機械加工生產廢水處理零排放研究

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1廢水水質與水量

該廢水水質特點為:水質波動較大，含油濃度高，可生化性較差，含有大量磷酸鹽和表面活性劑等。要求處理后的廢水進行回用，主要用于沖廁、綠化及清洗地面。設計出水水質達到國家《城市污水再生利用城市雜用水水質》(GB/T18920－2002)標準，同時滿足零排放要求。設計進、出水水質指標見表1。

2工藝流程

由于廢水為弱酸性廢水，且其中含有大量石油類以及高濃度的COD和TP，可生化性差，所以采用隔油+混凝沉淀+二級氣浮+A/O生化+MBR+MVR法對該廢水進行處理。企業生產廢水量約為8m3/d，預處理系統設計流量0．8m3/h，每天運行10h;生化系統設計流量0．5m3/h，每天24h循環連續運行。工藝流程如圖1所示。由圖1可見，車間廢水首先進入隔油池，該單元設有帶式除油機，去除廢水表面的浮油后廢水進入調節池進行水質水量調節。調節池內廢水由提升泵提升，進入pH調整槽，向其中投加NaOH將廢水pH值調節至強10～11，同時向廢水內投加CaCl2，實質同廢水內的磷發生反應，形成磷酸鈣顆粒物，繼而進入混凝絮凝槽，通過投加適量的絮凝劑PAC、助凝劑PAM藥劑，使微小固體顆粒形成大粒徑絮體后進入沉淀池泥水分離。底部污泥排入污泥濃縮池，上清液自流進入一級氣浮池。通過投加適量的PAC、PAM與廢水發生反應后，使水中的乳化油及部分可絮凝污染物形成較大顆粒絮狀物，同時由于氣浮設備產生微小氣泡吸附于絮狀物表面，使水內絮狀物浮出水面，由刮渣板收集排出。清液自流進入中間水池1繼而進入二級氣浮進一步除油除濁處理。經過二級氣浮后的廢水，向其中投加H2SO4，調節廢水pH值至7～8后，打入AO生化池，利用微生物作用，降解廢水內的有機物及氨氮，繼而利用MBR膜過濾，濾除廢水內污泥、細菌等物質，達到泥水分離效果。膜池內污泥定期排放至污泥濃縮池。由于企業廢水量較小，為了深度凈化及降低廢水電導率，MBR出水直接采用MVR蒸發器。MVR設備，引入蒸汽壓縮機或壓縮風機，通過回收利用二次蒸汽給廢水加熱，以達到蒸發的效果。MVR設備同其它蒸發器相比，具有節能環保、自動化程度高，運行穩定的特點［7－8］。MVR出水排入回用水槽再由回用水泵打入用水點回用，產生濃縮液委外處理。沉淀池污泥、氣浮浮渣、生化系統產生的剩余污泥混合進入污泥濃縮池進行濃縮后，經過疊螺脫水機進行脫水后委外處理。

