齒輪加工行業(yè)廢水處理工程分析

郭順榮，謝俊輝

(陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司，陜西 西安710077)

1 引言

某齒輪加工公司是一家以生產(chǎn)重型汽車變速箱、齒輪為主的企業(yè)，工廠在生產(chǎn)過程中的磨、削、鉆、銑等工序需要一定量乳化液、切削液、清洗劑來對成型零件進(jìn)行潤滑、降溫、清洗，以減少對設(shè)備的磨損，提高模具的使用壽命;生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的一定量廢液排放是工廠的主要污染之一，但總體來說主要以機(jī)械加工為主，污染相對較輕。近年來，隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，排污問題變的越來越突出，解決生產(chǎn)廢水達(dá)標(biāo)排放就成了迫在眉睫的問題。

由于該公司是齒輪加工行業(yè)，生產(chǎn)污水的日排放量達(dá)100 t/d，在該公司的生產(chǎn)廢水中，主要來源是冷卻液、清洗液和乳化液等廢水，其中含有污染物COD達(dá)2885mg/L，BOD 達(dá) 286mg/L，石油類在 300 mg/L，pH在7～8之間，對環(huán)境的污染較大。

2 廢水處理技術(shù)的分析

對于齒輪加工行業(yè)產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水處理技術(shù)，一般情況下按照處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理。

(1)一級處理。主要去除生產(chǎn)廢水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經(jīng)過一級處理的廢水，BOD一般可去除30%左右，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。一級處理屬于二級處理的預(yù)處理。

(2)二級處理。主要去除廢水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)(BOD、COD物質(zhì))，去除率可達(dá)90%以上，使有機(jī)污染物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

(3)三級處理。進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物、氮和磷等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物等。主要方法有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲分析法等。

3 對策與建議

該公司廠區(qū)生產(chǎn)廢水COD達(dá)4000mg/L，對于高濃度COD廢水，在進(jìn)行生化處理前，首先應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)專家建議以及類似工程的成功經(jīng)驗(yàn)，采用兩級氣浮處理可有效降低混合液的COD濃度(生產(chǎn)混合廢水中含有乳化液，因此要破乳)，之后再進(jìn)行進(jìn)一步的生化處理，生化處理采用A/O法，厭氧水解可將難降解的大分子有機(jī)物水解為可生化的小分子有機(jī)物以提高廢水的可生化性能，之后再進(jìn)行微生物好氧接觸氧化，經(jīng)過以上處理的出水經(jīng)過沉淀后即可達(dá)標(biāo)排放，沉泥返回厭氧池提高污泥濃度，多余的剩余污泥排入干化池進(jìn)行干化，干化后的污泥進(jìn)行焚燒、填埋或外運(yùn)處理。

另外，由于企業(yè)以機(jī)械加工為主，生產(chǎn)混合廢水中含油量也比較高，如果單純依靠二級氣浮工藝較難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)際情況，工藝設(shè)計(jì)要求在最前端加設(shè)隔油井，并配合除油機(jī)，將池內(nèi)浮油刮到集油池。經(jīng)此除油處理過的生產(chǎn)混合廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，氣浮后再經(jīng)生物處理單元即可完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

針對該公司的實(shí)際情況，決定采用除油－混凝－氣?。恋恚幚恚^濾處理工藝，出水水質(zhì)達(dá)到《黃河水系(陜西段)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，最后達(dá)標(biāo)排放。

廢水處理工藝流程圖見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程圖

廢水經(jīng)排污管道自流進(jìn)入隔油井，在此設(shè)帶式油水分離裝置，廢水經(jīng)初步隔油后，進(jìn)入隔油池，廢水經(jīng)隔油后，自流進(jìn)入清洗液中間水池，進(jìn)行三級隔油。

經(jīng)過隔油后的廢水經(jīng)提升泵進(jìn)入混凝氣浮槽內(nèi)，并同時(shí)加PAC和PAM助凝劑，浮渣漂入污泥池，出水進(jìn)入Fenton氧化池，廢水經(jīng)氧化反應(yīng)后，大分子有機(jī)物變成小分子有機(jī)物，提高廢水的可生化性;另外廢水經(jīng)破乳沉淀作用，大大降低有機(jī)物含量。Fenton反應(yīng)池出水進(jìn)入斜板沉淀池進(jìn)行泥水分離后進(jìn)入綜合調(diào)節(jié)池，泥渣進(jìn)入污泥池。

