CN105417876B - 一种发动机制造产生的综合废水的处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机制造产生的综合废水的处理工艺，处理过程包括三个工段：1)预除油工段：发动机制造产生的综合废水送入贮水池，调节水质后，先用除油器和管式除油器依靠简单的重力分离去除细小的浮油以及大部分的悬浮物质；2)膜过滤工段：经袋式过滤器过滤进入到膜过滤系统，以管式超滤膜为过滤介质，在一定的压力下过滤；③一体式A/O(厌氧/好氧)处理工段：膜透过液和厂区生活污水合并进入一体式A/O(厌氧/好氧)生化处理系统处理。与现有技术相比，本发明减少了药剂要污泥处置的费用，处理之后可以生活污水一起处理，而且整体工艺结构紧凑，工艺流程短。

Description

一种发动机制造产生的综合废水的处理工艺

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种发动机制造产生的综合废水的处理工艺。

背景技术

随着汽车工业的不断发展，制造过程中产生的废水总量不断增加，废水的种类繁多。汽车发动机制造产生的综合废水主要来源于：零件清洗液；切削液；装配过程中留下的清洗废液；涂装中的废水；发动机出厂试验时产生的含油废水等；其中发动机制造过程中切削液中污染物含量最高，主要是高浓度乳化液，该综合废水含有柠檬酸、异丙醇胺、矿物油、非离子表面活性剂、碳酸钠、硫酸钠、有机添加剂、乳化液和悬浮物等物质，化学成分复杂、有机物含量高、含油率高、污染严重，COD_cr含量达到数万甚至十几万mg/L，难生物降解，而且该废水采用间歇排放，排放周期较长。

该综合废水的主要污染源乳化液，里面含有浮油、分散油、和大量的乳化油和溶解油。浮油和分散油的粒径较大，采用传统机械分离(重力、气浮等)即可达到油水分离效果；乳化油方法传统处理工艺为：“盐析—气浮—吸附”、“破乳—混凝—气浮”、“隔油—微絮凝”，溶解油粒径微小(约几纳米)采用物理化学法(吸附、膜分离、纳滤等)和生物氧化法等手段。但是汽车发动机制造所产生的乳化液中，乳化剂、表面活性剂使油滴乳化并分散于水中，油滴表面形成一层荷电界膜，难以相互黏结而性质稳定，且油滴粒径较小，大量实践表明传统工艺在处理汽车发动机综合废水中存在诸多不足，表现为工艺复杂、能耗高、处理不完全等。

2014年1月20日公开的“汽车发动机车间生产废水处理工程实践”采用“隔油-酸化破乳-Fenton氧化-混凝-气浮-水解酸化-生物接触氧化”(杨德敏，夏宏，程方平，朱先亮，工业水处理，2014年第34卷第1期)处理了进水COD为6000-8000mg/L，石油类物质为800mg/L的汽车发动机生产废水。该方法采用传统酸化破乳除油，Fenton氧化发动机废水的难降解有机污染物。

2014年6月5日公开的发明专利申请“一种乳化液废水处理工艺”(申请号201410140660.X)提供了一种乳化液废水处理的新工艺，包括调节池-破乳装置(加热)-纸带过滤器-陶瓷膜过滤器-臭氧分解池-水解酸化池-曝气池/沉淀池-石英砂过滤器-出水池。该方法采用投加化学破乳剂和加热破乳，同时出水需要进入臭氧反应池进行高级氧化，把难降解的大分子氧化成易生化处理的小分子，然后通过臭氧分解池多余的臭氧被分解，再进入到水解酸化池-曝气池-沉淀池-石英砂过滤器生化系统。

上述处理工艺虽然取得了一定的效果。但是一般都是针对单独的低浓度汽车发动机制造废水或者高浓度乳化液废水进行的研究。另外，现有工艺中还存在药剂消耗量大、运行费用较高、多级处理工艺流程复杂、出水水质不稳定等问题，给企业处理和政府监管造成一定的负担。

