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，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。
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。
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。
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3 m×3 m× 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 15 m，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)。
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。
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。
