機械加工含油乳化廢水處理工程實例

吳　昊　趙英武　涂　凱

（上海清浥環保科技有限公司上海201803）

機械加工含油乳化廢水處理工程實例

吳昊趙英武涂凱

（上海清浥環保科技有限公司上海201803）

介紹某汽車零部件加工企業機械加工含油乳化廢水處理的工程實例，通過帶式潷油、熱化學破乳、隔油、混凝氣浮、振動膜過濾、生化營養調節、厭氧消化、好氧氧化、MBR處理、臭氧氧化、活性炭吸附等技術的處理，出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002一級排放標準A標準的要求。

乳化液；含油廢水；機械加工；熱化學破乳；膜

在機械加工行業中廣泛使用到乳化液作為冷卻潤滑劑，發揮冷卻、潤滑、防銹、清洗等作用，同時減少設備磨損，提高設備和刀具的使用壽命［1］。乳化液品類較多，有時被稱作冷卻液、潤滑液、切削液等，經過一系列循環使用后，性能下降變成廢乳化液，另外在設備和場地清洗過程中也會產生含有大量的污油和乳化液的清洗廢水。這些含油乳化廢水中主要含有：機械油或礦物油、皂類、乳化劑、消泡劑、潤滑防腐劑、可溶性有機物、金屬切削和固體懸浮物、一定濃度的表面活性劑、穩定劑和乳化油［2］，具有含油量高、COD濃度高、穩定性高、不易破壞，處理難度大的特點［3］。

含油乳化廢水如排入環境會造成極大的環境污染，在實際生產中通常對其進行物理化學預處理后與生活污水混合進行生化處理。隨著環境問題的監管日趨嚴謹，這種存在污染物稀釋的混合處理方法可能會受到限制，同時在設置有城市二級污水處理廠的區域，生活污水可以直接納管排放，兩種廢水混合增大了處理水量，相關處理構筑物和設備的投入均大量增加。另外，在工業發達和產業高度集中的區域，需要對相關污染物進行總量控制，對含油乳化廢水提出更高的處理要求。本文介紹上海地區一家汽車零部件加工企業機械加工含油乳化廢水處理的工程實例，對乳化含油廢水單獨進行處理，出水達到了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002一級排放標準A標準的要求。

1　工程概況

某汽車零部件加工企業新建工廠日產生含油乳化廢水30m3，其主要水質指標如表1所示，由于污染物總量控制要求，該廢水處理COD指標需要達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002一級排放標準A標準的要求。

表1　原水水質指標

2　工藝流程

該含油乳化廢水處理工藝流程如圖1所示。車間產生的廢乳化液儲存在噸桶中，累積一天的廢乳化液通過叉車運送至廢水站，倒入物化調節池進口渠，車間清洗廢水在車間內集水池中匯集然后通過泵提升至廢水站物化調節池，兩路廢水都通過初步格柵隔渣后流入物化調節池前部隔油槽，浮油被攔截在隔油槽中然后通過帶式潷油器撈出。物化調節池中的乳化廢水通過提升泵提升進入熱化學破乳反應器破乳，然后自流入后續隔油池隔油，出水進入混凝氣浮機進一步除油，氣浮出水通過振動膜過濾，清水進入生化調節池，濃水進入物化調節池。生化調節池中的廢水經過水量和水質均化和調整后，通過提升泵提升進入厭氧池進行厭氧消化，厭氧出水進入好氧生物接觸氧化池好氧消化，之后進入MBR池，通過MBR膜過濾的清水進入臭氧氧化塔進行臭氧氧化處理，之后進入活性炭過濾器進行活性炭過濾和吸附，出水達標排放。帶式潷油器和隔油池排出的酸油儲存在酸油儲罐中另行處理，氣浮和生化系統污泥排入污泥池，由疊螺脫水機脫水處理，脫水污泥外運處理處置。

