機(jī)加工廢水處理工藝改造工程

摘 要：針對當(dāng)前市場需求的不斷增加以及工業(yè)的不斷發(fā)展，西安某企業(yè)因擴(kuò)大生產(chǎn)以及在機(jī)加工的生產(chǎn)工藝中引進(jìn)新的藥劑，從而使得生產(chǎn)線產(chǎn)生的廢水水質(zhì)發(fā)生了變化，傳統(tǒng)的廢水處理工藝致使出水未能達(dá)標(biāo)。通過對新的生產(chǎn)線廢水的檢測和化驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了采用新藥劑的生產(chǎn)線廢水中COD_cr部分來源是各種清洗劑、表調(diào)劑里的表面活性劑而非傳統(tǒng)的油脂。結(jié)合現(xiàn)場的現(xiàn)有條件和多次化學(xué)物理試驗(yàn)最后得出針對新生產(chǎn)線的排放廢水的最佳處理工藝，使出水符合國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)。調(diào)試運(yùn)行3個月，檢測期間系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

關(guān)鍵詞：機(jī)加工廢水；油脂；表面活性劑；COD_cr；曝氣；工藝改造

中圖分類號：X₇03；TH16 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1671-7953(2009)02-0106-04

西安市某制冷設(shè)備有限公司，是一家經(jīng)營制冷設(shè)備、配件的專業(yè)公司。在機(jī)加工的生產(chǎn)過程中不可避免地產(chǎn)生大量的高COD_cr廢水［1］。隨著市場需求的不斷擴(kuò)大，該制冷有限公司原有的生產(chǎn)量已不能滿足現(xiàn)有市場的需求，因此為適應(yīng)市場需求，增加了幾條生產(chǎn)線，同時也導(dǎo)致了生產(chǎn)線排放的廢水量增加和水質(zhì)變化。為滿足生產(chǎn)線所產(chǎn)生的廢水的處理需要，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水綜合治理達(dá)標(biāo)排放并同時經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對廢水處理工程改建進(jìn)行整體規(guī)劃與設(shè)計(jì)。

該制冷設(shè)備有限公司的污水站是處理各條生產(chǎn)線排放的廢水，由于原設(shè)備處理能力無法滿足現(xiàn)有的處理需求，因此對原有的廢水系統(tǒng)進(jìn)行改造。改造的目的一是提高處理量，二是改用新的工藝，降低處理成本并提高處理效率。

1 廢水特征

1.1 廢水水量10噸/小時

1.2 廢水水質(zhì)pH=8~9，COD_cr=9700~17600mg/L，油類=50~80 mg/L，PO2+4=2~3 mg/L，SS=900~1700 mg/L

處理系統(tǒng)為機(jī)加工工廠清洗液、冷卻液、磷化液及少量的設(shè)備潤滑油等混合廢水處理系統(tǒng)。磷酸鹽廢水處理采用CaCl2進(jìn)行處理。磷酸鹽廢水排放時會定期（一般15~30天）排放槽液，每次排放量約5m3左右，該廢液由于污染物濃度較大，對廢水處理系統(tǒng)造成的沖擊較大，有可能造成該段時間內(nèi)廢水處理不能達(dá)標(biāo)，為了解決該問題，要求車間排放磷酸鹽槽液時必須通知廢水處理站，以便廢水處理站及時調(diào)整廢水處理的加藥量以及處理方法，確保廢水處理穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。其廢水處理的主要難點(diǎn)是COD_cr高，廢水水質(zhì)見表1

1.3 設(shè)計(jì)處理能力

該制冷設(shè)備有限公司生產(chǎn)線排放的廢水是機(jī)加工廢水，主要污染物如下表：

處理后出水排放水質(zhì)要達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）之二級標(biāo)準(zhǔn)，具體污染物排放指標(biāo)如下：

2 主要構(gòu)筑物

1）廢水調(diào)節(jié)池利用原有：廢水調(diào)節(jié)池為地下式鋼混結(jié)構(gòu)，經(jīng)對原建地池尺寸測量和計(jì)算，池子平面尺寸為6.8mX₂.8m，有效體積為61m3，水利停留時間為6小時，能夠滿足該制冷有限公司生產(chǎn)線廢水處理系統(tǒng)改建的需要。本著充分利用原有設(shè)施與設(shè)備，為該公司節(jié)約成本的原則，利用原有，不需新建。

