CN109231722B - 一种机械加工乳化油废水的处理方法 - Google Patents

一种机械加工乳化油废水的处理方法 Download PDF

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Abstract

一种机械加工乳化油废水的处理方法，包括如下步骤：（1）将乳化油废水置于调节池，在调节池中加入碱液调节pH，加入氯化钙，加热搅拌反应后，静置进行油水分离得到上清液；（2）将上清液置于高级氧化池，先加入亚铁盐，搅拌反应后，加入双氧水，加热反应3‑5h后排出上清液；（3）将得到的上清液排入MBR反应池，利用微孔膜截留颗粒物和油状物，利用复合功能微生物菌群进一步降解COD和氨氮。本发明解决了机械加工行业乳化油废水难以油水分离和处理达标的难题，经过物化前处理进行破乳并提高可生化性，结合膜生物反应器的优势和复合功能菌群的协同作用进一步降解残油、COD和氨氮，尤其善于解决进口乳化液、切削液等高乳化态含油废水难处理的问题。

Description

一种机械加工乳化油废水的处理方法
技术领域
本发明属于环境工程的工业水污染物控制领域，具体涉及一种机械加工乳化油废水的处理方法。
背景技术
乳化油因具有良好的冷却性和润滑性而被广泛应用在车制、锯断、钻孔、磨制等金属粗加工过程中，属于金属切削油的一类。近年来，随着技术的发展，乳化油在机械加工行业中的使用量逐年增高，由于乳化油容易发生变质，使用周期又相对较短，经常在使用一段时间后就需要排放，导致乳化油废水的排放量也越来越大。乳化液废水中含有很多生物难降解的基础油、脂肪酸、表面活性剂、辅助表面活性剂、防腐蚀剂、抑菌剂和各种添加剂等，若直接排入自然水体，当水体中的油类物质含量积聚一定程度后，对水体生物、生态环境会产生严重的影响。因此，必须将乳化液废水进行处理达标后再排放。
目前，该废水的处理工艺有三类，物理法、化学法及微生物法。其中：物理法主要有蒸馏法、微波照射法、过滤法等，这些方法处理的出水效果均不理想，不能达标排放。化学法大致可分为电混凝技术、投加化学混凝剂、酸碱破乳。电混凝破乳效果好，但能耗大，设备腐蚀严重；投加化学混凝剂设备简单；运行成本低，但处理效果差；产生的污泥需要进一步处理；酸碱破乳工艺成熟，但处理水量不大，且COD和氨氮难以达标。微生物法处理废水时，通常要求BOD值COD值之比大于0.3，乳化液废水中BOD值很低，而COD值相对来说又极高，相差十至几十倍。微生物生长极为困难，乳化油废水不宜直接采用微生物法处理。因此，针对乳化油废水油水不易分离、COD浓度高等特点，开发一种物化前处理与MBR生物处理相结合的技术，提高乳化废水的处理效率和可生化性，是十分必要的。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种机械加工乳化油废水的处理方法，解决了乳化废水不易油水分离、处理效率低和可生化性差的难题。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种机械加工乳化油废水的处理方法，包括如下步骤：
（1）将乳化油废水置于调节池，在调节池中加入碱液调节pH；在调节池中加入氯化钙，将废水加热，同时进行匀速机械搅拌，反应2-4 h后，停止加热和搅拌，静置1-2 h，清理出废水表面浮油，废水成为清液；
（2）将（1）中形成的清液置入高级氧化池，加入一定量的亚铁盐，进行搅拌，然后再加入一定量双氧水，持续均匀搅拌5-10min；将废水加热，反应3-5h，排出上清液；
（3）将（2）中形成的上清液排入MBR反应池，在连续流的条件下，利用膜分离作用和复合功能菌群的生物降解进一步去除废水中的COD、油、氨氮等污染物质以及预处理过程中产生的铁离子、硫酸盐等污染物质。
