机械加工生产废水处理回用工程实例

孙秀君

（唐山学院环境与化学工程系，河北唐山063000）

机械加工生产废水处理回用工程实例

孙秀君

（唐山学院环境与化学工程系，河北唐山063000）

以某机械加工生产废水的处理回用工程为例，介绍了“隔油+气浮+水解酸化+生物接触氧化+MBR”回用处理工艺特点、设计参数、处理效果及运行成本等，经过处理出水水质可以达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920—2002）要求。工程运行实践表明：该系统运行稳定、出水水质好，具有良好的经济效益与环境效益。

含油废水；工艺设计；中水回用

随着我国机械加工企业的迅速发展，机械加工含油废水的排放量与日俱增，该废水具有易乳化、可生化性差、成分复杂、难降解等特点，目前常规处理工艺多以废水中游离油和悬浮物为去除对象，对乳化油和溶解油的去除效果并不理想，存在污染物排放超标等问题〔1-3〕，因此如何经济有效地处理该类废水成为研究的热点问题。我国淡水资源较缺乏，对机械加工含油废水进行处理回用，既节约了水资源，又减少了废水的排放量，是保持机械加工企业可持续发展的重要举措，具有良好的经济和环境效益。

1　工程概况

某机械加工厂是一家生产汽车变速器的加工企业，污水处理站工程设计水量为600 m3/d，其中工业废水200 m3/d，生活废水400 m3/d。含油工业废水主要来自机加工车间数控车床产生的切削液废水、锻造车间产生的脱模剂废水、壳体加工产生的乳化液废水等，生活污水包括食堂废水、职工宿舍楼洗澡废水、办公及车间产生的厕所废水等。污水站进水主要水质参数如表1所示。

表1　　机械加工厂污水处理站进水水质

要求处理后出水进行回用，主要用于冲厕、绿化及清洗地面。出水水质满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920—2002），如表2所示。

表2　　机械加工厂污水处理站出水水质

2　处理工艺

2.1处理工艺的选择

根据该机械加工废水水质特点及出水水质要求，综合分析选用 “隔油+破乳反应+气浮+水解酸化+调匀+生物接触氧化+MBR“的处理工艺，工艺流程如图1所示。

图1　　机械加工厂污水处理工艺流程

2.2工艺说明

2.2.1污水处理工艺说明

隔油池。由于生产车间排放的污水中含有大量的油脂，从而有效去除水中浮油则成为了处理站的重要环节。去除浮油可以降低污水中总油浓度，从而减轻后续处理构筑物的压力，隔油池就是去除污水中所含油脂的构筑物，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，然后收集进入集油池。

气浮一体机。隔油池出水通过输送泵送到综合反应一体箱，该反应箱集破乳箱、絮凝箱、pH调整箱及混凝箱于一体，通过投加适量的H2SO4、CaCl2、NaOH、絮凝剂PAC、及助凝剂PAM与废水发生反应后，使水中的乳化液及部分可絮凝污染物形成较大颗粒絮状物，同时由于气浮机设备产生微小气泡，大量微小气泡吸附于絮状物表面。在不断地涌向水面的过程中，托浮着水中已发生絮凝反应的絮状物浮出水面，由刮渣板收集排出。

水解酸化池。气浮池中的废水通过水泵进入水解酸化池中，水解酸化池附设布水器，起到水力搅拌的作用，池内生长有大量兼性细菌，可将好氧菌不易降解的高分子长链有机物变为短链小分子有机物，提高废水的可生化性，为后续的好氧处理创造良好的条件，同时可对水中硝酸盐进行反硝化作用，将硝态氮还原为气态氮。有效防止水体富营养化，有改良膜生物反应池内好氧污泥性状的功能。

调节池。调节池收集工业废水和生活废水，主要起水量调节及水质均衡的作用，并加设预曝气装置，在帮助均化水质的同时防止废水腐败，有效杜绝了因污水腐败产生恶臭的大气污染扰民的现象。

接触氧化反应池。由于污水进水污染物浓度较高，水量较大，对微生物有一定的冲击负荷，故采用耐冲击负荷的接触氧化池，为微生物的生长提供良好载体，保证出水水质。污水在曝气池内通过好氧微生物（活性污泥）分解有机物质。在接触氧化池底部均匀地安装有足够数量的不堵塞型空气曝气器，空气经空气曝气器不断地向污水提供氧气，以确保污水中的生物氧化反应所需氧气量。每组空气扩散器前均设有调节阀。

膜生物反应池。膜生物反应池中布置有膜组件和曝气系统，膜组件由中空纤维膜组成，膜孔径为0.2～0.4 μm，小于细菌的直径，属于微滤膜的范围，能有效拦截水中的细菌，可视为隔离除菌的一种手段，减少了后续投加的消毒药剂量。反应池内被微滤膜截流下的高浓度活性污泥质量浓度达8 000～10 000 mg/L，活性污泥BOD负荷率低，一般为0.1～0.2 kg/（kg·d），污泥处于减速增长期后期和内源呼吸前期。污水中的有机物得到彻底有效的降解。处理后的水通过膜组件过滤，经过次氯酸钠的消毒后回用。

2.2.2污泥处理工艺说明

气浮机产生的浮渣、接触氧化池和MBR反应器产生的剩余污泥混合进入污泥浓缩池进行浓缩后，经过叠螺脱水机进行脱水，脱水后污泥含水率低于75%，最后污泥外运至危险固废处理厂进行焚烧无害化处理。

