化学品集装箱清洗污水的处理方法

第22卷第4期2007年12月Vol.22No.4Dec.2007收稿日期：2007-04-11；修回日期：2007-09-26作者简介：庞金钊(1946—)，男，天津人，教授，博士生导师．化学品集装箱清洗污水的处理方法庞金钊，周秀凤，杨宗政，刘瑶（天津科技大学海洋科学与工程学院，天津300457）摘要：集装箱清洗污水中含有集装箱内残留化学品和所使用清洗剂．由于化学品种类繁多，所需处理的污水水质变化较大，但多数适合生物法处理．小试以厌氧－好氧处理工艺，进行了集装箱清洗污水的处理研究．含大量浮油的水样-1（经油水分离预处理）和含浮油较少的水样-2经本工艺处理后，出水COD、NH3-N、浊度等主要水质指标均达到GB8978-1996一级标准．关键词：集装箱清洗污水；散装化学品；厌氧－好氧工艺；含油废水中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1672-6510（2007）04-0031-03TreatmentonWastewaterfromChemicalContainerCleaningProcessPANGJin-zhao，ZHOUXiu-feng，YANGZong-zheng，LIUYao（CollegeofMarineScienceandEngineering，TianjinUniversityofScience&Technology，Tianjin300457，China）Abstract：Containercleaningwastewatercontainsvariouschemicalremainsanddifferentcleaningagents．Thequalityandquantityofthewastewatercanvaryfromtimetotime．Butmostofitcouldbetreatedbybiologicaltechnology．Theanaerobic-aerobicprocesswasusedforthetreatmentofcontainercleaningwastewater．Theresultsshowthatthemainwater-qualityindex（suchaspH、COD、NH3-N）ofSample-1andsample-2arebothreachthefirststandardofGB8978-1996.Keywords：containercleaningwastewater；bulkchemicals；anaerobic-aerobicprocess；oil-pollutedwastewater;随着现代工业的快速发展，散装化学品的数量和种类不断增加，而港口经济的发展和物流体系的完善，又极大地促进了散装化学品进、出口贸易的发展．但是，装运化学品的集装箱在清洗过程中产生的污水，成分复杂，常含有有毒、有害物质，如不妥善处理，将会对环境和人类健康带来威胁．集装箱清洗污水有以下主要特点：①废水成分复杂，且水质变化较大；②由于船舶运输的液体化学品大多数是有机液体化学品，如脂肪烃（C6、C9等）、脂肪族含氯化合物（三氯甲烷、四氯化碳、氯化石腊等）、芳香烃（苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯等）都是广义的石油类物质[1]，所以，在利用高压射流等方法来清洗集装箱时会产生大量浮油、油珠，属含油废水；③有机物含量多，适宜生物处理．资料表明，目前中国四大港口运输的液体化学品总计57种物质，其中52种是有机物．而清洗废水中约占75%的有机物是可被生物降解的，25%是难生物降解或不可生物降解[2]．处理集装箱清洗污水或化学品污水应用较多的工艺有：生物接触氧化法[1]、厌氧-好氧工艺[2]、SBR法[1，2]、氧化沟[3]、一体式膜生物反应器[4]等．厌氧-好氧处理工艺能充分发挥厌氧微生物抗冲击负荷能力，并且可提高污水可生化性，兼有利用好氧微生物生长速度快、出水水质好、运行费用低的优点，故在有机废水处理中获得广泛应用．集装箱清洗污水中含有集装箱内残留化学品和所使用清洗剂[5]，因此，其水质经常随着运输化学品的种类不同而不同[6]，生化性差异较大，故要求处理系统有较强的适应能力．本实验采用厌氧-好氧工艺对不同种类化学品清洗污水的处理进行了初步研究．1材料与方法1.1实验用水水质本实验用水取自某化学罐清洗公司，其清洗污水·32·天津科技大学学报第22卷第4期水质复杂，含有油类、脂肪酸类、醇类、苯类、有机多异氰酸酯类等有害物质，污染物质的可生化降解性差异较大，有强烈的石油味．表1列出了由该公司提供的两种具有代表性清洗污水的水质．表1两种清洗污水水质Tab.1Waterqualityoftwokindsofwastewater水样pH浊度/NTUCODCr/mg·L-1BOD5/mg·L-1NH3-N/mg·L-1水样-17.232322822.5094203.86水样-27.6691443.7112084.63注：水样-1为含有表面活性剂的化学品清洗污水，有较厚油层及油珠；水样-2为含胺类物质的清洗污水，乳化油及溶解油含量较多．由表1可以看出，水样-1的BOD5/COD0.2，为难生物降解的废水；而水样-2的BOD5/COD0.45，可生化性好，属于易生物降解的废水．水样-1的N源缺乏，而水样-2的C/N较合适．1.2对水样-1的处理1.2.1对水样-1的预处理由于水样-1可生化性差，含有大量的浮油类物质，故在生物处理前用物理法进行油水分离，尽量减少油类物质对生物法的影响．水样-1的N源缺乏，经油水分离后NH3-N含量较低，不利于微生物的生长繁殖，故在水样-1中加入部分生活污水，以达到补充N源、同时提高原水可生化性的目的．1.2.2活性污泥的生物强化经预处理后的水样仍含有部分乳化油和溶解油，故按5%的接种量向好氧活性污泥中接入本实验室保藏的一种高效除油菌．