优选地，所述步骤（1）中加入的碱液为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙、氢氧化镁等一种或几种；废水pH调节到13-14；加入的氯化钙的量为10～50g/L；废水加热到40-80℃。
进一步地，步骤（2）中加入的亚铁盐可为亚硫酸盐、氯化亚铁、碳酸亚铁中的一种或几种，其加入量为废水中COD质量浓度的0.02～0.1倍；加入双氧水的量为亚铁盐质量浓度的2-5倍；废水加热40-80℃。
进一步地，步骤（3）中MBR反应池，使用的膜组件为中空纤维膜，膜孔径0.1-0.2微米，污泥浓度为7-10g/L，水力停留时间为6-10h，温度为15-30℃，pH为7.5-8.5，溶解氧为0.1-0.3 mg/L；复合功能菌群包括好氧氨氧化菌20-30%，厌氧氨氧化菌30-40%，反硝化菌10-20%，硫酸盐还原菌5-10%，铁还原氨氧化菌5-10%。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）解决了乳化废水不易油水分离、处理效率低和可生化性差的难题；
（2）MBR不仅可实现预处理后乳化废水的生化处理，并可截留所有颗粒物及油状物。同时，该专利内MBR反应器内由膜组件及低DO导致而形成的好氧微环境、缺氧微环境及厌氧微环境保证了复合功能菌群的活性。利用多种菌群微生物的协同作用，可实现多污染物的高效去除。
（3）采用调节、破乳、加热搅拌、高级氧化、混凝沉淀、MBR反应器相结合的处理方法，操作简单，费用低，处理效果好，出水水质稳定可靠。
附图说明
图1是本发明乳化油废水处理系统的工艺流程图，其中：1、调节池；2、加药间；3、高级氧化池；4、MBR反应池；5、加碱系统；6、加氯化钙系统；7、机械搅拌；8、加热棒；9、加亚铁盐系统；10、加双氧水系统；11、机械搅拌；12、加热棒；13、机械搅拌；14、膜组件。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
本实施例是对某机械制造厂乳化油废水进行处理，废水中油类45856mg/L，COD为76634mg/L，氨氮为42.8mg/L，亚硝态氮为258.9 mg/L，硝态氮为23.9mg/L。如图1 所示的乳化油废水处理系统，包括调节池1、加药间2、高级氧化池3和MBR反应池4。其中调节池1中设置有机械搅拌7和加热棒8，加药间2中设置有加碱系统5、加氯化钙系统6、加亚铁盐系统9和加双氧水系统10，高级氧化池3中设置有机械搅拌11和加热棒12，MBR反应池4中设置有管式膜组件和微生物。
具体步骤如下：
（1）取5L乳化油废水，加入质量分数30%的NaOH溶液，调节pH为14，再加入55gCaCl2，用加热棒将废水加热到50℃，持续匀速搅拌3h；停止加热和搅拌，静置1.5h。去除乳化液表面浮油，形成清液。取上清液测得油类：19844mg/L；COD：59845mg/L；氨氮：5.2mg/L；亚硝态氮：34.1mg/L；硝态氮：0.6mg/L。
（2）取（1）中上清液3L，依次加入11.7g FeSO4和0.4L 30%的H2O2，即加入FeSO4的量是COD质量的0.065倍，加入的H2O2的量是FeSO4质量的3.7倍，持续均匀搅拌5min，用加热棒加热到50℃并持续4h。取上清液测得油类：5.7mg/L； COD：1669mg/L；氨氮：1.8mg/L；亚硝态氮：0.1mg/L；硝态氮：1.1mg/L。
（3）将（2）处理后的上清液排入到MBR反应器内，膜组件为中空纤维膜，膜孔径0.1微米，污泥浓度为8.5g/L，温度为25℃，pH为8.0，溶解氧为0.15mg/L；复合功能菌群包括25%好氧氨氧化菌，30%厌氧氨氧化菌，10%反硝化菌，10%硫酸盐还原菌，铁还原氨氧化菌5%，水力停留时间为8h，反应后测得出水中油类：2.3mg/L； COD：38mg/L；氨氮：1.2mg/L；亚硝态氮：0.07mg/L；硝态氮：0.09mg/L。