綜合調(diào)節(jié)池的作用是調(diào)節(jié)水量、水質(zhì)，視情況適量引入部分生活水，提高BOD與COD的比值，池內(nèi)設(shè)曝氣裝置，既能防止污泥沉淀，又能起到預(yù)生化作用，提高整體水質(zhì)的可生化性。

Fenton試劑是一種鹽類電解質(zhì)，是國內(nèi)較先進(jìn)且廣泛使用的氧化劑。它既能使清洗液破乳，產(chǎn)生的氫氧化鐵具有絮凝作用，使污染物下沉達(dá)到泥水分離的目的，而且還能電解廢水中難生化降解的有機(jī)物，大幅提高其可生化性。

ABR內(nèi)裝生物填料并培養(yǎng)厭氧微生物，同時(shí)進(jìn)行反硝化反應(yīng);接觸氧化池內(nèi)裝生物填料和曝氣裝置，通過連續(xù)曝氣，培養(yǎng)好氧生物，同時(shí)驚醒去除有機(jī)物和硝化反應(yīng)。MBR池內(nèi)設(shè)MBR微孔膜組件，可將脫落的生物膜和污泥徹底與水分離，保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

MBR池出水經(jīng)自吸泵流入排放口內(nèi)，此時(shí)可達(dá)標(biāo)排放，如若不達(dá)標(biāo)，MBR池經(jīng)自吸泵可以直接進(jìn)入活性炭過濾器進(jìn)行處理。

該項(xiàng)目于2011年下半年建成后投入使用，經(jīng)過西安市環(huán)境監(jiān)測站的實(shí)地監(jiān)測，出水的各項(xiàng)污染物相關(guān)數(shù)據(jù)見表1。

表1 廢水處理后的監(jiān)測數(shù)據(jù)和黃河水系排放二級排放標(biāo)準(zhǔn)的比較

從以上監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，處理后的水質(zhì)完全達(dá)到《黃河水系(陜西段)污水綜合排放二級標(biāo)準(zhǔn)》，可以達(dá)標(biāo)排放。

4 效益分析

4.1 工程投資

該公司乳化廢水處理工程總投資為286.58萬元，設(shè)備保修期為2年。

4.2 運(yùn)行費(fèi)

(1)電費(fèi)。常用設(shè)備為提升泵、回流泵、出水泵，功率分別為 5.0kW、2.0kW、2.0kW;攪拌機(jī):功率為3kW;風(fēng)機(jī)，功率為3kW;和污泥處理系統(tǒng):功率為4.9kW運(yùn)行率按30%計(jì);整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)功率按設(shè)計(jì)功率的75%計(jì)，電費(fèi)按0.80元/kW·h，每天工作16h，則電費(fèi)為:57.32元/d。每噸廢水處理電費(fèi)為0.29元/t。

(2)藥劑費(fèi)。0.30元/t污水。

(3)人工費(fèi)。需2個(gè)兼職人員兩班倒和一個(gè)化驗(yàn)員白班，共計(jì)3人;按平均每月工作25d，工資為2400元，其廢水處理費(fèi)用為0.16元/t污水。

(4)總運(yùn)行費(fèi)用為 0.70～0.80 元/t。從運(yùn)行費(fèi)用來看，該處理工程遠(yuǎn)低于目前西安市處理高濃度乳化廢水需要0.98～1.25元/t的運(yùn)行水平。

4.3 效益

回收的水可再利用，如果處理的水70%可再利用，水價(jià)為 1.00元/t，可節(jié)約水費(fèi) 70元/d，1年則可節(jié)約水費(fèi)42000元/y，每天的運(yùn)行費(fèi)用為70～80元/d，每天節(jié)約的水費(fèi)和每天的運(yùn)行費(fèi)用基本相當(dāng)。

5 結(jié)語

該公司的生產(chǎn)廢水經(jīng)過除油－混凝－氣?。恋恚幚恚^濾處理后，工程運(yùn)行的實(shí)際測定結(jié)果表明，COD可降到45mg/L，BOD可降到15mg/L，NH3－N可降到3.5，pH值控制在6～9;處理后的水質(zhì)可達(dá)到《黃河水系(陜西段)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，并可回收再利用。

［1］顧夏聲.水處理工程［M］.北京:清華大學(xué)出版社，1985.

［2］陸 斌，陸曉千.一種含油乳化液廢水處理技術(shù)的工程應(yīng)用［J］.環(huán)境工程，2001(3):12 ～13.

［3］唐受印.廢水處理工程［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

［4］鄒家慶.工業(yè)廢水處理技術(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

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