因此对于含有高浓度乳化液，以及矿物油、非离子表面活性剂等难降解有机污染物的的汽车发动机制造综合废水的处理非常复杂，如何高效、低成本、环保地处理汽车发动机制造综合废水处理的是当前的一个难点，也是一个极具研究和应用价值，急需亟待解决的实际工程问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种发动机制造产生的综合废水的处理工艺，处理过程包括三个工段：1)预除油工段：发动机制造产生的综合废水送入贮水池，调节水质后，先用除油器和管式除油器依靠简单的重力分离去除细小的浮油以及大部分的悬浮物质；2)膜过滤工段：经袋式过滤器过滤进入到膜过滤系统，以管式超滤膜为过滤介质，在一定的压力下过滤；③一体式A/O(厌氧/好氧)处理工段：膜透过液和厂区生活污水合并进入一体式A/O(厌氧/好氧)生化处理系统处理。

本发明提供的一种发动机制造产生的综合废水的处理工艺，包括以下步骤：

(1)发动机制造产生的综合废水送至贮水池，进行水质调节；

(2)水质调节后的废水经过除油器，分离出游离性浮油，收入废油槽；

(3)经过除油器后的出水经过提升泵提升进入管式除油器，进一步去除废水中细小的浮油以及大部分的悬浮物质；

(4)经过步骤(3)管式除油器后的出水经过袋式过滤器进一步过滤，滤除细小的悬浮物；

(5)经过步骤(4)袋式过滤器的出水进入到中间水箱，水质调节后，泵送至膜过滤系统，通过管式超滤膜的截留作用，将大分子有机物及乳化油类的物质截留下来，成为浓缩液，小分子的有机物及水分子得以通过，成为透过液；

(6)透过液进行一体化A/O生化系统进行处理。

进一步的，步骤(1)中水力停留时间HRT为10～12h；

进一步的，步骤(3)中管式除油器设置为斜管式，斜管倾斜角度为60°-70°；管径为Φ50mm-Φ60mm，所述管式除油器表面负荷率为1.0～1.2m³/(m²·h)，斜管面积为3m²，水力停留时间HRT为1.5h～2.0h；

进一步的，步骤(2)中废油槽收集的废油和步骤(3)中管式除油器分离出的浮油以及大部分的悬浮物质送至浮油收集器收集。

进一步的，步骤(4)中所述袋式过滤器采用不锈钢制，过滤精度为20μm，压力0.1Mpa保护管式超滤膜。

进一步的，步骤(5)中，所述管式超滤膜为T-UF管式超滤膜，设置一组，设置参数为：6-Φ75 x 3m；膜面积24m²，膜通量24.4L/(m²·h)，产水量13.5m³/d；采用Φ8mm膜管，膜元Φ75x3m，每支4.1m²，设置6支；

步骤(5)中设置中间水箱的目的是为了使经过袋式过滤器的废水性质稳定，进行水质调节。

进一步的，步骤(5)中，膜过滤系统工艺条件为：温度35℃，错流Q＝30m³/h，进水压力0.25mpa-0.50mpa，产水压力0.02～0.03mpa，错流压力0.2～0.25mpa。

进一步的，步骤(5)中，所述浓缩液送至贮水池进行循环处理；或，当进水压力明显增大，并且药洗后恢复比例较低的情况下，将浓缩液单独收集，约1.5m³/d，约占总乳化液废水的10％-15％。

进一步的，步骤(5)中，膜过滤系统定期用柠檬酸化学清洗液浸洗具体为：压差控制0.48～0.6Mpa，压力0.2mpa，流量q＝30m³/h，浸洗时间15min，通量恢复95％-100％。

进一步的，步骤(6)中具体为：按照生活污水和透过液的体积比例为1：5-7，透过液进COD＝2000-3000mg/l，油类含量低于20mg/l，引入生活污水后，进水总COD＝1000～1200mg/l；一体化A/O生化系统总水力停留时间HRT＝8-10h。

进一步的，一体化A/O生化系统钢制槽体，A池和O池分别占一体化A/O生化系统总有效容积为的37％和62％，其中组合填料占一体化A/O生化系统总有效容积的70％，A池容积负荷为1.95～2.2kg/(m³·d)，沉淀表面负荷1.0～1.2m³/(m²·h)，出水COD可达到低于450mg/l排放至缓冲池。

进一步的，缓冲池水力停留时间HRT为0.5～1.0h再至总排口，满足达标排放的要求。

进一步的，步骤(6)处理后的废水总排放口设在线流量计、pH计，COD在线监测设备。进一步的，处理系统中产生的污泥定期排至污泥池，污泥池设置液位计，控制液位；污泥自然静止浓缩后脱水，泥饼外运处理，上清液至贮水池。