3主要設施設計參數

(1)隔油池:1座，地下RC結構，設計尺寸:2000mm×1000mm×2500mm，有效水深2．0m。池內設有格柵板及隔板，以達到濾除大顆粒物質及隔油的目的。配套設備:帶式除油機1臺，除油量250L/h。撇除的浮油收集后委外處理。(2)調節池:1座，地下RC結構，設計尺寸:3000mm×4000mm×3000mm，有效容積:30m3。配套設備:1)提升泵2臺，1用1備，流量1m3/h，揚程7m，功率0．37kW;2)浮球液位計1套，通過液位控制提升泵，高位啟動，低位停止，超高位報警。(3)pH調整槽:1座，碳鋼+環氧防腐結構，設計尺寸:500mm×500mm×1700mm，有效容積0.275m3，HRT為20min。配套設備:1)反應攪拌機1臺，轉速100r/min，功率0．37kW;2)pH計:1套，檢測范圍:0～14;3)NaOH加藥系統1套。(4)除磷反應槽:2座，碳鋼+環氧防腐結構，設計尺寸:500mm×500mm×1700mm，有效容積0.275m3，HRT為20min。配套設備:1)反應攪拌機2臺，轉速100r/min，功率0．37kW;2)CaCl2加藥系統一套。(5)混凝沉淀槽:碳鋼+環氧防腐結構，設計尺寸:1)混凝槽1座，設計尺寸:500mm×500mm×1700mm，有效容積0．275m3，HRT為20min;2)絮凝槽1座，設計尺寸:500mm×500mm×1700mm，有效容積0．275m3，HRT為20min;3)斜管沉淀池1座，設計尺寸:1500mm×2700mm×2500mm，表面負荷:0．27m3/(m2•h)。配套設備:1)混凝攪拌機1臺，轉速100r/min，功率0．37kW;2)PAC加藥系統一套;3)絮凝攪拌機1臺，轉速40r/min，功率0．37kW;4)PAM加藥系統一套;5)斜管填料:φ50型，數量:4m2。(6)一級氣浮:1套，碳鋼+環氧防腐結構，處理量1m3/h。(包括氣浮機本體，刮渣機，循環泵、混凝絮凝槽、配套加藥系統等)。(7)中間水池1∶1座，地下RC結構，設計尺寸:3000mm×2000mm×3000mm，有效容積:15m3。配套設備:1)提升泵2臺(1用1備)，流量1m3/h，揚程7m，功率0．37kW;2)浮球液位計1套，通過液位控制提升泵，高位啟動，低位停止，超高位報警。(8)二級氣浮:1套，碳鋼+環氧防腐結構，處理量1m3/h。(包括氣浮機本體，刮渣機，循環泵、混凝絮凝槽、pH回調槽、pH計、配套加藥系統等)。(9)A/O生化池:1座，碳鋼+環氧防腐結構，設計尺寸:A池:設計尺寸:1500mm×1500mm×3000mm，有效容積5．6m3，HRT為11h;配套設備:潛水攪拌機1套;O池，設計尺寸:4000mm×1500mm×3000mm，有效容積:15m3，HRT為30h，配套設備:1)微孔曝氣系統:1套;2)鼓風機:2臺(1用1備)，風量0．9m3/min，風壓29．4KPa，功率;1．1kW;3)污泥回流泵:2臺(1用1備)，流量10m3/h，揚程10m，功率0．75kW;4)MBR膜，數量50m2×2，材質PVDF，膜通量10L/m2;5)抽吸泵:2臺(1用1備)，流量:1m3/h，揚程10m，功率0．37kW。(10)清水池:1座，碳鋼+環氧防腐結構，設計尺寸:4000mm×1500mm×3000mm，有效容積:15m3，HRT為30h。配套設備:1)MVR進水泵:2臺(1用1備)，流量1m3/h，揚程10m，功率0．37kW;2)浮球液位計1套，通過液位控制提升泵，高位啟動，低位停止，超高位報警。(11)污泥池:1座，地下RC結構，設計尺寸:2000mm×3000mm×3000mm，有效容積15m3。配套設備:1)污泥氣動泵:2臺(1用1倍)，流量132L/min;2)浮球液位計1套，通過液位控制污泥泵電磁閥，高位啟動，低位停止;3)疊螺污泥脫水機:1套，型號DL201，材質SUS304，處理量15～20kg/h，功率0.55kW，配套陽離子加藥系統1套。(12)MVR蒸發器:1套，處理量0．5m3/h，材質SUS316，蒸汽壓縮機形式:羅茨式蒸汽壓縮機，運行功率:68．55kW。配套設備:1)主體設備:1套，含濃縮器、主換熱器、氣液分離罐、母液罐、冷凝液罐、真空汽水分離器、晶漿罐等;2)預熱及冷卻設備，1套，含冷凝液預熱器、蒸汽預熱器、不凝氣預熱器、冷凝器、蒸汽發生器等;3)泵及壓縮機設備，1套，含循環泵、出料泵、母液泵、排污泵、冷凝液泵、壓縮機等。

