制冷壓縮機生產廢水處理工程改造實例

黃炳輝

（佛山市順德區騰源環保水務工程有限公司，廣東 佛山 528300）

1 原有工程概況

廣東某制冷設備有限公司是一家大型合資企業，專業生產空調器、電冰箱使用的制冷壓縮機。由于壓縮機的零部件多，加工工藝復雜，在生產過程中會產生4種不同成分的污染廢水，分為濃廢水和淡廢水兩大類，其中濃廢水主要有：1）殼體壓鑄后的清洗廢水，含脫模劑、石油類，COD濃度高；2）切削液、磨削液，含石油類、乳化劑，COD濃度高；3）電泳廢水，含有機漆、分散劑，COD濃度高。淡廢水主要有：脫脂、磷化廢水：含酸、堿、磷酸鹽、鋅、鎳、表面活性劑、石油類[1]。該公司的生產廢水排放量為960m3/d，采用的處理流程見圖1。

圖1 原有工程處理流程

經上述單元處理后，出水COD在135～155mg/L，超出標準，其余指標基本符合《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）及《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二時段二級標準。

改造前，造成COD不達標的主要原因是：

（1）該項目處理的是含石油類和磷化鹽為主的廢水，原系統只投加PAC和PAM兩種藥劑，加藥量大，處理效果不理想；

（2）原有好氧池的曝氣系統堵塞或破損，生物菌脫落死亡；

（3）原有的連續砂濾器設計不合理，經?！芭苌啊?，砂濾器形同虛設，造成大量的SS進入后續的AO塔，造成AO塔經常反沖，活性炭失效；

（4）因在AO塔進水管前投加ClO2，AO塔經常反沖，大量的ClO2隨反沖出水進入淡廢水調節池，進而進入后續的生化系統，這也是造成生化系統處理效果不好，運行不穩定，生物菌死亡的主要原因之一；

（5）原共設有4個曝氣生物濾塔（UBAF塔），反沖時需要損耗大量后續貯水池的貯水，而原有的貯水池設計池容太小，根本滿足不了需求。

2 設計規模及改造目標

2.1 設計規模

改造工程設計處理規模根據生產現狀確定為40m3/h，每天24h連續運行，總處理量為960m3/d。

2.2 改造目標

（1）針對原處理系統的出水COD不達標問題，對原有治理設施進行技術改造。

（2）系統最終出水各項水質指標要求達到《城市污水再生利用、城市雜用水水質》（GB/T18920-2002）的要求。

3 工程設計

3.1 主要改造項目

（1）改造加藥系統，在沉淀槽前的反應區內增設機械攪拌裝置及pH自動控制儀，投加氫氧化鈉（NaOH）、氯化鈣（CaCl2）、聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）。

（2）改造原好氧池為一氧池，在池內增設旋混式曝氣器和組合填料。

（3）增設二氧池，配套羅茨鼓風機。

（4）將原有4個UBAF塔改造為三氧槽，在槽內增設旋混式曝氣器和組合填料。

（5）拆除原有連續砂濾器，改用多介質過濾器。

（6）增設盤式過濾器和超濾裝置（UF系統）。

（7）改造電控系統，采用工控機全自動控制。

3.2 工藝流程

改造后的工藝流程如圖2所示。

圖2 改造后工藝流程

3.3 主要工藝說明

3.3.1 物化除磷

物化除磷工藝由“調節池+沉淀槽+1#氣浮”構成，通過依次投加NaOH、CaCl2、PAC和PAM，調整廢水的pH值，將廢水中含有的金屬離子以氫氧化物的形式沉淀析出；在堿性條件下加入的鈣離子與廢水中的磷酸根反應生成穩定的羥基磷灰石沉淀；堿法破乳能有效去除油類物。因此，通過改用藥劑，能更好地去除廢水中的金屬離子、磷酸鹽和石油類物質等。

3.3.2 生物降解

生物降解工藝由“一氧池 + 二氧池 + 三氧槽+ 2#氣浮”構成，氧化池采用生物接觸氧化池，是生物膜法處理工藝中的一種，又稱作浸沒式生物膜法，在池內裝有組合填料作為生物膜的載體，底層設旋混式曝氣器，采用羅茨風機供氧曝氣，在運行過程中，廢水中大部分的有機物及油在好氧微生物的吸附、氧化、分解及自身新陳代謝的作用下轉化為CO2和H2O，從而降低廢水中CODCr和BOD5的濃度。

3.3.3 深度處理

深度處理工藝由“多介質過濾器 + AO吸附塔 + 盤式過濾器+超濾（UF）裝置”構成，利用過濾、吸附氧化等技術，去除水的色度及水中的膠體、蛋白質、微生物和大分子有機物，降低污水濁度。

3.3.4 加藥系統

該改造工程使用的水處理藥劑有NaOH、CaCl2、PAC、PAM、濃HCl和ClO2。其中ClO2采用二氧化氯發生器現場制取，其余采用配藥箱現場配制、計量泵定量投加，計量泵與整個系統聯動，加酸或加堿量由pH控制儀自動投加。

3.3.5 污泥處理系統

廢水處理設施是將廢水中的SS、COD、BOD、石油類等污染物質，轉化成污泥。污泥含水率高、有機物含量較高，不穩定，且易腐化，還含有致病菌和寄生蟲卵。因此，必須對污泥進行處理和處置，避免造成二次污染。污泥處理系統主要由污泥池、動隔膜泵和壓濾機構成。

