機(jī)械加工生產(chǎn)廢水處理回用工程實(shí)例

孫秀君

（唐山學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程系，河北唐山063000）

機(jī)械加工生產(chǎn)廢水處理回用工程實(shí)例

孫秀君

（唐山學(xué)院環(huán)境與化學(xué)工程系，河北唐山063000）

以某機(jī)械加工生產(chǎn)廢水的處理回用工程為例，介紹了“隔油+氣浮+水解酸化+生物接觸氧化+MBR”回用處理工藝特點(diǎn)、設(shè)計(jì)參數(shù)、處理效果及運(yùn)行成本等，經(jīng)過處理出水水質(zhì)可以達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920—2002）要求。工程運(yùn)行實(shí)踐表明：該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。

含油廢水；工藝設(shè)計(jì)；中水回用

隨著我國機(jī)械加工企業(yè)的迅速發(fā)展，機(jī)械加工含油廢水的排放量與日俱增，該廢水具有易乳化、可生化性差、成分復(fù)雜、難降解等特點(diǎn)，目前常規(guī)處理工藝多以廢水中游離油和懸浮物為去除對(duì)象，對(duì)乳化油和溶解油的去除效果并不理想，存在污染物排放超標(biāo)等問題〔1-3〕，因此如何經(jīng)濟(jì)有效地處理該類廢水成為研究的熱點(diǎn)問題。我國淡水資源較缺乏，對(duì)機(jī)械加工含油廢水進(jìn)行處理回用，既節(jié)約了水資源，又減少了廢水的排放量，是保持機(jī)械加工企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

1　工程概況

某機(jī)械加工廠是一家生產(chǎn)汽車變速器的加工企業(yè)，污水處理站工程設(shè)計(jì)水量為600 m3/d，其中工業(yè)廢水200 m3/d，生活廢水400 m3/d。含油工業(yè)廢水主要來自機(jī)加工車間數(shù)控車床產(chǎn)生的切削液廢水、鍛造車間產(chǎn)生的脫模劑廢水、殼體加工產(chǎn)生的乳化液廢水等，生活污水包括食堂廢水、職工宿舍樓洗澡廢水、辦公及車間產(chǎn)生的廁所廢水等。污水站進(jìn)水主要水質(zhì)參數(shù)如表1所示。

表1　　機(jī)械加工廠污水處理站進(jìn)水水質(zhì)

要求處理后出水進(jìn)行回用，主要用于沖廁、綠化及清洗地面。出水水質(zhì)滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920—2002），如表2所示。

表2　　機(jī)械加工廠污水處理站出水水質(zhì)

2　處理工藝

2.1處理工藝的選擇

根據(jù)該機(jī)械加工廢水水質(zhì)特點(diǎn)及出水水質(zhì)要求，綜合分析選用 “隔油+破乳反應(yīng)+氣浮+水解酸化+調(diào)勻+生物接觸氧化+MBR“的處理工藝，工藝流程如圖1所示。

圖1　　機(jī)械加工廠污水處理工藝流程

2.2工藝說明

2.2.1污水處理工藝說明

隔油池。由于生產(chǎn)車間排放的污水中含有大量的油脂，從而有效去除水中浮油則成為了處理站的重要環(huán)節(jié)。去除浮油可以降低污水中總油濃度，從而減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的壓力，隔油池就是去除污水中所含油脂的構(gòu)筑物，其利用油、水密度不同的原理，使密度小的油滴聚集在池的表面，然后收集進(jìn)入集油池。

氣浮一體機(jī)。隔油池出水通過輸送泵送到綜合反應(yīng)一體箱，該反應(yīng)箱集破乳箱、絮凝箱、pH調(diào)整箱及混凝箱于一體，通過投加適量的H2SO4、CaCl2、NaOH、絮凝劑PAC、及助凝劑PAM與廢水發(fā)生反應(yīng)后，使水中的乳化液及部分可絮凝污染物形成較大顆粒絮狀物，同時(shí)由于氣浮機(jī)設(shè)備產(chǎn)生微小氣泡，大量微小氣泡吸附于絮狀物表面。在不斷地涌向水面的過程中，托浮著水中已發(fā)生絮凝反應(yīng)的絮狀物浮出水面，由刮渣板收集排出。

水解酸化池。氣浮池中的廢水通過水泵進(jìn)入水解酸化池中，水解酸化池附設(shè)布水器，起到水力攪拌的作用，池內(nèi)生長有大量兼性細(xì)菌，可將好氧菌不易降解的高分子長鏈有機(jī)物變?yōu)槎替溞》肿佑袡C(jī)物，提高廢水的可生化性，為后續(xù)的好氧處理創(chuàng)造良好的條件，同時(shí)可對(duì)水中硝酸鹽進(jìn)行反硝化作用，將硝態(tài)氮還原為氣態(tài)氮。有效防止水體富營養(yǎng)化，有改良膜生物反應(yīng)池內(nèi)好氧污泥性狀的功能。

