機(jī)械制造加工中乳化液含油廢水的處理

曹夢(mèng)竺　閆艷

摘 要：生活污水與除油后的含乳化液廢水充分混合后進(jìn)行水解反應(yīng)，水解后再進(jìn)行好氧處理，最終出水中的COD、BOD5、SS、NH3-N和油類的排水濃度分別為95 mg/L、28 mg/L、22 mg/L、11 mg/L和16 mg/L，pH為7.0～8.1，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造加工;乳化液;含油廢水

中圖分類號(hào)：X76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）31-0139-03

Treatment of Emulsion Wastewater Containing Oil in

Machinery Manufacturing Process

CAO Mengzhu YAN Yan

（Xuzhou Vocational College of Bioengineering，Jiangsu Xuzhou 221006）

Abstract： The hydrolysis reaction was carried out by mixing domestic sewage with emulsified wastewater after oil removal， after hydrolysis for aerobic treatment，The concentrations of COD， BOD5， SS， NH3-N and oil in the effluent are 95 mg/L， 28 mg/L， 22 mg/L， 11 mg/L and 16 mg/L， respectively， and the pH value is 7.0～8.1， the indicators have reached the "Integrated Wastewater Discharge Standard" （GB 8978—1996） in the three emission standards.

Keywords： machinery manufacturing processing;emulsions;oily wastewater

在機(jī)械加工行業(yè)，乳化液常常用在冷卻、潤滑、防銹及清洗等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可以減少機(jī)械磨損，延長設(shè)備和刀具的使用壽命。隨著我國工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械加工使用的乳化液越來越多，但是乳化液非常容易老化變質(zhì)，需要定期更換，這使得乳化廢水的排放量越來越大。排放的乳化廢水中含有很多污染物，主要有油類物質(zhì)（浮油、乳化油等）、難降解有機(jī)物及表面活性劑等，具有成分復(fù)雜、油量高及處理難度大等特點(diǎn)[1]。這些含乳化液廢水表面有一層乳化薄膜，性質(zhì)穩(wěn)定，會(huì)嚴(yán)重阻礙油滴合并，如果直接排入環(huán)境，會(huì)造成極大的水體污染、土壤污染甚至蔓延到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。因此，對(duì)機(jī)械加工乳化液廢水進(jìn)行妥善處理十分必要[2-3]。

目前，處理乳化液廢水的方法主要有化學(xué)法、物理法及生化法等[4-5]。常見的化學(xué)處理法包括絮凝法、電化學(xué)法和芬頓氧化法等;常見的物理處理法包括重力分離法、過濾法、膜分離法及溶解氣浮法等;生化法主要包括好氧生物法和厭氧生物法。但是，單一的方法處理效率通常較低。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，含油廢水排放標(biāo)準(zhǔn)在不斷更新，環(huán)境容納量和經(jīng)濟(jì)要求也越來越多，因此對(duì)含油廢水的治理提出了更高的技術(shù)要求，需要發(fā)揮多種處理方法的協(xié)同效應(yīng)，彌補(bǔ)單獨(dú)處理工藝存在的不足，以達(dá)到更好的乳化液含油廢水處理效果。

很多研究致力于多種方法的聯(lián)合使用。郭小熙等采用Fenton氧化法聯(lián)合紫外光（Ultra-Violet，UV）與超聲（Ultra-Sound，US）技術(shù)處理石化含油廢水生化出水，最終廢水中COD（Chemical Oxygen Demand，化學(xué)需氧量）的去除率分別達(dá)76.77%和80.23%[6]。李石磊等采用混凝沉淀破乳-芬頓氧化-紫外光照射的組合工藝對(duì)河南鄭州某煤炭機(jī)械廠的乳化廢水進(jìn)行處理，能夠較好地破乳，達(dá)到95.7%的COD去除率和80.0%的NH4+-N去除率[7]。薛娟琴等用EDTS-GO納米復(fù)合物改性的聚偏氟乙烯超濾膜處理乳化含油廢水，除油率可達(dá)93.87%±1.02%[8]。喬明晨等采用電絮凝破乳后再利用生物法無害化處理唐山某機(jī)械加工企業(yè)的廢切削液，最終出水COD小于150 mg/L[9]。吳昊等通過綜合處理工藝處理機(jī)械加工行業(yè)含油乳化廢水，出水出油率較高[10]。黃春林等采用“隔油破乳-混凝氣浮-震動(dòng)超濾-水解酸化-接觸氧化-MBR”工藝處理某汽車零部件廠產(chǎn)生的乳化液廢水，COD去除率大于99%，運(yùn)行穩(wěn)定，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益[11]。本文利用某機(jī)械加工企業(yè)的生活污水中含有大量易被微生物利用有機(jī)物的特點(diǎn)，在含乳化油的廢水中混入生活污水提高微生物降解效率[12-14]，含乳化油的廢水經(jīng)過處理后最終可達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)[15]。

