齒輪加工行業廢水處理工程分析

郭順榮，謝俊輝

(陜西法士特齒輪有限責任公司，陜西 西安710077)

1 引言

某齒輪加工公司是一家以生產重型汽車變速箱、齒輪為主的企業，工廠在生產過程中的磨、削、鉆、銑等工序需要一定量乳化液、切削液、清洗劑來對成型零件進行潤滑、降溫、清洗，以減少對設備的磨損，提高模具的使用壽命;生產過程中產生的一定量廢液排放是工廠的主要污染之一，但總體來說主要以機械加工為主，污染相對較輕。近年來，隨著企業生產規模的擴大，排污問題變的越來越突出，解決生產廢水達標排放就成了迫在眉睫的問題。

由于該公司是齒輪加工行業，生產污水的日排放量達100 t/d，在該公司的生產廢水中，主要來源是冷卻液、清洗液和乳化液等廢水，其中含有污染物COD達2885mg/L，BOD 達 286mg/L，石油類在 300 mg/L，pH在7～8之間，對環境的污染較大。

2 廢水處理技術的分析

對于齒輪加工行業產生的生產廢水處理技術，一般情況下按照處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理。

(1)一級處理。主要去除生產廢水中呈懸浮狀態的固體污染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的廢水，BOD一般可去除30%左右，達不到排放標準。一級處理屬于二級處理的預處理。

(2)二級處理。主要去除廢水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD、COD物質)，去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標準。

(3)三級處理。進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲分析法等。

3 對策與建議

該公司廠區生產廢水COD達4000mg/L，對于高濃度COD廢水，在進行生化處理前，首先應進行預處理，根據專家建議以及類似工程的成功經驗，采用兩級氣浮處理可有效降低混合液的COD濃度(生產混合廢水中含有乳化液，因此要破乳)，之后再進行進一步的生化處理，生化處理采用A/O法，厭氧水解可將難降解的大分子有機物水解為可生化的小分子有機物以提高廢水的可生化性能，之后再進行微生物好氧接觸氧化，經過以上處理的出水經過沉淀后即可達標排放，沉泥返回厭氧池提高污泥濃度，多余的剩余污泥排入干化池進行干化，干化后的污泥進行焚燒、填埋或外運處理。

另外，由于企業以機械加工為主，生產混合廢水中含油量也比較高，如果單純依靠二級氣浮工藝較難達到排放標準，根據實際情況，工藝設計要求在最前端加設隔油井，并配合除油機，將池內浮油刮到集油池。經此除油處理過的生產混合廢水進入調節池，氣浮后再經生物處理單元即可完全達到排放標準。

針對該公司的實際情況，決定采用除油－混凝－氣?。恋恚幚恚^濾處理工藝，出水水質達到《黃河水系(陜西段)污水綜合排放標準》，最后達標排放。

廢水處理工藝流程圖見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程圖

廢水經排污管道自流進入隔油井，在此設帶式油水分離裝置，廢水經初步隔油后，進入隔油池，廢水經隔油后，自流進入清洗液中間水池，進行三級隔油。

經過隔油后的廢水經提升泵進入混凝氣浮槽內，并同時加PAC和PAM助凝劑，浮渣漂入污泥池，出水進入Fenton氧化池，廢水經氧化反應后，大分子有機物變成小分子有機物，提高廢水的可生化性;另外廢水經破乳沉淀作用，大大降低有機物含量。Fenton反應池出水進入斜板沉淀池進行泥水分離后進入綜合調節池，泥渣進入污泥池。

綜合調節池的作用是調節水量、水質，視情況適量引入部分生活水，提高BOD與COD的比值，池內設曝氣裝置，既能防止污泥沉淀，又能起到預生化作用，提高整體水質的可生化性。

Fenton試劑是一種鹽類電解質，是國內較先進且廣泛使用的氧化劑。它既能使清洗液破乳，產生的氫氧化鐵具有絮凝作用，使污染物下沉達到泥水分離的目的，而且還能電解廢水中難生化降解的有機物，大幅提高其可生化性。

ABR內裝生物填料并培養厭氧微生物，同時進行反硝化反應;接觸氧化池內裝生物填料和曝氣裝置，通過連續曝氣，培養好氧生物，同時驚醒去除有機物和硝化反應。MBR池內設MBR微孔膜組件，可將脫落的生物膜和污泥徹底與水分離，保證出水水質達標。

MBR池出水經自吸泵流入排放口內，此時可達標排放，如若不達標，MBR池經自吸泵可以直接進入活性炭過濾器進行處理。

該項目于2011年下半年建成后投入使用，經過西安市環境監測站的實地監測，出水的各項污染物相關數據見表1。

表1 廢水處理后的監測數據和黃河水系排放二級排放標準的比較

從以上監測數據可以看出，處理后的水質完全達到《黃河水系(陜西段)污水綜合排放二級標準》，可以達標排放。

4 效益分析

4.1 工程投資

該公司乳化廢水處理工程總投資為286.58萬元，設備保修期為2年。

4.2 運行費

(1)電費。常用設備為提升泵、回流泵、出水泵，功率分別為 5.0kW、2.0kW、2.0kW;攪拌機:功率為3kW;風機，功率為3kW;和污泥處理系統:功率為4.9kW運行率按30%計;整個運行系統功率按設計功率的75%計，電費按0.80元/kW·h，每天工作16h，則電費為:57.32元/d。每噸廢水處理電費為0.29元/t。

(2)藥劑費。0.30元/t污水。

(3)人工費。需2個兼職人員兩班倒和一個化驗員白班，共計3人;按平均每月工作25d，工資為2400元，其廢水處理費用為0.16元/t污水。

(4)總運行費用為 0.70～0.80 元/t。從運行費用來看，該處理工程遠低于目前西安市處理高濃度乳化廢水需要0.98～1.25元/t的運行水平。

4.3 效益

回收的水可再利用，如果處理的水70%可再利用，水價為 1.00元/t，可節約水費 70元/d，1年則可節約水費42000元/y，每天的運行費用為70～80元/d，每天節約的水費和每天的運行費用基本相當。

5 結語

該公司的生產廢水經過除油－混凝－氣?。恋恚幚恚^濾處理后，工程運行的實際測定結果表明，COD可降到45mg/L，BOD可降到15mg/L，NH3－N可降到3.5，pH值控制在6～9;處理后的水質可達到《黃河水系(陜西段)污水綜合排放標準》，并可回收再利用。

［1］顧夏聲.水處理工程［M］.北京:清華大學出版社，1985.

［2］陸 斌，陸曉千.一種含油乳化液廢水處理技術的工程應用［J］.環境工程，2001(3):12 ～13.

［3］唐受印.廢水處理工程［M］.北京:化學工業出版社，1998.

［4］鄒家慶.工業廢水處理技術［M］.北京:化學工業出版社，2011.

［5］何晶晶.城市污泥處理與利用［M］.北京:科學出版社，2003.