機械制造加工中乳化液含油廢水的處理

曹夢竺　閆艷

摘 要：生活污水與除油后的含乳化液廢水充分混合后進行水解反應，水解后再進行好氧處理，最終出水中的COD、BOD5、SS、NH3-N和油類的排水濃度分別為95 mg/L、28 mg/L、22 mg/L、11 mg/L和16 mg/L，pH為7.0～8.1，各項指標均達到了《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）中的三級排放標準。

關鍵詞：機械制造加工;乳化液;含油廢水

中圖分類號：X76 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）31-0139-03

Treatment of Emulsion Wastewater Containing Oil in

Machinery Manufacturing Process

CAO Mengzhu YAN Yan

（Xuzhou Vocational College of Bioengineering，Jiangsu Xuzhou 221006）

Abstract： The hydrolysis reaction was carried out by mixing domestic sewage with emulsified wastewater after oil removal， after hydrolysis for aerobic treatment，The concentrations of COD， BOD5， SS， NH3-N and oil in the effluent are 95 mg/L， 28 mg/L， 22 mg/L， 11 mg/L and 16 mg/L， respectively， and the pH value is 7.0～8.1， the indicators have reached the "Integrated Wastewater Discharge Standard" （GB 8978—1996） in the three emission standards.

Keywords： machinery manufacturing processing;emulsions;oily wastewater

在機械加工行業，乳化液常常用在冷卻、潤滑、防銹及清洗等生產環節，可以減少機械磨損，延長設備和刀具的使用壽命。隨著我國工業技術的發展，機械加工使用的乳化液越來越多，但是乳化液非常容易老化變質，需要定期更換，這使得乳化廢水的排放量越來越大。排放的乳化廢水中含有很多污染物，主要有油類物質（浮油、乳化油等）、難降解有機物及表面活性劑等，具有成分復雜、油量高及處理難度大等特點[1]。這些含乳化液廢水表面有一層乳化薄膜，性質穩定，會嚴重阻礙油滴合并，如果直接排入環境，會造成極大的水體污染、土壤污染甚至蔓延到整個生態系統。因此，對機械加工乳化液廢水進行妥善處理十分必要[2-3]。

目前，處理乳化液廢水的方法主要有化學法、物理法及生化法等[4-5]。常見的化學處理法包括絮凝法、電化學法和芬頓氧化法等;常見的物理處理法包括重力分離法、過濾法、膜分離法及溶解氣浮法等;生化法主要包括好氧生物法和厭氧生物法。但是，單一的方法處理效率通常較低。隨著工業技術的發展，含油廢水排放標準在不斷更新，環境容納量和經濟要求也越來越多，因此對含油廢水的治理提出了更高的技術要求，需要發揮多種處理方法的協同效應，彌補單獨處理工藝存在的不足，以達到更好的乳化液含油廢水處理效果。

很多研究致力于多種方法的聯合使用。郭小熙等采用Fenton氧化法聯合紫外光（Ultra-Violet，UV）與超聲（Ultra-Sound，US）技術處理石化含油廢水生化出水，最終廢水中COD（Chemical Oxygen Demand，化學需氧量）的去除率分別達76.77%和80.23%[6]。李石磊等采用混凝沉淀破乳-芬頓氧化-紫外光照射的組合工藝對河南鄭州某煤炭機械廠的乳化廢水進行處理，能夠較好地破乳，達到95.7%的COD去除率和80.0%的NH4+-N去除率[7]。薛娟琴等用EDTS-GO納米復合物改性的聚偏氟乙烯超濾膜處理乳化含油廢水，除油率可達93.87%±1.02%[8]。喬明晨等采用電絮凝破乳后再利用生物法無害化處理唐山某機械加工企業的廢切削液，最終出水COD小于150 mg/L[9]。吳昊等通過綜合處理工藝處理機械加工行業含油乳化廢水，出水出油率較高[10]。黃春林等采用“隔油破乳-混凝氣浮-震動超濾-水解酸化-接觸氧化-MBR”工藝處理某汽車零部件廠產生的乳化液廢水，COD去除率大于99%，運行穩定，具有良好的經濟效益[11]。本文利用某機械加工企業的生活污水中含有大量易被微生物利用有機物的特點，在含乳化油的廢水中混入生活污水提高微生物降解效率[12-14]，含乳化油的廢水經過處理后最終可達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）中的三級排放標準[15]。

1 廢水水質和處理工藝

某機械廠位于某市高新技術產業開發區內，主要生產汽車零部件。該企業產生的廢水包括生產廢水和生活污水。其中，生產廢水主要為車間所用乳化液廢水和車間沖洗廢水，主要有油類物質、難降解有機物及表面活性劑等，成分復雜，乳化液濃度非常高，營養比例失調，污染較嚴重，屬于典型的高難處理的工業廢水;生活廢水主要來自食堂、澡堂、衛生間及綠化等，主要含有微生物、菌類、重金屬離子、有機物及固體懸浮物等，極易造成富營養化和毒性化水體，屬于典型的易生化有機廢水。該廠廢水產生量約為180 m/d，其中生產廢水140 m/d，生活污水40 m3/d。該機械廠廢水的水質指標見表1。