調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池收集工業(yè)廢水和生活廢水，主要起水量調(diào)節(jié)及水質(zhì)均衡的作用，并加設(shè)預(yù)曝氣裝置，在幫助均化水質(zhì)的同時(shí)防止廢水腐敗，有效杜絕了因污水腐敗產(chǎn)生惡臭的大氣污染擾民的現(xiàn)象。

接觸氧化反應(yīng)池。由于污水進(jìn)水污染物濃度較高，水量較大，對(duì)微生物有一定的沖擊負(fù)荷，故采用耐沖擊負(fù)荷的接觸氧化池，為微生物的生長提供良好載體，保證出水水質(zhì)。污水在曝氣池內(nèi)通過好氧微生物（活性污泥）分解有機(jī)物質(zhì)。在接觸氧化池底部均勻地安裝有足夠數(shù)量的不堵塞型空氣曝氣器，空氣經(jīng)空氣曝氣器不斷地向污水提供氧氣，以確保污水中的生物氧化反應(yīng)所需氧氣量。每組空氣擴(kuò)散器前均設(shè)有調(diào)節(jié)閥。

膜生物反應(yīng)池。膜生物反應(yīng)池中布置有膜組件和曝氣系統(tǒng)，膜組件由中空纖維膜組成，膜孔徑為0.2～0.4 μm，小于細(xì)菌的直徑，屬于微濾膜的范圍，能有效攔截水中的細(xì)菌，可視為隔離除菌的一種手段，減少了后續(xù)投加的消毒藥劑量。反應(yīng)池內(nèi)被微濾膜截流下的高濃度活性污泥質(zhì)量濃度達(dá)8 000～10 000 mg/L，活性污泥BOD負(fù)荷率低，一般為0.1～0.2 kg/（kg·d），污泥處于減速增長期后期和內(nèi)源呼吸前期。污水中的有機(jī)物得到徹底有效的降解。處理后的水通過膜組件過濾，經(jīng)過次氯酸鈉的消毒后回用。

2.2.2污泥處理工藝說明

氣浮機(jī)產(chǎn)生的浮渣、接觸氧化池和MBR反應(yīng)器產(chǎn)生的剩余污泥混合進(jìn)入污泥濃縮池進(jìn)行濃縮后，經(jīng)過疊螺脫水機(jī)進(jìn)行脫水，脫水后污泥含水率低于75%，最后污泥外運(yùn)至危險(xiǎn)固廢處理廠進(jìn)行焚燒無害化處理。

3　主要構(gòu)筑物及設(shè)備規(guī)格

（1）廢水收集池。1座，地下矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸4 m×2.5 m×6.5 m。配套提升泵2臺(tái)，1用1備，型號(hào)CT51.5-65，單泵流量15 m3/h，揚(yáng)程15 m，單臺(tái)裝機(jī)功率1.5 kW。

（2）隔油池。1座，半地下矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸16 m×4 m×2 m。HRT=7.5 h。配套設(shè)備：人工格柵1臺(tái)，柵條間距3 mm，最大流量15 m3/h，安裝角度45°；氣浮進(jìn)水提升泵2臺(tái)，1用1備，型號(hào)CT51.5-65，單泵流量15 m3/h，揚(yáng)程15 m，單臺(tái)裝機(jī)功率1.5 kW；配套浮球液位計(jì)1套，型號(hào)LPF。

（3）反應(yīng)一體箱。1套，碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，尺寸6 m× 1.5 m×2.5 m。配套設(shè)備：破乳反應(yīng)攪拌器4套，型號(hào)30-120RPM，單臺(tái)功率 0.5 kW；加藥泵5套，型號(hào)ES-B30，單機(jī)功率0.02 kW；配套pH檢測儀1套，測量范圍0～14。

（4）氣浮一體機(jī)。1套，型號(hào)美國麥王CAF-10，流量10 m3/h。（包括氣浮機(jī)本體，刮渣機(jī)，曝氣泵等）。

（5）水解酸化池。1座，地上鋼結(jié)構(gòu)，尺寸3m×3m× 4 m，HRT=5 h。輔助設(shè)備：水解酸化池進(jìn)水泵2臺(tái)，1用1備，型號(hào)CT51.5-65，單泵流量15 m3/h，揚(yáng)程15m，單臺(tái)裝機(jī)功率1.5 kW；配套填料安裝支架1套，鋼筋結(jié)構(gòu)，層數(shù)2層，總面積18 m2；配套半軟性接觸填料30 m3。

（6）調(diào)節(jié)池。1座，地下矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸8 m×8 m×4.5 m，HRT=10 h。配套曝氣裝置1套，材質(zhì)UPVC，配氣方式為環(huán)狀式；配套出水提升泵2臺(tái)，1用1備，型號(hào)CT52.2-80，單泵流量30 m3/h，揚(yáng)程10 m，單臺(tái)裝機(jī)功率2.2 kW。

