機械加工行業(yè)乳化液廢水處理工藝

機械加工行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中使用的車(chē)床一般都用乳化液進(jìn)行冷卻、潤滑、清洗、防銹，這樣可以延長(cháng)車(chē)床的使用壽命。廢乳化液與生產(chǎn)車(chē)間的清掃水混合后形成的乳化液廢水，是機械加工廠(chǎng)的主要污染源。乳化液廢水具有高度分散穩定性、化學(xué)成分復雜、污染物濃度高、處理難度大等特點(diǎn)。

1 原廢水處理工藝
 
1.1 水量水質(zhì)
 
臺州某機械加工企業(yè)主要加工摩托車(chē)配件，廢水主要為乳化液廢水及少量員工生活污水。水量水質(zhì)指標：水量80 t/d ，pH 6~9，COD 97 000 mg/L，SS≤320 mg/L，油類(lèi)2 700 mg/L。

根據分析報告，該廢水特點(diǎn)是含油較高，COD主要體現的是有油的存在，油主要以乳化油較多。乳化油油珠粒徑小于10 μm，一般為0.1~0.2 μm，往往因水中含有表面活性劑，使油珠成為穩定的乳化液，處理難度較大。

1.2 處理工藝及運行情況
 
該廠(chǎng)于1990年建成，建有污水處理設施，利用隔油池+化學(xué)混凝+曝氣沉淀工藝處理該廢水。處理工藝流程如圖 1所示。

 圖 1 原廢水處理工藝流程

此工藝乳化液含油廢水處理技術(shù)主要是重力分離和化學(xué)混凝。隔油池是處理機械加工行業(yè)廢水常用的設備，其處理過(guò)程通常是將含油廢水置于隔油池中進(jìn)行重力分離，撇去廢水表面的油脂。理論上重力分離過(guò)程可用斯托克斯公式表示，但由于常發(fā)生紊流和短循環(huán)，重力分離器的實(shí)際效率依賴(lài)于合理的水力設計及廢水停留時(shí)間，停留時(shí)間越長(cháng)，漂浮油與水的分離效果越好�；瘜W(xué)混凝法是處理乳化液廢水的傳統方法，即向乳化液廢水中投加化學(xué)混凝劑，一方面發(fā)生水解反應生成膠體吸附油珠，另一方面發(fā)生聚合作用形成不同程度的大分子聚合物。通過(guò)吸附絮凝、架橋作用脫除油滴，達到破乳目的，實(shí)現油水分離。

隨著(zhù)生產(chǎn)擴大，運行時(shí)間過(guò)久，設備老化，排放標準提高等因素，特別是企業(yè)產(chǎn)能擴大和加工產(chǎn)品種類(lèi)增多，原有的設施已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現有污水 的處理，因此對原工藝進(jìn)行技術(shù)改造。

原廢水處理工藝總排放口水質(zhì)指標：pH 6~9，COD 250 mg/L，SS 110 mg/L，油類(lèi)25 mg/L。原處理工藝運行情況監測數據在工藝改造前監測，油類(lèi)指標略有超標。

2 新廢水處理方案
 
2.1 新廢水水量水質(zhì)
 
新廢水水量水質(zhì)：水量 120 t/d，pH 6~9，COD139 600 mg/L，SS≤350 mg/L，油類(lèi)3 800 mg/L。

2.2 新廢水處理工藝改造流程
 
新廢水處理工藝設計時(shí)應考慮處理工藝成熟可靠，處理設備能長(cháng)期穩定運行，投資省，占地少，運行費用低，符合國情的自動(dòng)化程度，最低限度減少人力資源投入。采用合理的工藝和流程降低運行成本、提高處理效果。因此在盡可能利用現有設施，減少占地面積，降低投資和運行費用的前提下，在盡可能保留現有的廢水處理構筑物的基礎上，提出了改造方案，且新方案應滿(mǎn)足《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）三級標準，工藝流程如圖 2所示。

 圖 2 新廢水處理工藝流程

為了減輕后續工序的負荷并提高后續工序的處理效率，方案采用浮油收集器，安裝于原隔油池去除池中懸浮油。為了保證出水長(cháng)期穩定可靠，采用超聲波氣振裝置與吸附相結合的一體化設備進(jìn)行去除。一體化超聲波氣振裝置的出水自流進(jìn)入初沉池，由加藥裝置加入配置的混凝劑與助凝劑，去除廢水中帶有的懸浮物，初沉池出水進(jìn)入生物接觸氧化池進(jìn)行好氧生化處理，使污水中的大部分有機物降解，系統在充氧曝氣（由風(fēng)機提供氣源）和生物膜的作用下將有機物降解為二氧化碳和水，出水自流進(jìn)入二沉池，在二沉池中同樣由加藥裝置加入配置的混凝劑與助凝劑，進(jìn)一步去除廢水中帶有的懸浮物，保證出水。初沉池與二沉池分離的污泥分別排至污泥池進(jìn)行消化分解，消化分解池中的剩余污泥量不大，定期用吸糞車(chē)抽吸并外運。

2.3 新處理工藝方案工藝特點(diǎn)
 
