在汽車零部件加工制造過程中，為了確保金屬加工液具備穩(wěn)定的潤(rùn)滑、冷卻、防銹、滲透及防腐敗劣化等各種性能，設(shè)計(jì)產(chǎn)品配方時(shí)候加入各種對(duì)應(yīng)用途的表面活性劑和微量殺菌劑。這些金屬加工液和純水以一定的比例在生產(chǎn)過程中使用，并產(chǎn)生了大量成分復(fù)雜的工業(yè)廢水，含油量高達(dá)5%~10%，難以用傳統(tǒng)生物方法直接進(jìn)行處理，需要進(jìn)行預(yù)先除油，再進(jìn)行生化降解[1]。目前除油廢水處理工藝多采用物理除油和化學(xué)除油，且以化學(xué)混凝式處理工藝為主[2]。但是這種方法，需要添加化學(xué)藥劑，產(chǎn)生大量化學(xué)污泥，形成二次污染。超濾法具有去除率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定，受原水含油量影響小，不額外產(chǎn)生化學(xué)污泥等優(yōu)點(diǎn)，逐漸用于含油廢水的處理工藝中[3]。某汽車零部件企業(yè)針對(duì)含油工業(yè)廢水特點(diǎn)，采用超濾除油工藝。先采用預(yù)處理去除固體雜質(zhì)及磁性物質(zhì)，防止劃破超濾膜，并采用油水分離器去除表面浮油和分散油，再采用二氧化鋯-二氧化鈦無(wú)機(jī)陶瓷超濾膜去除乳化油，出水石油類含量<10mg/L，COD去除率34%，提高了廢水的可生化性。后續(xù)根據(jù)水量少且水質(zhì)波動(dòng)大的情況采用了SBR工藝，去除水中有機(jī)物。

　　1廢水水質(zhì)水量及處理要求

　　1.1廢水來源及水質(zhì)、水量

　　廢水主要來自車間汽車零部件加工以及清洗廢水，含有多種金屬加工液(包括切削液，磨削液，乳化液，防銹油等)。廢水水量為30t/月。

　　1.2處理要求

　　廢水經(jīng)過工廠廢水站處理后，排入市政管網(wǎng)，流入市政污水廠進(jìn)行二次處理。廢水站出水指標(biāo)需滿足《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T31962—2015)，A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)出水設(shè)計(jì)要求如表1所示。

　　2改造前工藝流程

　　車間產(chǎn)生的廢水，先經(jīng)過帶磁輥的紙帶過濾器，磁輥截留廢鐵屑等磁性物質(zhì)，300μm紙帶截留大顆粒固體雜質(zhì)，防止劃破超濾膜，之后進(jìn)入收集罐暫存。收集罐上設(shè)置管狀撇油器，收集表面浮油。等收集罐液位達(dá)到80%，以低流速0.8m3/h緩慢泵入兩段式斜板油水分離器，廢油通過多層斜板，緩慢上浮至表面去除，廢水從底部流過，進(jìn)入超濾系統(tǒng)。超濾系統(tǒng)通過根據(jù)粒徑大小不同分離乳化油及大分子，出水含油量<10mg/L，濃縮液回流至工作罐不斷循環(huán)濃縮。當(dāng)超濾濃縮液倍數(shù)為14倍時(shí)，超濾進(jìn)入清洗階段。采用堿-酸-堿清洗，清洗后的廢水排入收集罐，導(dǎo)致廢水pH為10~11，呈現(xiàn)強(qiáng)堿性，再次進(jìn)行處理。超濾出水打入SBR，進(jìn)行生物處理，SBR出水進(jìn)入除磷水罐，通過化學(xué)反應(yīng)去除廢水中的SS、COD和磷。出水再進(jìn)入砂濾，進(jìn)一步過濾SS，最終出水排入清水罐，通過在線監(jiān)測(cè)，合格則進(jìn)入市政管網(wǎng)，不合格則直接排入應(yīng)急水罐，重新處理。