实施例2
本实施例是对某机械厂切削车间实际产生的切削液乳化水进行处理，废水中油类65497mg/L，COD含量为92172mg/L，氨氮：47.9mg/L；亚硝态氮：299.6mg/L；硝态氮：28.1mg/L。处理工艺流程与实施例1相同。
具体步骤如下：
（1）取20L切削液乳化废水置于调节池，加入1L质量分数60%的NaOH溶液，调节pH为13，再加入600g CaCl2，用加热棒将废水加热到80℃，持续匀速搅拌4h；停止加热和搅拌，静置2h，去除乳化液表面浮油，形成清液。取上清液测得油类：34589mg/L，COD：69775mg/L；氨氮：6.1mg/L；亚硝态氮：44.4mg/L；硝态氮：0.9mg/L。
（2）取（1）的清液15L，依次加入31.4g FeCl2和0.38L 30%的H2O2，即加入FeSO4的量是COD质量的0.03倍，加入的H2O2的量是FeCl2质量的之比为4.5倍，持续均匀搅拌5min，用加热棒加热到80℃并持续5h。取上清液测得油类：12.6mg/L；COD：3773mg/L；氨氮：2.2mg/L；亚硝态氮：0.3mg/L；硝态氮：2.4mg/L。
（3）将（2）处理后的上清液排入到MBR反应器内，膜组件为中空纤维膜，膜孔径0.2微米，污泥浓度为7g/L，温度为20℃，pH为8.5，溶解氧为0.1mg/L；复合功能菌群包括30%好氧氨氧化菌，35%厌氧氨氧化菌，15%反硝化菌，5%硫酸盐还原菌，铁还原氨氧化菌5%，水力停留时间为10h，反应后测得出水中油类：6.9mg/L；COD：46mg/L；氨氮：1.5mg/L；亚硝态氮：0.12mg/L；硝态氮：0.18mg/L。
实施例3
本实施例是对某机械加工厂产生的福斯液压支架用乳化油废水进行处理，废水COD含量为125739.54 mg/L，氨氮：65.425 mg/L；亚氮：489.378mg/L；硝氮：59.450 mg/L。采用处理工艺流程与实施例1相同。
具体步骤如下：
（1）取10L福斯液压支架用乳化油废水，加入0.58L 50%的氢氧化镁溶液，调节pH为13.5，再加入100g CaCl2，用加热棒将废水加热到40℃，持续匀速搅拌2h；停止加热和搅拌，静置1h。去除乳化液表面浮油，形成清液。取上清液测得油类：68546mg/L；COD：89545mg/L；氨氮：16.4mg/L；亚氮：167.8mg/L；硝氮：14.7mg/L。
（2）取（1）的清液8L，14.3g FeSO4和84mL 30%的H2O2，即加入FeSO4的量是COD质量的0.02倍，加入的H2O2的量是FeSO4质量的之比为2倍，持续均匀搅拌5min，用加热棒加热到40℃并持续3h。取上清液测得油类：48.5mg/L；COD：4668mg/L；氨氮：6.2mg/L；亚硝态氮：12.5mg/L；硝态氮：8.9mg/L。
（3）将（2）处理后的上清液排入到MBR反应器内，膜组件为中空纤维膜，膜孔径0.2微米，污泥浓度为10g/L，温度为25℃，pH为7.0，溶解氧为0.3mg/L；复合功能菌群包括20%好氧氨氧化菌，40%厌氧氨氧化菌，20%反硝化菌，7%硫酸盐还原菌，铁还原氨氧化菌8%，水力停留时间为6h，反应后测得出水中油类：14.3mg/L； COD：74mg/L；氨氮：1.8mg/L；亚硝态氮：3.7mg/L；硝态氮：2.1mg/L。
实施例4
本实施例是对某机械加工厂产生的福斯液压支架用乳化油废水进行处理，废水COD含量为125739.54 mg/L，氨氮：65.425 mg/L；亚氮：489.378mg/L；硝氮：59.450 mg/L。采用处理工艺流程与实施例1相同。