2.3.1 超聲波氣振裝置
 
超聲波是一種高頻機械波，其頻率一般高于20 kHz，具有能量集中、穿透力強等特點(diǎn)。超聲波通過(guò)含有油類(lèi)的污水時(shí)，會(huì )造成水體中微小的油滴和水體一起發(fā)生振動(dòng)。但由于油滴粒徑不同，因此具有不同的振動(dòng)速度，油滴則會(huì )發(fā)生相互碰撞，并不斷黏合，使油滴的體積不斷增大。之后，由于油滴粒子的增大，不再隨聲波而產(chǎn)生震動(dòng)，只作無(wú)規則運動(dòng)。最后水中小油滴凝聚并上浮，使油水分離。

為了去除含油廢水中存在的粒徑在60 μm以下的分散油油粒，筆者在本工藝中采用了一臺5 m3/h一體化超聲波氣振裝置。工作過(guò)程如下：首先是溶氣階段，要使空氣盡可能多的溶于水中，在一定溫度和壓力下，提高溶氣效率是關(guān)鍵，要提高溶氣效率，就必須通過(guò)增大液相流速和紊動(dòng)程度來(lái)減薄液膜厚度和增大液相總傳質(zhì)系數。增大液相總傳質(zhì)系數，強化溶氣傳質(zhì)的途徑有很多，筆者采用的是高效填料溶氣罐。溶氣用水以噴淋方式淋下，空氣也由頂部進(jìn)入。這樣就能在有限的溶氣時(shí)間內使空氣在水中的溶解量盡量接近飽和度。接著(zhù)是溶氣釋放，溶氣水的釋放過(guò)程是在溶氣釋放器內。釋放器的性能往往因結構不同而有很大差異，高效釋放器都有一個(gè)共同特點(diǎn)，就是使溶氣水在盡可能短的時(shí)間內達到最大的壓力，并在主消能室（即孔盒內）具有盡可能高的紊流速梯度。該法的凈水效果，只有在獲得直徑微小、密度大、均勻性好的大量細微氣泡的情況下，才能得到良好的氣浮效果。工藝采用的氣浮設備能將氣泡限制在10~20 μm之內。采用的氣浮設備釋放的氣泡密度在6×104~1×105個(gè)/mm3之間，因而能達到良好的去除效果。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐經(jīng)驗，超聲波破乳裝置乳化油、COD、BOD、氨氮、色度轉化率分別為90%、80%、75%、90%、85%。

2.3.2 利用原有工藝設施
 
新工藝盡可能利用原有工藝設施，首先新工藝在原有的隔油池上安裝浮油收集器，把混凝沉淀池改造為初沉池，原有的曝氣池改造為生物接觸氧化池，繼續改造利用原有的二沉池。

生物接觸氧化法是介于活性污泥法與生物膜法之間的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內設置填料，池底曝氣對污水進(jìn)行充氧，并使池內污水處于流動(dòng)狀態(tài)，以保證污水與填料的充分接觸，使污水在池內進(jìn)行有效生化，該法中微生物所需的氧氣由鼓風(fēng)機供給，生物膜生長(cháng)到一定厚度以后，填料壁的微生物會(huì )因缺氧進(jìn)行厭氧代謝，從而進(jìn)行生物的不斷更替，使池體內的污泥保持一種長(cháng)期的活性狀態(tài)。生物接觸氧化法具有比表面積大，池內充氧條件好，單位容積的生物固體含量高。

新工藝中二沉池添置加藥裝置，池中加入配置的混凝劑與助凝劑，可進(jìn)一步去除廢水中帶有的懸浮物，保證出水。

2.4 新廢水處理工藝運行效果
 
采用新工藝，設施安裝完畢后進(jìn)行小試，水質(zhì)主要指標監測如表 1所示。

由表 1可見(jiàn)，改造后的工藝處理效果有較大提高，出水水質(zhì)已經(jīng)達到《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）三級標準，完全滿(mǎn)足設計要求。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

2.5 工藝改造后廢水處理成本
 
工程總投資為57萬(wàn)元，主要用于新增設備的采購和安裝調試，項目主要在原有設施上改造，因此節省了較大土建費用。項目運行成本為人員工資、設備耗電費及系統濾料消耗費，初步估算，單位廢水處理成本提高到1.60元/t，年運行費用約為7萬(wàn)元。

雖然總投資較大，運行成本也有一定程度的增加，但產(chǎn)生社會(huì )效益明顯。項目改造完成后，每年可減排COD約6 108 t，油約166 t。

3 結語(yǔ)
 
臺州地區小型乳化油廢水多為重力分離和化學(xué)混凝法，經(jīng)過(guò)處理后再排入城市污水處理廠(chǎng)。因工藝較為陳舊，設備使用年代也較為久遠，目前很多油類(lèi)指標不能滿(mǎn)足排入城市污水處理廠(chǎng)的三級排放標準。筆者依托現有設備，從工藝改進(jìn)入手，對原有工藝進(jìn)行設計改造，使其油類(lèi)排放指標滿(mǎn)足三級排放標準，從而減少相關(guān)企業(yè)油類(lèi)的排污量，達到經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的雙贏(yíng)。