圖1　工藝流程圖

3　構筑物單元及設備

該廢水處理系統物理化學處理段設計處理流量3m3/h，白天運行，晚上停止，生化處理和深度處理段設計流量2 m3/h，每天24h連續運行。以下就主要功能設施進行簡要介紹。

3.1物理化學處理

3.1.1格柵

將污水中的大塊懸浮物攔截，以免對后續泵、管道和設備造成損壞。該項目采用豎條格柵和提籃格柵。噸桶儲存的廢乳化液倒入物化調節池進口渠，渠道上設置豎條格柵攔截渣物。清洗廢水從車間由泵和壓力管道輸送至物化調節池前隔油槽，在管道出口設置提籃格柵。格柵柵條間隙為1mm。

3.1.2隔油槽和帶式潷油器

在物化調節池的前端隔出一格隔油槽，大部分浮油被攔截在隔油槽內，在液面上積累厚厚的一層浮油。帶式潷油器是利用傳動帶回收水面溢油的機械裝置，將隔油槽內的浮油收集出來。系統安裝2臺鋼帶寬200mm，功率為45W的帶式潷油器。

3.1.3物化調節池

儲存廢水，調節水量和水質，物化調節池采用地下鋼砼結構，有效容積為40m3，采用穿孔曝氣系統進行空氣攪拌。物化調節池設置廢水提升泵兩臺，流量為5m3/h，揚程10m，功率0.55kW，設置電磁流量器1套和液位控制器1套。

3.1.4熱化學破乳反應器

含油乳化液廢水的破乳是有效處理的關鍵步驟之一，最常用的破乳方法為化學破乳，利用化學劑改變油水界面性質［4］。為了達到更好的破乳效果，該項目采用電熱化學聯合破乳，通過電熱棒直接加熱，同時利用進出水管道形成的循環流加速乳化液脫穩，采用硫酸作破乳劑，反應溫度控制在50℃~80℃。熱化學破乳反應器設置電加熱器1套，裝機功率120kW，排氣系統1套，pH計和溫度傳感器各1套，酸投加裝置1套。

3.1.5隔油池

隔油池是處理含油廢水的常用設備，利用重力分離去除懸浮狀態的油。該項目采用平流式隔油池，停留時間為2h，設置刮油機1套。

3.1.6氣浮機

氣浮機采用回流加壓溶氣氣浮，使水中的細小懸浮物黏附在微小空氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成浮渣，達到除去水中懸浮物，改善水質的目的［5］。該項目采用氣浮機處理量為3m3/h，功率為1.96kW，另配套氫氧化鈉、PAC和PAM加藥裝置各1套。

3.1.7振動膜

振動膜是一種碟式超濾膜的應用形式，過濾形式采用錯流過濾，通過高頻振動來減少油等污染物質對膜的污染，延長超濾膜過濾含油廢水的工作時間，減少反應時間，提高膜通量。該項目中配置兩套振動膜系統，交替使用，每套裝置裝機功率為15kW。

3.2生物處理

3.2.1生化調節池

儲存廢水，調節水量和水質，生化調節池采用地下鋼砼結構，有效容積為60m3，采用穿孔曝氣系統進行空氣攪拌。物化調節池設置廢水提升泵兩臺，流量為5m3/h，揚程10m，功率1.1kW，設置電磁流量器1套和液位控制器1套，營養劑投加裝置1套。

3.2.2厭氧池

在厭氧調件下，由厭氧和兼性微生物的共同作用下將有機物分解轉化為CH4和CO2的過程，通常人們認為厭氧過程分為3個階段，水解發酵階段、產氫產乙酸階段和產甲烷階段，厭氧微生物可以對好氧微生物不能降解的一些有機物進行降解或部分降解，將復雜的大分子轉化為結構簡單的小分子，提高污水的可生化性［5］。厭氧池采用碳鋼防腐結構，工藝形式采用升流式厭氧污泥床，停留時間為2d，配置循環泵2臺，流量為10m3/h，揚程為10m，功率為0.55kW。