3　主要构筑物及设备规格

（1）废水收集池。1座，地下矩形钢筋混凝土结构，尺寸4 m×2.5 m×6.5 m。配套提升泵2台，1用1备，型号CT51.5-65，单泵流量15 m3/h，扬程15 m，单台装机功率1.5 kW。

（2）隔油池。1座，半地下矩形钢筋混凝土结构，尺寸16 m×4 m×2 m。HRT=7.5 h。配套设备：人工格栅1台，栅条间距3 mm，最大流量15 m3/h，安装角度45°；气浮进水提升泵2台，1用1备，型号CT51.5-65，单泵流量15 m3/h，扬程15 m，单台装机功率1.5 kW；配套浮球液位计1套，型号LPF。

（3）反应一体箱。1套，碳钢防腐结构，尺寸6 m× 1.5 m×2.5 m。配套设备：破乳反应搅拌器4套，型号30-120RPM，单台功率 0.5 kW；加药泵5套，型号ES-B30，单机功率0.02 kW；配套pH检测仪1套，测量范围0～14。

（4）气浮一体机。1套，型号美国麦王CAF-10，流量10 m3/h。（包括气浮机本体，刮渣机，曝气泵等）。

（5）水解酸化池。1座，地上钢结构，尺寸3m×3m× 4 m，HRT=5 h。辅助设备：水解酸化池进水泵2台，1用1备，型号CT51.5-65，单泵流量15 m3/h，扬程15m，单台装机功率1.5 kW；配套填料安装支架1套，钢筋结构，层数2层，总面积18 m2；配套半软性接触填料30 m3。

（6）调节池。1座，地下矩形钢筋混凝土结构，尺寸8 m×8 m×4.5 m，HRT=10 h。配套曝气装置1套，材质UPVC，配气方式为环状式；配套出水提升泵2台，1用1备，型号CT52.2-80，单泵流量30 m3/h，扬程10 m，单台装机功率2.2 kW。

（7）接触氧化池。1座，地上钢结构，尺寸18 m× 3 m×4 m，有效水深3.2 m，HRT=12 h。配套填料安装支架1套，钢筋结构，层数2层，总面积108 m2；配套半软性接触填料120 m3；配套曝气设备采用三叶罗茨鼓风机2台，1用1备，型号SSR100型，风量9.07 m3/min，装机功率15 kW；配套曝气盘100套，型号HKC-215，曝气膜片运行平均孔隙80～100 μm，空气流量1.5～3 m3/（个·h），有效服务面积0.35～0.75 m2/个。

（8）MBR反应池。1座，地上钢结构，尺寸3 m× 4.5 m×4 m；配套出水泵4台，型号PRISMA352，流量7.5 m3/h，功率1.5 kW；膜组件100片，20 m2/片，材质PVDF；电接点压力表4套，型号YXC-100H，材质SUS304；电磁阀4套，型号6213；污泥回流泵2台，功率1.1 kW；MBR洗药泵2台，型号SZB037；消毒加药泵1台，材质进口PE；液位控制器1套，型号电极式。

（9）污泥浓缩池。1座，地上钢筋混凝土结构，尺寸3 m×4 m×3 m。

（10）叠螺脱水机1台，型号安尼康ES-131（包括电控柜、絮凝混合槽、脱水机主体等）。

4　工程运行情况

经过调试运行后，满负荷运行2个月，连续监测各项水质指标平均值如表3所示。

由表3可见，该工艺对于处理机械加工含油废水效果良好、出水水质稳定，出水可以达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920—2002）。

表3　　系统各项水质指标平均值

5　经济分析

系统运行成本主要由以下几部分组成，具体费用如表4所示。

表4　　系统运行成本

此组合工艺处理该含油废水的单位处理成本约为2.37元/t。污水站每年回用中水：600 t/d×0.85× 300 d=15.3万t，节约自来水成本15.3万t×6元= 91.8万元。

6　结论

（1）工程运行实践表明选用“隔油+破乳反应+气浮+水解酸化+调匀+生物接触氧化+MBR”的处理工艺，对机械加工含油废水具有较好的处理效果。连续2个月监测出水水质达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T 18920—2002），可以满足厂区冲厕、绿化及清洗地面的水质要求。

（2）工艺中将生活污水与工业污水经调节池混合进入接触氧化池进行处理，可以提高废水的可生化性，取得良好的处理效果。

（3）系统运行成本1 421.94元/d，约为43万元/a，可节省自来水15.3万t/a，每年节约自来水成本91.8万元。该工程的运行既减少了废水的排放量，又有效地节约了水资源，具有良好的经济效益和环境效益。

［1］北京水环境技术与设备研究中心.三废处理工程技术手册（废水卷）［M］．北京：化学工业出版社，2000：220-221.

［2］关卫省，朱唯，朱浚黄．复合絮凝剂XG977用于含油废水处理研究［J］．工业水处理，2000，20（1）：17-19.

［3］付丽丽，周思彤，祝雷.微电解-絮凝预处理含油乳化废水的实验研究［J］．工业水处理，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

河北省教育厅青年基金项目（QN2015302）

孙秀君（1982—），硕士，讲师。E-mail：sunxiujun521@ 126.com。

2015-11-24（修改稿）