3.3.6 濃廢水預處理

濃廢水預處理工藝由“集水池+除油罐+雙級氣浮+破乳沉淀槽+厭氧池”構成，通過投加破乳劑硫酸亞鐵和聚合氯化鋁，在水中發生水解形成凝膠，吸附凝聚分散的油滴，使油滴變得容易聚沉；利用蒸氣將廢水直接加熱至50℃～60℃，增加分子的熱運動，有利于液珠的聚結，外相黏度降低，從而降低了乳狀液的穩定性，達到破乳的目的[2]。因濃廢水COD濃度極高（約40,000mg/L），破乳沉淀后，增加一級UASB厭氧處理，進一步降低廢水的COD濃度。

3.4 主要處理單元及參數

3.4.1 物化除磷

調節池1座，內尺寸9×7.5×3.3（m），有效容積200m3，HRT=4h；一級提升泵2臺，Q=50m3/h，H=20m，N= 5.5kW，1用1備。

沉淀槽2臺，雙層斜管，表面負荷2.5m3/m2·h；反應區配3臺攪拌機，功率分別為1.5kW、1.1kW、0.55kW，輸出轉速分別為88rpm、65rpm、34rpm。

1#氣浮1臺，尺寸6.7×3×3（m），加壓溶氣氣??；溶氣罐1個，Ф0.6×3.4（m）；溶氣泵1臺，Q=15m3/h，H=50m，N= 4kW；刮泥車1臺，1.1kW。

3.4.2 生物降解

一氧池1座，內尺寸9×5×4.3（m），有效容積180m3，HRT=4.5h；組合填料135m3，旋混式曝氣器112套；二級提升泵2臺，Q = 50m3/h，H=20m，N= 5.5kW，1用1備；羅茨鼓風機2臺，Q = 21.03m3/h，H = 5000mmH2O，N = 30kW，1用1備，變頻控制，與二氧池、三氧槽共用。

二氧池1座，內尺寸8.5×6×4.3（m），有效容積204m3，HRT = 5.1h；組合填料153m3，旋混式曝氣器140套。

三氧槽4個，內尺寸Ф2.7×4.8（m），有效容積105m3，HRT=2.6h；組合填料68m3，旋混式曝氣器64套。

2#氣浮1臺，參數同1#氣浮。

3.4.3 深度處理

多介質過濾器1個，Ф2.8×4.3（m），過濾速度8m/h，氣反沖強度12L/m2·s，水反沖強度8L/m2·s；三級提升泵2臺，Q = 50m3/h，H = 32m，N = 7.5kW，1用1備。

AO吸附塔1個，Ф3.5×3.7（m），過濾速度5m/h，氣反沖強度12L/m2·s，水反沖強度6L/m2·s；反沖泵1臺，與多介質過濾器共用，Q = 200m3/h，H = 20m，N = 18.5kW。

盤式過濾器1臺，含5個2寸過濾單元，過濾精度50μm，內源反清洗，單元沖洗時間20～30s；四級提升泵2臺，Q= 50m3/h，H = 32m，N = 7.5kW，1用1備。

超濾（UF）裝置：30支8寸膜，膜通量38L/m2·h，回收率80%；反沖泵1臺，Q = 100m3/h，H = 20m，N = 11kW；清洗水箱1個，Ф1.3×1.78（m）；清洗水泵1臺，Q = 50m3/h，H = 30m，N = 7.5kW。

3.4.4 加藥系統

配藥箱9個，Ф1.06×1.4（m），配氣攪拌。

計量泵I共12臺，Qmax= 440L/h，Pmax= 5bar，功率0.37kW。

計量泵II共5臺，Qmax= 120L/h，Pmax= 8bar，功率0.25kW。

3.4.5 污泥處理系統

污泥池1座，分三格，內尺寸9×6×3.3（m），有效容積162m3。

隔膜泵4臺，Qmax= 651L/min，Pmax= 8.3bar，進出口尺寸DN50。

壓濾機4臺，單臺過濾面積40m2。

3.4.6 濃廢水預處理

集水池1座，內尺寸9×1.5×3.3（m），有效容積14m3；提升泵1臺，Qmax=340.7L/min，Pmax= 8.3bar，進出口尺寸DN40。

除油罐1個，Ф2.6×3.5（m）。

中集池1座，參數同集水池。

雙級氣浮1臺，尺寸5×2×2.5（m），加壓溶氣氣??；溶氣罐1個，Ф0.426×2.75（m）；溶氣泵1臺，Q = 3.5～5.5m3/h，H = 53～45m，N = 3kW；刮泥車2臺，0.75kW。

破乳沉淀槽1個，尺寸3×2×3.2（m），配蒸氣加熱系統及溫控系統；提升泵2臺，Q = 3.5m3/h，H = 15m，N= 0.55kW，1用1備。

UASB厭氧池1座，內尺寸Ф5.2×6（m），有效容積120m3，停留時間4d。

4 處理效果

該工程2013年8月初完成安裝并開始調試運行，2013年11月經監測單位取樣監測，各項指標均達到甚至優于預期的效果（見下表）。

改造后的監測結果表（單位：除pH外，mg/L）

5 結論

（1）該工程采用“物化除磷 + 生物降解 + 深度處理”相結合的工藝處理制冷壓縮機生產廢水，工藝合理先進，并能充分利用原有的廢水處理設施，具有較強的適應性，抗沖擊負荷能力強，處理后的出水長期穩定達到甚至優于《城市污水再生利用、城市雜用水水質》（GB/T18920-2002）的要求。

（2）采用工控機全自動控制，減少了工人的勞動強度，避免了人為因素的影響，可保證系統的長期高效運行。

[1]藍炳杰，黃炳輝，蔡周祥.UBAF在制冷壓縮機生產廢水處理的應用[J].科技資訊，2008，167（26）：129-130.

[2]滑春雨.乳化液廢水處理應用實例[J].露天采礦技術，2006（4）：41-44.