3.2.3好氧池

在好氧條件下，通過好氧微生物的代謝作用降解有機物。好氧池采用碳鋼防腐結構，設置填料，形成好氧生物接觸氧化池條件，將活性污泥法與生物膜法相結合，提高處理效率，好氧池停留時間為2.8d。

3.2.4MBR

MBR（Membrane Bio-reactor，膜生物反應器）是屬于膜分離的一種，孔徑介于微濾和超濾之間，膜組件可以將生化池中的活性污泥進行截留，保證生化系統中高污泥濃度，提高生化系統的效率，同時，將大分子的有機物進行截留，提高COD去除率。MBR保障有機物進一步徹底氧化分解，并避免有機物對后續過濾系統造成污染和堵塞。MBR池水力停留時間為15h。

3.3深度處理

3.3.1臭氧接觸氧化塔

為了進一步去除生物化無法降低的有機物，采用臭氧氧化工藝進行深度處理，廢水的臭氧處理在接觸反應器中進行，采用氣液兩相逆流操作，強化傳質過程［5］。本項目臭氧接觸氧化塔采用316L不銹鋼材質，水力停留時間為1h，配套有臭氧發生器和尾氣破壞器各1套，出水儲存箱1個。

3.3.2活性炭過濾器

該項目中活性炭過濾起到過濾、吸附和臭氧延時氧化的作用，進一步處理臭氧接觸氧化塔未處理完的污染物質。活性炭過濾器采用固定床的形式，設置兩座并聯，配套提升泵2臺，流量為10m3/h，揚程為10m，功率為0.55kW。

3.4廢油和污泥處理

3.4.1廢油處理

帶式潷油器和隔油池中分離出來的廢油收集在廢油池中，廢油池中廢油累積一定量后由槽罐車外運處理處置。廢油池采用碳鋼防腐結構，有效容積5m3。

3.4.2污泥處理

隔油池沉淀污泥、氣浮機污泥和生化系統剩余污泥均排入污泥池一同由疊螺脫水機脫水處理。疊螺脫水機處理能力為絕干污泥量10kg/h，功率為0.38kW。

4　運行效果

經過半年的調試運行后，系統運行穩定，處理出水水質情況如表2所示。振動膜出水代表物化處理出水，結果表明，通過物化處理，廢水中的油基本去除，有利于后續的生化處理。MBR出水代表生化處理階段出水，COD為230mg/L，滿足納管標準。活性炭過濾器出水代表系統最終出水，COD和石油類均達到了《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002一級排放標準A標準的要求。

表2　系統處理各階段出水水質情況

5　結語

通過帶式潷油、熱化學破乳、隔油、混凝氣浮、振動膜過濾、生化營養調節、厭氧消化、好氧氧化、MBR處理、臭氧氧化、活性炭吸附等技術的綜合處理整工藝，可以有效的單獨處理機械加工行業含油乳化廢水，不需與生活污水等其它廢水混合處理，出水可以達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002一級排放標準A標準的要求。物化處理階段結合生化處理階段的處理，可以達到排入城鎮下水道水質標準要求。對于經濟發達地區和環境容量有限的地區的機械加工行業含油乳化廢水的處理具有很好的借鑒意義。

［1］劉嘯塵.機械加工行業中廢乳化液處理的研究［D］.大連：大連理工大學，2014.

［2］程學莉，裴喜永，李巖.建材機械加工過程中切削乳化廢水處理［J］.磚瓦，2008（5）：43-45.DOI：10.16001/j.cnki.1001-6945.2008.05.002.

［3］閆莉，楊昌柱.乳化含油廢水處理方法研究［J］.化學與生物工程，2003，（6）：9-11.

［4］陳和平.破乳方法的研究與應用新進展［J］.精細石油化工，2007，29（5）：71-76.

［5］趙英民.注冊環保工程師專業考試復習材料第一分冊［M］.北京：中國環境科學出版社，2012：53-59.

吳昊（1982—），男，湖南華容，碩士，主要研究方向：水處理技術。