2）隔油池?cái)U(kuò)容：原有隔油池部分地池容量不能滿足現(xiàn)有水量要求，需擴(kuò)建，并且由于設(shè)備老化、操作不方便等原因，需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對其進(jìn)行改造［2］。改造原則：新增建隔油池一個，與原有隔油池串聯(lián)，新增隔油池按防腐、隔油施工，平面尺寸為1.4mX₁m，有效體積為1.4 m3。重新建造池上的遮雨棚，增加雨棚高度；更換浮油輸送器及其輸送泵，選用性能好、效率高、耐磨損、運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠的設(shè)備。確保方便傾倒污水且防止傾倒時污水橫流等現(xiàn)象。

3）原有氣浮槽處理效果差，設(shè)備負(fù)荷較大，無法滿足處理現(xiàn)有水量的要求，以至造成系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，設(shè)備繁瑣，已不能滿足目前生產(chǎn)線廢水處理的需要，但可以作為對廢水的預(yù)處理設(shè)施，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，起到很好的調(diào)節(jié)作用。故決定利用原有，不廢棄。

4）新增斜板沉淀槽一個：采用鋼防腐結(jié)構(gòu)，分為2部分，一部分為反應(yīng)槽，設(shè)有攪拌器和加藥口。一部分為斜板沉淀區(qū)，以便反應(yīng)產(chǎn)生的絮凝物從水中沉淀析出。由于廠房面積限制，沉淀區(qū)的有效沉淀時間為0.5小時。 PH控制在8.5左右，監(jiān)測溫度設(shè)定為25℃。

5）新增曝氣除COD_cr系統(tǒng)兩套（運(yùn)行期間交替使用）：由于該項(xiàng)目廢水較傳統(tǒng)機(jī)加工廢水而言，其中的COD_cr部分由表面活性劑產(chǎn)生，因此該單元是去除水中COD_cr的一個主要環(huán)節(jié)。經(jīng)過前期的氣浮和沉淀，水中的油脂含量已經(jīng)很少了，此時采用曝氣析出表面活性劑很有效果，因此在槽底鋪設(shè)曝氣器。表面活性劑以泡沫形式析出，被橡皮板推至排污槽，用H2O2噴淋消泡后排至污泥池。清水進(jìn)入中間槽準(zhǔn)備過濾處理。本環(huán)節(jié)為間歇性處理，水利停留時間為10min。

6）新增中間罐一個：由于廠房空間的局限，中間罐的有效容積為3m3，有效停留時間為20分鐘。中間罐作為進(jìn)入過濾單元的緩沖單元。

7）砂濾器、活性炭過濾器利用原有，更換外圍閥門：原有砂濾器、活性炭過濾器能夠滿足生產(chǎn)線廢水處理系統(tǒng)改建的需要。調(diào)試過程中更換原有濾料以滿足過濾要求。

8）污泥處理系統(tǒng)新建：增加一臺板框壓濾機(jī)、一臺污泥泵以及相關(guān)的其他設(shè)備附件。原有污泥處理系統(tǒng)不能夠滿足生產(chǎn)線廢水處理系統(tǒng)改建的需要，污泥泵采用進(jìn)口的氣動隔膜泵，動力來源為企業(yè)已有的壓縮空氣，無電耗、性能好、效率高、耐磨損、運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠。

9）配加藥系統(tǒng)：盡可能的利用原有的配加藥系統(tǒng)。配藥采用一個配藥罐，多個貯藥罐，將配好的藥用泵輸送至各個貯藥罐，再利用普通的加藥泵人工控制加藥量進(jìn)行加藥。

10）器控制柜2個保留原有，更換內(nèi)部電器元件。

3 廢水處理工藝流程

本次的機(jī)加工廢水較一般的機(jī)加工廢水稍有不同，按傳統(tǒng)的機(jī)加工廢水產(chǎn)生COD_cr的原因來看［3］，COD_cr絕大部分由廢水中的石油類產(chǎn)生，因此在原有的工藝設(shè)計(jì)將除COD_cr主要定為除去水中的油，而僅采用了氣浮。但在實(shí)際的調(diào)試中卻發(fā)現(xiàn)，出水中的石油類遠(yuǎn)低于二類標(biāo)準(zhǔn)，但COD_cr卻居高不下，經(jīng)西安市環(huán)保檢測站檢測，出水水質(zhì)結(jié)果為：COD_cr：373mg/L ；油：2.87 mg/L，由此判定出水中COD_cr大部分并非由油產(chǎn)生，隨選用各種氧化劑對出水進(jìn)行氧化試驗(yàn)。