（7）接觸氧化池。1座，地上鋼結(jié)構(gòu)，尺寸18 m× 3 m×4 m，有效水深3.2 m，HRT=12 h。配套填料安裝支架1套，鋼筋結(jié)構(gòu)，層數(shù)2層，總面積108 m2；配套半軟性接觸填料120 m3；配套曝氣設(shè)備采用三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，1用1備，型號(hào)SSR100型，風(fēng)量9.07 m3/min，裝機(jī)功率15 kW；配套曝氣盤100套，型號(hào)HKC-215，曝氣膜片運(yùn)行平均孔隙80～100 μm，空氣流量1.5～3 m3/（個(gè)·h），有效服務(wù)面積0.35～0.75 m2/個(gè)。

（8）MBR反應(yīng)池。1座，地上鋼結(jié)構(gòu)，尺寸3 m× 4.5 m×4 m；配套出水泵4臺(tái)，型號(hào)PRISMA352，流量7.5 m3/h，功率1.5 kW；膜組件100片，20 m2/片，材質(zhì)PVDF；電接點(diǎn)壓力表4套，型號(hào)YXC-100H，材質(zhì)SUS304；電磁閥4套，型號(hào)6213；污泥回流泵2臺(tái)，功率1.1 kW；MBR洗藥泵2臺(tái)，型號(hào)SZB037；消毒加藥泵1臺(tái)，材質(zhì)進(jìn)口PE；液位控制器1套，型號(hào)電極式。

（9）污泥濃縮池。1座，地上鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸3 m×4 m×3 m。

（10）疊螺脫水機(jī)1臺(tái)，型號(hào)安尼康ES-131（包括電控柜、絮凝混合槽、脫水機(jī)主體等）。

4　工程運(yùn)行情況

經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行后，滿負(fù)荷運(yùn)行2個(gè)月，連續(xù)監(jiān)測各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)平均值如表3所示。

由表3可見，該工藝對(duì)于處理機(jī)械加工含油廢水效果良好、出水水質(zhì)穩(wěn)定，出水可以達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920—2002）。

表3　　系統(tǒng)各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)平均值

5　經(jīng)濟(jì)分析

系統(tǒng)運(yùn)行成本主要由以下幾部分組成，具體費(fèi)用如表4所示。

表4　　系統(tǒng)運(yùn)行成本

此組合工藝處理該含油廢水的單位處理成本約為2.37元/t。污水站每年回用中水：600 t/d×0.85× 300 d=15.3萬t，節(jié)約自來水成本15.3萬t×6元= 91.8萬元。

6　結(jié)論

（1）工程運(yùn)行實(shí)踐表明選用“隔油+破乳反應(yīng)+氣浮+水解酸化+調(diào)勻+生物接觸氧化+MBR”的處理工藝，對(duì)機(jī)械加工含油廢水具有較好的處理效果。連續(xù)2個(gè)月監(jiān)測出水水質(zhì)達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920—2002），可以滿足廠區(qū)沖廁、綠化及清洗地面的水質(zhì)要求。

（2）工藝中將生活污水與工業(yè)污水經(jīng)調(diào)節(jié)池混合進(jìn)入接觸氧化池進(jìn)行處理，可以提高廢水的可生化性，取得良好的處理效果。

（3）系統(tǒng)運(yùn)行成本1 421.94元/d，約為43萬元/a，可節(jié)省自來水15.3萬t/a，每年節(jié)約自來水成本91.8萬元。該工程的運(yùn)行既減少了廢水的排放量，又有效地節(jié)約了水資源，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

［1］北京水環(huán)境技術(shù)與設(shè)備研究中心.三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)（廢水卷）［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：220-221.

［2］關(guān)衛(wèi)省，朱唯，朱浚黃．復(fù)合絮凝劑XG977用于含油廢水處理研究［J］．工業(yè)水處理，2000，20（1）：17-19.

［3］付麗麗，周思彤，祝雷.微電解-絮凝預(yù)處理含油乳化廢水的實(shí)驗(yàn)研究［J］．工業(yè)水處理，2014，34（4）：44-46.

Instance of the reusing project on the treatment of industrial wastewater from machinery processing

Sun Xiujun
（Department of Environmental and Chemical Engineering，Tangshan College，Tangshan 063000，China）

Taking the reusing project on the treatment of industrial wastewater from machinery processing as example，the technological characteristics of the reusing treatment，design parameters，treatment effects and running costs of the oil separation+flotation+hydrolysis+acidification+biological contact oxidation+MBR process are introduced. The effluent water quality after the treatment can reach the standard specified in the Recycling of City Sewage and Water Quality of City Miscellaneous Water（GB/T 18920—2002）.The project operation practice shows that the system runs steadily and has high treatment efficiency，obtaining great economic and environmental benefits.

oil-bearing wastewater；process design；reclaimed water reuse

X703.1

A

1005-829X（2016）01-0096-03

河北省教育廳青年基金項(xiàng)目（QN2015302）

孫秀君（1982—），碩士，講師。E-mail：sunxiujun521@ 126.com。

2015-11-24（修改稿）