具体步骤如下：
（1）取10L福斯液压支架用乳化油废水，加入0.58L 50%的氢氧化镁溶液，调节pH为13.5，再加入500g CaCl2，用加热棒将废水加热到40℃，持续匀速搅拌2h；停止加热和搅拌，静置1h。去除乳化液表面浮油，形成清液。取上清液测得油类：61254mg/L；COD：83287mg/L；氨氮：15.6mg/L；亚氮：135.2mg/L；硝氮：13.6mg/L。
（2）取（1）的清液8L，66.6g FeSO4和978mL 30%的H2O2，即加入FeSO4的量是COD质量的0.1倍，加入的H2O2的量是FeSO4质量的之比为5倍，持续均匀搅拌5min，用加热棒加热到40℃并持续3h。取上清液测得油类：40.4mg/L；COD：4274mg/L；氨氮：5.6mg/L；亚硝态氮：11.9mg/L；硝态氮：8.4mg/L。
（3）将（2）处理后的上清液排入到MBR反应器内，膜组件为中空纤维膜，膜孔径0.2微米，污泥浓度为10g/L，温度为25℃，pH为7.0，溶解氧为0.3mg/L；复合功能菌群包括20%好氧氨氧化菌，40%厌氧氨氧化菌，20%反硝化菌，7%硫酸盐还原菌，铁还原氨氧化菌8%，水力停留时间为6h，反应后测得出水中油类：12.6mg/L； COD：68mg/L；氨氮：1.6mg/L；亚硝态氮：3.5mg/L；硝态氮：1.8mg/L。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种机械加工乳化油废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将乳化油废水置于调节池，在调节池中加入碱液调节pH=13-14，在调节池中加入氯化钙，将废水加热，同时进行匀速机械搅拌，反应2-4 h后，停止加热和搅拌，静置1-2 h，清理出废水表面浮油，废水破乳成功，成为清液；
（2）将（1）中形成的清液置入高级氧化池，加入一定量的亚铁盐，进行搅拌，之后再加入一定量双氧水，持续搅拌5-10min；将废水加热，反应3-5h，排出上清液；
（3）将（2）中形成的上清液排入MBR反应池，在连续流的条件下，利用膜分离作用和复合功能菌群的生物降解进一步去除废水中的COD、油和氨氮以及预处理过程中产生的铁离子和硫酸盐；
所述步骤（3）中MBR反应池，膜组件为中空纤维膜，膜孔径0.1-0.2微米，污泥浓度为7-10g/L，水力停留时间为6-10h，温度为15-30℃，pH为7.5-8.5，溶解氧为0.1-0.3 mg/L；
所述步骤（3）中MBR反应池，复合功能菌群包括好氧氨氧化菌20-30%，厌氧氨氧化菌30-40%，反硝化菌10-20%，硫酸盐还原菌5-10%，铁还原氨氧化菌5-10%；
所述步骤（1）中加入的氯化钙的量为10～50g/L；
所述步骤（1）中废水加热到40-80℃；
所述步骤（2）中亚铁盐的加入量为废水中COD质量浓度的0.02～0.1倍；
所述步骤（2）中加入双氧水的量为亚铁盐质量浓度的2-5倍；
所述步骤（2）中废水加热到40-80℃。
2.根据权利要求1所述的机械加工乳化油废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（1）中加入的碱液为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙或氢氧化镁中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的机械加工乳化油废水的处理方法，其特征在于：所述步骤（2）中加入的亚铁盐为亚硫酸盐、氯化亚铁或碳酸亚铁中的一种或几种。
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