1 廢水水質(zhì)和處理工藝

某機(jī)械廠位于某市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)內(nèi)，主要生產(chǎn)汽車零部件。該企業(yè)產(chǎn)生的廢水包括生產(chǎn)廢水和生活污水。其中，生產(chǎn)廢水主要為車間所用乳化液廢水和車間沖洗廢水，主要有油類物質(zhì)、難降解有機(jī)物及表面活性劑等，成分復(fù)雜，乳化液濃度非常高，營養(yǎng)比例失調(diào)，污染較嚴(yán)重，屬于典型的高難處理的工業(yè)廢水;生活廢水主要來自食堂、澡堂、衛(wèi)生間及綠化等，主要含有微生物、菌類、重金屬離子、有機(jī)物及固體懸浮物等，極易造成富營養(yǎng)化和毒性化水體，屬于典型的易生化有機(jī)廢水。該廠廢水產(chǎn)生量約為180 m/d，其中生產(chǎn)廢水140 m/d，生活污水40 m3/d。該機(jī)械廠廢水的水質(zhì)指標(biāo)見表1。

該企業(yè)原含乳化液廢水處理工藝流程見圖1。原處理工藝中，生產(chǎn)廢水和生活污水混合后進(jìn)入刮油機(jī)除油，除油后，廢水會(huì)進(jìn)入曝氣池進(jìn)行好氧處理。經(jīng)過好氧生化處理以后，廢水再進(jìn)入沉淀池，經(jīng)沉淀后將上清液外排，而沉淀池里的污泥將進(jìn)入濃縮池進(jìn)行濃縮，濃縮后的污泥經(jīng)脫水機(jī)進(jìn)一步脫水后外運(yùn)處置。原處理工藝中沒有將企業(yè)的廢水進(jìn)行分質(zhì)處理，導(dǎo)致除油效率低，影響了好氧處理效果。另外，隨著生產(chǎn)的擴(kuò)大，設(shè)備運(yùn)行時(shí)間長，老化嚴(yán)重，原有的設(shè)備設(shè)施很難滿足現(xiàn)有污水處理要求，導(dǎo)致最終出水不達(dá)標(biāo)。

現(xiàn)對(duì)原處理工藝進(jìn)行改造，改造后的處理工藝流程見圖2。機(jī)械廠的生產(chǎn)廢水通過收集管道收集后先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，穩(wěn)定水質(zhì)后，廢水流入氣浮隔油池。除油后的廢水進(jìn)入混合水解池，在混合水解池中與生活污水混合并進(jìn)行水解反應(yīng)，水解后的廢水進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧生物反應(yīng)，反應(yīng)后再進(jìn)入沉淀池，在沉淀池里沉淀。沉淀后上清液排放，排出的污泥進(jìn)入污泥濃縮池，濃縮后利用脫水機(jī)脫水。脫水后的污泥屬于危險(xiǎn)廢物，需要交由有資質(zhì)的單位處置。

2 污水處理單元及工藝參數(shù)

改造后，該企業(yè)污水處理設(shè)施各處理單元的工藝參數(shù)如下。

2.1 調(diào)節(jié)池

由于該機(jī)械廠在生產(chǎn)過程中的廢水排放不穩(wěn)定，通過調(diào)節(jié)后可保證進(jìn)入后續(xù)處理單元的水質(zhì)、水量等相關(guān)指標(biāo)穩(wěn)定。調(diào)節(jié)池的長、寬、深分別為10 m、3 m、4 m，有效水深為3.5 m，水力停留時(shí)間為12 h。