該企業原含乳化液廢水處理工藝流程見圖1。原處理工藝中，生產廢水和生活污水混合后進入刮油機除油，除油后，廢水會進入曝氣池進行好氧處理。經過好氧生化處理以后，廢水再進入沉淀池，經沉淀后將上清液外排，而沉淀池里的污泥將進入濃縮池進行濃縮，濃縮后的污泥經脫水機進一步脫水后外運處置。原處理工藝中沒有將企業的廢水進行分質處理，導致除油效率低，影響了好氧處理效果。另外，隨著生產的擴大，設備運行時間長，老化嚴重，原有的設備設施很難滿足現有污水處理要求，導致最終出水不達標。

現對原處理工藝進行改造，改造后的處理工藝流程見圖2。機械廠的生產廢水通過收集管道收集后先進入調節池，穩定水質后，廢水流入氣浮隔油池。除油后的廢水進入混合水解池，在混合水解池中與生活污水混合并進行水解反應，水解后的廢水進入好氧池進行好氧生物反應，反應后再進入沉淀池，在沉淀池里沉淀。沉淀后上清液排放，排出的污泥進入污泥濃縮池，濃縮后利用脫水機脫水。脫水后的污泥屬于危險廢物，需要交由有資質的單位處置。

2 污水處理單元及工藝參數

改造后，該企業污水處理設施各處理單元的工藝參數如下。

2.1 調節池

由于該機械廠在生產過程中的廢水排放不穩定，通過調節后可保證進入后續處理單元的水質、水量等相關指標穩定。調節池的長、寬、深分別為10 m、3 m、4 m，有效水深為3.5 m，水力停留時間為12 h。

2.2 氣浮隔油池

氣浮隔油池主要用于去除水中呈現懸浮狀態的油類污染物。本工程選用平流式隔油池，借助溶液之間的重力差來實現水油分離。設計氣浮隔油池的長、寬、深分別為5 m、2 m、2 m，水力停留時間為3 h，并配備刮油機，用于刮去水面的油污。

2.3 混合水解池

將生活污水引入地下鋼混凝土結構的混合水解池內，在該池中生活污水與除油后的生產廢水進行充分混合，利用生活污水中的易降解成分進行水解酸化反應。設計混合水解池的長、寬、深分別為8 m、5 m、3 m，水力停留時間為20 h。

2.4 好氧池

廢水在好氧池內主要進行好氧反應，利用好氧微生物，進一步分解廢水中的有機污染物。設計好氧池的長、寬、深分別為4 m、3 m、3 m，有效水深為2.5 m，水力停留時間為3 h。

2.5 沉淀池

廢水在沉淀池中主要完成水分離，上清液外排，沉淀后的污泥會進入污泥濃縮池。設計混凝沉淀池的長、寬、深分別為7 m、3 m、4 m，水力停留時間為7 h。

2.6 污泥濃縮池

沉淀池排出的污泥進入半地上式鋼混凝土結構的污泥濃縮池進行濃縮處理。設計池子的長、寬、深分別為2.5 m、2.5 m、4.0 m。在濃縮池內完成濃縮后的污泥由板框壓濾機進行脫水處理，使脫水后污泥的含水率不超過80%。殘渣作為危險廢物，委托當地危險廢物處置中心處理。脫水機的濾出水經管道排入調節池重新進行處理。

3 廢水處理設施運行效果

在前期試驗的基礎上，將該企業污水處理設施各處理單元進行改造。經過現場3個月的調試運行，改造后整套處理設施持續穩定進行，基本保持出水穩定狀態，處理效果較好。系統處理各階段出水水質情況見表2。

處理結果表明，終出水中的最終pH為7.0～8.1，出水中COD、BOD5、SS、氨氮和油類的排水濃度平均值分別為95 mg/L、28 mg/L、22 mg/L、11 mg/L和16 mg/L，各項指標均符合《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）中的三級排放要求。

4 結語

含乳化液廢水成分復雜，處理難度高。由于生活污水中存在大量微生物，在處理工程中將生活污水與生產廢水混合，完全可以滿足生化處理乳化液廢水的菌種需求，縮短培菌時間，同時有效處理生活污水，不再需要分別處理生活污水和生產廢水，大大減少了廢水處理設備的投入，降低了運行成本。該機械制造加工企業將生活污水與除油后的生產廢水混合后進行水解反應，水解處理后的廢水再通過好氧處理，最終出水能達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）中的三級排放標準，且原水中COD和油類的去除率大于90%。該處理工藝簡便，處理效率高，為機械加工行業乳化液含油廢水的處理提供了很好的借鑒。

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