4控制要點與調試

4．1控制要點。機械加工廢水的有機物濃度較高，且含有礦物油、懸浮物和氮磷等污染物。通過混凝沉淀和氣浮處理可大大降低廢水COD、TP、礦物油及SS等污染物，因此物化預處理的效果會對后續生化及MVR系統造成很大的影響。對于物化預處理主要是pH及加藥量的控制。預處理后的廢水進入生物系統可將COD降低到150mg/L左右，繼而廢水進入蒸發器蒸發處理，出水可穩定達標回用。4．2生化系統。采用接種馴化的方式培養活性污泥，能大大縮短培菌時間，有利于整個生化系統的快速啟動［9］。系統接種污泥來自某市工業區污水處理廠消化池內污泥，接種污泥含水率98%左右，接種污泥量10t。投加污泥后，悶曝2～4d，使得污泥恢復活性開始進廢水。起初控制進水COD500mg/L;開啟好氧池(O池)曝氣系統，控制O池DO在2～4mg/L，逐步提高進水流量和進水濃度，其間，為了提高廢水的生化性，利于污泥生長，在生化池中投加適量葡萄糖營養劑。同時，根據水質水量情況調節污泥回流量，并定期排放剩余污泥。調試期約為30d。4．2MVR系統。MVR主要有2個主要流程:(1)物料流程:原料液罐→進料泵→冷凝液預熱器→不凝氣預熱器→蒸汽預熱器→FC強制循環段→濃縮分離器;(2)二次蒸汽流程:二次蒸汽→蒸汽壓縮機→主換熱器→冷凝液罐→冷凝液預熱器?？刂七M水條件:SS:200mg/L、COD:400mg/L、石油類:24mg/L、氯離子:300mg/L、F離子:12mg/L、鉛:1mg/L、鎳:5mg/L、電導率:6．00×10－6。運行時，控制系統內在－0．08MPa，壓縮后蒸汽壓力不低于105kPa;壓縮蒸汽溫度與壓縮前蒸汽溫差不低于16℃，且壓縮蒸汽溫度不低于101℃。運行中，由于廢水含COD較高，隨著蒸發進度進行，有機物富集，勢必影響蒸發系統，故需要定期排放濃縮液，定排的周期以不影響蒸發器的蒸發量而定。

5運行效果

經過調試運行后，滿負荷運行2個月，連續監測各項水質指標平均值如表2所示。由表2可見，該工藝對于處理機械加工廢水效果良好、出水水質穩定，出水可以達到《城市污水再生利用城市雜用水水質》(GB/T18920－2002)。同時，由數據看出，要想系統穩定運行，必須嚴格控制調節池內廢水水質，從而減少廢水水質、水量等負荷對生化運行系統的沖擊。

6經濟分析

整個項目投資240萬元，主要耗能設備為MVR蒸發器，其動力消耗及運行成本預算見表3及表4，其余系統運行費用(包括電費、藥劑費)合計112元/d。綜上，整個系統運行費用(包括電費、藥劑費)合計1296．8元/d，折合噸水運行費用為162.1元/m3。水站每年回用中水:8t/d×300d=2400t，節約自來水成本2400t×6元=14400元。

7結論

(1)根據機加工廢水的特點及處理要求，選用隔油+混凝沉淀+二級氣浮+A/O生化+MBR+MVR的組合工藝，取得了良好的處理效果，系統運行穩定，最終出水水質優于《城市污水再生利用城市雜用水水質》(GB/T18920－2002)標準，可以滿足廠區沖廁、綠化及清洗地面的水質要求。(2)運行實踐結果表明，該項目回用率為100%，既大量減少污染排放，又能節約水資源，可以取得良好的經濟效益、社會效應和環境效益，節能減排效果十分明顯。(3)項目總投資240萬元，整個系統運行費用合計1296．8元/d，折合噸水運行費用為162．1元/m3。每年回用廢水2400t，節約自來水成本2400t×6元=14400元。

參考文獻

［1］孫秀君．機械加工生產廢水處理回用工程實例［J］．工業水處理，2016，26(1):96－98．

［2］張林生．機械工業廢水處理技術及典型案例工程［M］．北京:機械工業出版社，2008．

［3］李宇慶，馬楫，余杰等．廢水生物脫氮與零排放技術應用研究［J］．工業水處理，2016，36(9):95－98．

［4］毛榮水，金海峰．乳化液－含油廢水處理工程實例［J］．能源環境保護，2016，30(1):48－50．

［5］楊建，聶一波．汽車生產廢水綜合處理并回用工程實踐［J］．中國給水排水，2009，25(18):79－81．

［6］董建威，司馬衛平．汽車工業廢水處理及回用工程實例［J］．工業水處理，2015，35(8):97－100．

［7］瞿瑞，張占梅，付婷．MVR法處理含鹽廢水中試研究［J］．環境工程學，2016，10(7):3671－3676．

［8］李偉，朱曼利，洪厚勝．機械蒸汽再壓縮技術(MVR)研究現狀［J］．現代化工，2016，36(11):28－31．

［9］張建豐．活性污泥法工藝控制［M］．北京:中國電力出版社，2007:125－127．

作者:劉興 單位:栗田工業(蘇州)水處理有限公司