　　3原廢水處理工藝及存在問題

　　廢水站設(shè)計(jì)為純工業(yè)廢水，水量9m3/d，但是企業(yè)停止擴(kuò)建，導(dǎo)致實(shí)際排放廢水量為2m3/d，水量較小，水質(zhì)波動(dòng)大，進(jìn)水營(yíng)養(yǎng)比例失衡。運(yùn)行中出現(xiàn)以下幾個(gè)問題。(1)廢水儲(chǔ)存時(shí)間過長(zhǎng)，水質(zhì)腐敗，造成超濾堵塞，難以清洗。(2)廢水中含有大量酸堿及表面活性劑，造成生物池進(jìn)水pH過高，并產(chǎn)生大量泡沫，廢水外溢，抑制細(xì)菌活性。(3)水量不足，SBR中的生物營(yíng)養(yǎng)不足且比例失衡，細(xì)菌菌群失調(diào)，造成出水水質(zhì)超標(biāo)。為了最大化利用現(xiàn)有廢水處理設(shè)施，降低建設(shè)費(fèi)用，提高處理效率，必須對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行技術(shù)改造。

　　4工藝改造措施

　　(1)增加攪拌。在原水收集罐和中間水罐增加攪拌，防止水質(zhì)腐化產(chǎn)生大量微生物及膠體，堵塞超濾。(2)增加中間水罐的pH調(diào)節(jié)設(shè)備。通過對(duì)生物池前的中間水罐進(jìn)行改造，增設(shè)pH調(diào)節(jié)設(shè)備，消除廢水酸堿中和對(duì)生物池造成的不利影響。防止大量酸堿泄露，直接進(jìn)入生物池，殺死細(xì)菌。(3)增加超濾前置布袋過濾器，改變清洗方法，防止超濾膜堵塞。超濾系統(tǒng)選用二氧化鋯-二氧化鈦陶瓷膜，孔徑0.12μm，23通道，設(shè)計(jì)通量為1.5m3/h。之前為節(jié)省成本，預(yù)處理選擇了油水分離器，替代三相分離機(jī)，造成油水分離器出水?dāng)y帶少量浮油及膠體，造成超濾堵塞，需要進(jìn)行改造。首先增加0.5μm布袋過濾器，攔截膠體及大分子顆粒。其次在堿洗中增加超濾特效清洗劑，每次堿洗、酸洗都延長(zhǎng)浸泡時(shí)間24h，經(jīng)過檢驗(yàn)，超濾清洗后即可恢復(fù)原通量[4]。(4)向SBR中投加營(yíng)養(yǎng)劑及新鮮污泥，均衡進(jìn)水營(yíng)養(yǎng)。由于車間產(chǎn)生的廢水幾乎不含磷，這就造成進(jìn)水營(yíng)養(yǎng)不均衡。每周檢測(cè)進(jìn)水，根據(jù)100：5：1的比例來投加葡萄糖、尿素和磷酸二氫鉀進(jìn)行補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。由于進(jìn)水中含各種化學(xué)物質(zhì)，抑制硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)，需要冬天添加占原污泥量5%的硝化污泥，硝化污泥來自市政污水廠的回流污泥，經(jīng)過十天培養(yǎng)馴化后，加入原先SBR系統(tǒng)中，使得污泥濃度在5000mg/L，大大提高污泥脫氮效果。(5)改變SBR運(yùn)行模式。SBR在攪拌300min、曝氣600min、沉降200min基礎(chǔ)上，分割成攪拌200min，曝氣400min，攪拌200min，曝氣100min，沉降200min，在一個(gè)批次運(yùn)行過程中，有兩次攪拌及曝氣。曝氣時(shí)溶氧量控制在2~6mg/L，pH7.5~8.0之間，溫度在20~30℃之間，污泥量控制在5000mg/L。通過間斷曝氣、攪拌，增加各種細(xì)菌活性，提高脫氮效率。(6)增加應(yīng)急罐回流到生物池的管道。改造前，應(yīng)急罐的回流管道直接連接到收集罐，廢水需要再次處理。但是后期運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，排入應(yīng)急罐的廢水基本不含油，回流到前端再次處理，增加了超濾負(fù)荷，因此改造后增加回流到生物池的管道，應(yīng)急罐出水可以直接進(jìn)生物池再次處理。