经过约10d的驯化培养，出水COD达到100mg/L以下，开始正式的实验．1.2.3适宜停留时间的确定为确定适宜的停留时间，选择了厌氧2h－好氧3h、厌氧3h－好氧3h、厌氧4h-好氧2h三种组合，对出水的浊度、COD、NH3-N等指标进行监测，对比后选出适宜的停留时间组合．1.3对水样-2的处理水样-2为含胺类化学品的清洗污水，所含油类物质以乳化油及溶解油为主，由于基本不含浮油，故未进行预处理，直接进入厌氧-好氧系统．水样-2的BOD5/COD=0.47，N源充足，故未补加生活污水直接处理．1.4分析方法pH采用电极法测定；浊度采用浊度仪测定；COD采用重铬酸钾法测定；NH3-N采用钠氏试剂法测定．2结果与讨论2.1对水样-1的实验结果2.1.1对水样-1的预处理经预处理后水样-1的水质指标见表2．由表2可以看出：水样-1经油水分离预处理后COD从2,822.509mg/L降到389.490mg/L，去除率为86.20%，主要原因在于水样-1中含有大量的悬浮油和分散油，有机物含量很高，而经过油水分离后，浮油已经基本去除，只有少量油类物质以乳化油或溶解油状态存在于废水中，大幅降低了废水中的有机物含量．同时，预处理过程还有效地去除了水样-1的浊度、NH3-N及BOD5，其去除率分别为77.15%、85.49%和71.43%.上述数据表明，对于含油量高的水样，应充分重视其预处理过程．选择适宜的除油方法，能有效降低水样中油类物质及其他污染物的浓度，从而有利于后续生物处理的顺利进行．表2预处理后水样-1的水质Tab.2Waterqualityofsample-1afterpretreatment水样-1pH浊度/NTUCODCr/mg·L-1NH3-N/mg·L-1BOD5/mg·L-1原水7.232322822.5093.86420出水7.1653389.4900.56120经预处理后水样-1的BOD5/COD=0.31，但N源缺乏，故在水样-1中加入部分生活污水．通过实验确定生活污水补加量为原水水量的1/3，此时混合水样的水质见表3．表3补入生活污水后水样-1的水质Tab.3Waterqualityofsample-1（adding1/3domesticwastewater）水样pH浊度/NTUCODCr/mg·L-1NH3-N/mg·L-1气味水样-17.1653389.4900.56石油味生活污水8.18106255.63850.73臭味混合水质7.5155339.99011.33石油味注：①表中水样-1水质为经预处理后的水质．,②以下实验中水样-1水质均指补入生活污水后的混合水的水质．2.1.2不同停留时间对出水COD的影响不同停留时间组合下COD的去除效果见图1．经厌氧-好氧组合工艺处理后，出水COD均在100mg/L以下，说明水样-1在补加生活污水后，营养物质均衡，适宜用此工艺处理．在厌氧4h-好氧2h处理中，出水COD为70.560mg/L，达到GB8978-1996一级标准2007年12月庞金钊,等：化学品集装箱清洗污水的处理方法·33·（COD≤100mg/L）．厌氧2h-好氧3h出水COD为100.660mg/L，厌氧3h-好氧3h出水COD为87.960mg/L，基本也能满足该项标准对出水COD的要求．图1不同停留时间对出水COD的影响Fig.,1EffectofdifferentHRTforCODremovalineffluent2.1.3不同停留时间对出水NH3-N的影响在厌氧阶段，主要发生氨化作用，大部分有机氮转化为NH3-N，从而使厌氧出水NH3-N增加．而在好氧阶段，随着硝化反应的进行，NH3-N能够有效去除．由图2可以看出，3种停留时间下出水的NH3-N均在20mg/L以下，其中以厌氧3h-好氧3h的数据最好，为2.26mg/L．图2不同停留时间对出水NH3-N的影响Fig.2EffectofdifferentHRTforNH3-Nremovalineffluent综合考虑COD及NH3-N的去除效果，选择厌氧3h-好氧3h工艺．表4列出了在此工艺下对经预处理后的水样-1的处理效果．表4对水样-1的处理效果Tab.4Rrunningdataforsample-1水样pH浊度/NTUCODCr/mg·L-1NH3-N/mg·L-1气味原水7.5155339.99011.33石油味厌氧出水7.1330234.26011.84味减轻好氧出水7.921087.9602.26无味2.2对水样-2的实验结果用原污泥系统，仍采用厌氧3h-好氧3h工艺，对该公司的另一种清洗废水（水样-2）进行处理，无需驯化，就能达到排放要求，说明本工艺对此两类清洗污水均较适用．水样-2经厌氧3h-好氧3h处理后的结果见表5．表5对水样-2的处理效果Tab.5Runningdataforsample-2水样pH浊度/NTUCODCr/mg·L-1NH3-N/mg·L-1气味原水7.6691443.7114.63石油味厌氧出水7.1020168.6696.69味减轻好氧出水7.921961.1500.76无味3结语（1）在实验室小试中以预处理和厌氧－好氧处理工艺，对两种不同的集装箱清洗污水进行研究．含大量浮油及油珠的水样-1经预处理、厌氧3h－好氧3h（加除油菌）处理后，出水COD从2822.509mg/L降低到87.96mg/L；而另一种含乳化油及溶解油的水样-2未经预处理，COD从443.711mg/L降低到61.15mg/L，均达到GB8978-1996一级标准．（2）对于含油废水的处理必须重视预处理工艺，采用如絮凝、气浮等工艺降低污水中油类物质含量．本实验经油水分离后，能将大部分的浮油去除，同时还去除了86.20%的COD．（3）,化学品清洗废水中氮源缺乏时会影响微生物的正常生长，可考虑补加部分生活污水，在提高污水生化性的同时，均衡各种营养物质．参考文献:［1］谢加才，朱浚黄，曾涛，等．SB/CO系统处理港口化学品污水的研究[J]．交通环保，1998，19（3）：1—4．［2］朱鸣跃,毛海亮.港口化学品废水处理[J]．航