本发明技术方案主要是3个流程：1)预除油工段：汽车发动机制造产生的综合废水送入贮水池，调节水质后，先用除油器和管式除油器依靠简单的重力分离去除细小的浮油以及大部分的悬浮物质；2)膜过滤工段：经袋式过滤器过滤进入到膜过滤系统，以管式超滤膜为过滤介质，在一定的压力下过滤；当废水过膜表面时，膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而废水中粒径大于膜表面微孔径的大分子有机物及乳化油类的物质截留下来；被截留在膜的进液侧，成为浓缩液；③一体式A/O(厌氧/好氧)处理工段：膜透过液和厂区生活污水合并进入一体式A/O(厌氧/好氧)生化处理系统，A段DO(溶解氧)不大于0.2mg/l，O段DO＝2～4mg/l。在厌氧段异养菌将透过液和生活污水中的可溶性有机物通过厌氧发酵，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，厌氧的产物进入O段进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率，废水中的有机物在O段进一步生物降解得以净化；在A段，异养菌将含氮大分子有机污染物进行氨化，在充足供氧条件下，在O段，自养菌的硝化作用将氨氮氧化为硝酸盐，实现污水无害化处理。

与现有技术相比，本发明的主要有益效果表现在以下四个方面：

(1)采用管式超滤膜完全替代传统的盐析-破乳-气浮三段工艺，大大减少破乳、气浮等药剂费用和污泥处置费用；通过将汽车发动机制造综合废水(COD浓度为63000～65000mg/L)过滤浓缩，透出液有机物浓度大大降低(COD浓度为1000～1200mg/L)，有效的降低了后续生化处理的负荷，而膜侧的超高浓度浓液(绝大部分难生物降解的有机污染物，体积为原废水的体积的15％，COD浓度被浓缩为248600mg/L)可以做危险废物集中处理。降低了综合废水中因高浓度乳化液水质水量的不稳定带来的不可靠性和复杂性。

(2)采用流道宽，适合高流速的管式有机超滤膜，通过大流量的错流设计(本设计采用产水量的25倍)，膜表面与液体之间的剪切力和转动时产生的强力湍流，能有效防止滤饼层产生，显著延缓了膜污染的速度，不易发生堵塞，清洗后通量恢复率可达95％以上，膜设备显现出优异的防阻塞和抗污染能力。在实际运行中即使原水浓度增高，也不会影响膜通量和周期。

(3)膜滤出液(透过液)与发动机厂区生活污水合并进入一体式A/O(厌氧/好氧)生化处理系统，不需要对滤出液进行高级氧化处理(Fenton/O₃)，可以利用生活污水提高综合废水可生化性，出水标准达到污水综合排放标准(GB8978-2002)三级，可直接排放。

(4)该整体工艺结构紧凑，工艺流程短，系统全自动化运行，可有效解决现有发动机制造综合废水成本高，操作复杂，处理效率低，具有巨大的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明处理工艺的过程图。

具体实施方式

实施例1

一种发动机制造产生的综合废水的处理工艺，包括以下步骤：

(1)综合废水自车间以压力流排至污水处理站，进入污水处理站贮水池进行水质调节，采用较长的水力停留时间HRT为10～12h；

(2)设置除油器对一部分游离性浮油进行分离，油通过管道收集到浮油收集器，收集后经有资质的单位回收利用。

(3)步骤(2)中处理后的废水通过提升泵提升进入管式除油器，经管式除油器进一步去除废水中细小的浮油以及大部分的悬浮物质；该管式除油器采用钢制槽体，设置为斜管，以提高除油效率。该管式除油器表面负荷率为1.0～1.2m³/(m²·h)，斜管面积为3m²，水力停留时间HRT为1.5h～2.0h，斜管角度为60°-70°，管径为Φ50mm-Φ60mm；据初步估计，浮油量约占总油量的5％，原水含油按15000mg/l计，可去除浮油量约11kg/d；

(4)管式除油器出水经袋式过滤器进一步过滤，滤除细小的悬浮物后进入到中间水箱，袋式过滤器采用不锈钢制保护膜系统；袋式过滤器的过滤精度为20μm，压力0.1Mpa。

