為寶，既節約資源又不污染環境。
參考文獻：
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