4 氧化試驗(yàn)及結(jié)果：

4.1 芬頓氧化

進(jìn)水COD_cr值為568mg/L

由試驗(yàn)可看出，芬頓試驗(yàn)對此廢水中COD_cr的去除率很低，不超過15%，此方法不可行。

4.2 次氯酸鈉氧化

進(jìn)水COD_cr值為568mg/L

由試驗(yàn)可看出，芬頓試驗(yàn)對此廢水中COD_cr的去除率很低，不超過15%，此方法不可行。

4.3 高錳酸鉀氧化

由以上各氧化試驗(yàn)可看出，以上的氧化劑對本次廢水中的COD_cr去除作用不明顯。在各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)的化學(xué)方法排除后，考慮采用物理方法去除。

4.4 物理曝氣

對斜板沉淀的出水進(jìn)行曝氣，溶于水中的表面活性劑瞬間以大量泡沫的形式析出，再對其進(jìn)行化驗(yàn)檢測，發(fā)現(xiàn)COD_cr由曝氣前的392mg/L，降為129mg/L，去除率為67%，按此方法連續(xù)檢測一周，監(jiān)測數(shù)據(jù)如下表：

對系統(tǒng)運(yùn)行出水連續(xù)檢測12個工作日，剛好也是工廠正常生產(chǎn)的時間段。由上表可以看出，在斜板沉淀槽出水COD_cr為400 mg/L左右時，采用曝氣析出表面活性劑，對于去除水體中無法用氣浮法除去的COD_cr是非常有效且耗資最少的一種經(jīng)濟(jì)可行的簡單方法。

5 新工藝與傳統(tǒng)工藝優(yōu)勢比較

5.1 經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢

傳統(tǒng)的機(jī)加工廢水存在高COD_cr的主要原因是水中的油脂，要降低COD_cr即除去水中的油。除油主要是在廢水中加入絮凝和助凝藥劑，采用氣浮法使油脂析出形成浮渣除去，因此處理廢水主要依賴于藥劑，這使得運(yùn)行成本較高。而隨著各類新的清洗劑、表調(diào)劑在生上線上的使用，生產(chǎn)線排出的廢水中COD_cr來源于其中的表面活性劑的比重加大。

針對這樣的新的水質(zhì)，采用氣浮加曝氣的新工藝，在達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)的同時減少了運(yùn)行中藥劑的投入，從而降低了運(yùn)行成本，節(jié)約了運(yùn)行資金。

5.2 技術(shù)優(yōu)勢

傳統(tǒng)的處理工藝是以氣浮為主，沉淀和過濾吸附為輔。根據(jù)這種新的廢水水質(zhì)而采用的新工藝是以氣浮、沉淀和曝氣為主，吸附過濾為輔。這樣就分散了整個處理系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，而且沉淀和曝氣單元均為物理處理單元，操作簡單，運(yùn)行安全穩(wěn)定。由于減輕了氣浮單元的負(fù)荷，也增加了設(shè)備的使用壽命。

6 結(jié)論

該調(diào)試工程于2008年12月15日開始，經(jīng)過3個月的運(yùn)行調(diào)試，有關(guān)部門于2009年3月12-14日進(jìn)行了連續(xù)3天的監(jiān)測，每天采樣6次，每次取樣間隔2小時。監(jiān)測出水的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到（GB8978-1996）國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)，出水PH為8.4；COD_cr濃度為124 mg/L；BOD5濃度為64 mg/L；SS濃度為89 mg/L；石油類濃度為2.79 mg/L；PO2+4濃度為0.1 m /L。

參考文獻(xiàn)

［1］ 郭玉文，袁 東.對COD_cr測定中干擾因素及其消除方法的探討［J］.環(huán)境工程，2007，25（6）：73-74.

［2］ 王 洪，李海波.稠油廢水預(yù)處理工藝［J］.環(huán)境工程，2007，25（6）：26-27.

［3］ 鄒家慶.工業(yè)廢水處理技術(shù)［J］.化學(xué)工業(yè)出版社，2003