(5)废水从中间水箱用污水泵送至膜过滤系统，通过管式膜的截留作用，将大分子有机物及乳化油类的物质截留下来，成为浓缩液，小分子的有机物及水分子得以通过，成为透过液。管式膜组1组，(6-Φ75 x 3m)：膜面积24m²，膜通量24.4L/(m²·h)，产水量13.5m³/d。采用Φ8mm膜管，膜元Φ75x3m，每支4.1m^2，共需要6支；工艺条件如下：条件：温度35℃，错流Q＝30m³/h，进水压力0.25mpa-0.50mpa，产水压力0.03mpa，错流压力0.2mpa，运行周期实际运行情况定。浓缩液通过管道回流至贮水池进行循环处理，当进水压力明显增大，并且药洗后恢复比例较低的情况下，将浓缩液单独收集，定期外运处理，约1.5m³/d，约占总乳化液废水的10％-15％。膜过滤系统定期采用柠檬酸化学洗液浸洗，压差控制0.48～0.6Mpa，压力0.2mpa，流量q＝30m³/h，浸洗时间15min，通量恢复95％-100％；

(6)透过液进入一体化A/O生化系统，引入生活污水，生活污水和膜透过液的比例为：1：7，膜透过液进COD＝2000-3000mg/l，油类含量低于20mg/l，进水总COD＝1000～1200mg/l；一体化A/O生化系统总水力停留时间HRT＝8-10h，(钢制槽体，A池和O池分别占一体化A/O生化系统总有效容积为的37％和62％，其中组合填料占一体化A/O生化系统总有效容积的70％，A池容积负荷为1.95～2.2kg/(m³·d)，沉淀表面负荷1.0～1.2m³/(m²·h)，出水COD可达到低于450mg/l排放至缓冲池，再至总排口，满足达标排放的要求；

(7)管式除油器及沉淀池产生的污泥定期排至污泥池，污泥池设置液位计，控制液位。

(8)污泥浓缩后经厢式压滤机脱水，泥饼外运处理，上清液排放至污水站调节池。

(9)总排放口设在线流量计、pH计，COD在线监测设备。

运行费用：电费：折合吨水电费7.73元，药剂费：折合吨水药剂费2.67元。膜材更换及维修费用：T-UF更换周期7年，更换费用约20万元，在寿命期内处理水量28350吨，折合吨水费用7.05元，运行费17.45元/吨(不含人工费)。

各阶段COD去除效率

Claims (1)

1.一种发动机制造产生的综合废水的处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括以下步骤：

（1）发动机制造产生的综合废水送至贮水池，进行水质调节；

（2）水质调节后的废水经过除油器，分离出游离性浮油，收入废油槽；

（3）经过除油器后的出水经过提升泵提升进入管式除油器，进一步去除废水中细小的浮油以及大部分的悬浮物质；

（4）经过步骤（3）管式除油器后的出水经过袋式过滤器进一步过滤，滤除细小的悬浮物；

（5）经过步骤（4）袋式过滤器的出水进入到中间水箱，水质调节后，泵送至膜过滤系统，通过管式超滤膜的截留作用，将大分子有机物及乳化油类的物质截留下来，成为浓缩液，小分子的有机物及水分子得以通过，成为透过液；

（6）透过液进行一体化A/O生化系统进行处理；

步骤（4）中所述袋式过滤器采用不锈钢制，过滤精度为20μm，压力0.1Mpa 保护管式超滤膜；

步骤（5）中，所述管式超滤膜为T-UF管式超滤膜；

所述管式超滤膜设置一组，设置参数为：6-Φ75 x 3 m；膜面积24m²，膜通量24.4L/(m²·h)，产水量13.5m³/d；采用Φ8mm膜管，膜元Φ75x3m，每支4.1m²，设置6支；步骤（5）中，膜过滤系统工艺条件为：温度35°C，错流Q=30m³/h，进水压力0.25 Mpa-0.50Mpa ，产水压力0 .02~0.03Mpa ，错流压力0.2~0.25 Mpa ；

步骤（3）中管式除油器设置为斜管式，斜管倾斜角度为60°-70°；所述管式除油器管径为Φ50mm-Φ60mm，表面负荷率为1.0~1.2 m³/(m²·h)，斜管面积为3 m²，水力停留时间HRT为1.5h~2.0h；

步骤（1）中水力停留时间HRT为10~12 h；

步骤（6）中具体为：按照生活污水和透过液的体积比例为1：5-7；步骤（6）中透过液进水COD=2000-3000 mg/l，油类含量低于20mg/l，引入生活污水后，进水总COD=1000 ~1200 mg/l；一体化A/O生化系统总水力停留时间HRT=8-10h。