　　5主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

　　廢水處理運(yùn)行控制系統(tǒng)采用SiemensWinCCV7.4的PLC系統(tǒng)進(jìn)行全自動(dòng)化運(yùn)行控制，節(jié)省人力，精準(zhǔn)運(yùn)行，并輔助設(shè)計(jì)手動(dòng)操作，便于系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)手動(dòng)調(diào)節(jié)。此外，系統(tǒng)還設(shè)置正常運(yùn)行模式以及休假運(yùn)行模式，應(yīng)對(duì)工廠長(zhǎng)時(shí)間休假，或者水量不足，造成系統(tǒng)停機(jī)。主要構(gòu)筑物參數(shù)如表2所示。

　　6運(yùn)行效果分析

　　各處理單元實(shí)際運(yùn)行效果如表3所示。改造后，生物前處理過程對(duì)COD和氨氮的去除效率增加，pH數(shù)值下降，酸的消耗量減少。SBR的對(duì)COD去除效果基本沒變化，對(duì)氨氮去除效果增強(qiáng)。此外，改造后SBR的泡沫量大幅減少，沒有再出現(xiàn)泡沫溢出罐體的現(xiàn)象。

　　7經(jīng)濟(jì)效益分析

　　該項(xiàng)目總投資為600萬(wàn)元，設(shè)計(jì)運(yùn)行壽命30年。工藝運(yùn)行費(fèi)用主要包括電費(fèi)、水費(fèi)、壓縮空氣費(fèi)、藥劑費(fèi)、濃縮廢油及污泥危廢處置費(fèi)等。按照實(shí)際工程處理水量3m3/d計(jì)，該項(xiàng)目裝機(jī)功率78kW，運(yùn)行功率52.4kW，月耗電量為487kWh/d，電價(jià)以0.6元/kW計(jì)，電費(fèi)為10.6萬(wàn)元/a;投加酸、堿、絮凝劑等的費(fèi)用為3.6萬(wàn)元/a，站房工人1人，人工費(fèi)為5.4萬(wàn)元/a;維保費(fèi)用為3萬(wàn)元/a，污泥產(chǎn)生量為4.2t，污泥委外處置市場(chǎng)價(jià)格為5000元/t，年處置費(fèi)用為2.1萬(wàn)元;濃縮含油廢水產(chǎn)生量為17.5t，濃縮含油廢水委外處置市場(chǎng)價(jià)格為3900元/t，年處置費(fèi)用為6.8萬(wàn)元。年度運(yùn)行費(fèi)用為35.8萬(wàn)元。在未建設(shè)廢水站之前，工業(yè)廢水作為危險(xiǎn)廢物委外處理，年產(chǎn)生量為350t，委外處置市場(chǎng)價(jià)為3900元/t，總共137萬(wàn)元，則年度節(jié)約費(fèi)用為100萬(wàn)元，投資回報(bào)為6年。該工業(yè)廢水處理項(xiàng)目得到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　8結(jié)語(yǔ)

　　針對(duì)水量較少，成分復(fù)雜且水質(zhì)波動(dòng)大的含油工業(yè)廢水，需要提高前處理工藝處理效果，增加曝氣或攪拌，均勻水質(zhì)，防止腐化，減少對(duì)生物系統(tǒng)的沖擊。超濾膜對(duì)乳化油的去除效率為99.8%，且出水水質(zhì)穩(wěn)定不受前端含油量波動(dòng)，含油量小于10mg/L，提高了廢水的可生化性。但是超濾膜需要定期進(jìn)行化學(xué)清洗，并且清洗水需要再次處理，如果進(jìn)水量過低則造成含氮量、pH升高，需要在生物池前端調(diào)節(jié)pH，增加碳源。

　　參考文獻(xiàn)

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　　《陶瓷超濾膜在含油廢水處理的應(yīng)用》來源：《節(jié)能》，作者：賈秀粉 郭赟 孫霞