2.2 氣浮隔油池

氣浮隔油池主要用于去除水中呈現(xiàn)懸浮狀態(tài)的油類污染物。本工程選用平流式隔油池，借助溶液之間的重力差來實(shí)現(xiàn)水油分離。設(shè)計(jì)氣浮隔油池的長、寬、深分別為5 m、2 m、2 m，水力停留時(shí)間為3 h，并配備刮油機(jī)，用于刮去水面的油污。

2.3 混合水解池

將生活污水引入地下鋼混凝土結(jié)構(gòu)的混合水解池內(nèi)，在該池中生活污水與除油后的生產(chǎn)廢水進(jìn)行充分混合，利用生活污水中的易降解成分進(jìn)行水解酸化反應(yīng)。設(shè)計(jì)混合水解池的長、寬、深分別為8 m、5 m、3 m，水力停留時(shí)間為20 h。

2.4 好氧池

廢水在好氧池內(nèi)主要進(jìn)行好氧反應(yīng)，利用好氧微生物，進(jìn)一步分解廢水中的有機(jī)污染物。設(shè)計(jì)好氧池的長、寬、深分別為4 m、3 m、3 m，有效水深為2.5 m，水力停留時(shí)間為3 h。

2.5 沉淀池

廢水在沉淀池中主要完成水分離，上清液外排，沉淀后的污泥會(huì)進(jìn)入污泥濃縮池。設(shè)計(jì)混凝沉淀池的長、寬、深分別為7 m、3 m、4 m，水力停留時(shí)間為7 h。

2.6 污泥濃縮池

沉淀池排出的污泥進(jìn)入半地上式鋼混凝土結(jié)構(gòu)的污泥濃縮池進(jìn)行濃縮處理。設(shè)計(jì)池子的長、寬、深分別為2.5 m、2.5 m、4.0 m。在濃縮池內(nèi)完成濃縮后的污泥由板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理，使脫水后污泥的含水率不超過80%。殘?jiān)鳛槲ｋU(xiǎn)廢物，委托當(dāng)?shù)匚ｋU(xiǎn)廢物處置中心處理。脫水機(jī)的濾出水經(jīng)管道排入調(diào)節(jié)池重新進(jìn)行處理。

3 廢水處理設(shè)施運(yùn)行效果

在前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將該企業(yè)污水處理設(shè)施各處理單元進(jìn)行改造。經(jīng)過現(xiàn)場3個(gè)月的調(diào)試運(yùn)行，改造后整套處理設(shè)施持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行，基本保持出水穩(wěn)定狀態(tài)，處理效果較好。系統(tǒng)處理各階段出水水質(zhì)情況見表2。

處理結(jié)果表明，終出水中的最終pH為7.0～8.1，出水中COD、BOD5、SS、氨氮和油類的排水濃度平均值分別為95 mg/L、28 mg/L、22 mg/L、11 mg/L和16 mg/L，各項(xiàng)指標(biāo)均符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的三級(jí)排放要求。

4 結(jié)語

含乳化液廢水成分復(fù)雜，處理難度高。由于生活污水中存在大量微生物，在處理工程中將生活污水與生產(chǎn)廢水混合，完全可以滿足生化處理乳化液廢水的菌種需求，縮短培菌時(shí)間，同時(shí)有效處理生活污水，不再需要分別處理生活污水和生產(chǎn)廢水，大大減少了廢水處理設(shè)備的投入，降低了運(yùn)行成本。該機(jī)械制造加工企業(yè)將生活污水與除油后的生產(chǎn)廢水混合后進(jìn)行水解反應(yīng)，水解處理后的廢水再通過好氧處理，最終出水能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—1996）中的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，且原水中COD和油類的去除率大于90%。該處理工藝簡便，處理效率高，為機(jī)械加工行業(yè)乳化液含油廢水的處理提供了很好的借鑒。

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