起重機械制造基地工業廢水處理研究

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摘要：在機械制造過程中，起重機械制造基地會產生各種生產廢水。預處理后，生產廢水與生活污水混合，然后統一進行水解酸化-接觸氧化生物處理，出水達到《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）的一級標準要求。達標出水經過石英砂過濾-催化氧化填料吸附-UV消毒工藝深度處理，達到《城市污水再生利用城市雜用水水質》（GB/T18920—2020）的綠化用水要求，可以用于基地綠化。

關鍵詞：機械制造工業廢水；預處理；水解酸化；接觸氧化；回用

湖南某起重機械制造基地主要生產多種不同類型的塔式起重機。生產廢水主要有脫脂清洗廢水、硅烷清洗廢水、電泳清洗廢水和漆霧凈化廢水等，此外，還有生活污水。生產廢水先進行預處理，然后與生活廢水一起進入水解酸化-接觸氧化系統處理，達到《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）的一級標準要求。部分達標水經過砂濾、吸附、消毒等深度處理，達到《城市污水再生利用城市雜用水水質》（GB/T18920—2020）的綠化用水要求。

1廢水處理系統進水水質

廢水處理系統總處理規模按200m3/d進行設計（其中生活污水100m3/d，生產廢水100m3/d），中水回用按40m3/d設計。生活污水及生產廢水水質如表1所示。主要監測指標有化學需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、懸浮物（SS）、氨氮（NH3-N）、動植物油和石油類。

2廢水處理工藝

該起重機械制造基地生產廢水種類較多，水質差別大。為提高處理效率，各種生產廢水需要進行有針對性的預處理，然后混合到一起進行綜合廢水處理。漆霧凈化廢水和電泳清洗廢水含有較多助溶劑、交聯劑和懸浮物，而硅烷清洗廢水也有較多的懸浮物，這三種廢水預處理采用絮凝-沉淀的方式；脫脂清洗廢水的特點是pH高（pH≥10），含有少量的乳化液，預處理采用破乳-氣浮的方式。綜合廢水由預處理后的生產廢水和生活污水混合而成，主要需要去除CODCr和氨氮。生產廢水中，助溶劑、交聯劑等有機物難以直接生化分解，導致其生化性較差。水解酸化可將生產廢水中的大分子物質分解成小分子物質，提高其生化性[1]，同時生產廢水與生活污水的混合可將廢水生化性進一步提高。生物接觸氧化法因填料對生物膜的固定，池內生物量大，具有較高的容積負荷[2]，接觸氧化池前端設計缺氧池，廢水中的有機物在接觸氧化池中進行分解，氨氮被硝化，同時將曝氣池中的混合液回流至缺氧池，反硝化菌將回流液中的NO2-和NO3-還原成N2。污泥回流可保證系統的污泥濃度，混合液回流可為反硝化提供電子受體（NO2-和NO3-）[3]，同時對硝態氮進行去除。催化氧化填料是一種特殊工藝燒結的中孔改性活性炭，表面附著催化氧化劑，其對有機廢水的COD去除率非常高，具有很好的脫色效果，吸附容量高，與砂濾結合進行深度處理，能使出水穩定達到回用要求。本工程設計以預處理-水解酸化-接觸氧化工藝為核心的處理工藝，流程如圖1所示。生產廢水首先進行預處理，然后與生活污水一起進入綜合調節池；出水提升至水解酸化池，在水解細菌的作用下，廢水中的大分子有機物在此分解成小分子有機物；出水自流入缺氧池，與回流的混合液一起進行反硝化脫氮；出水自流入接觸氧化池，通過生物膜對廢水中的有機物進行降解；生化后的廢水自流入二沉池進行泥水分離，上清液達標排放，部分進入中間水池；出水經提升后進入砂濾、催化氧化吸附器和消毒器，出水自流入回用水池，用作綠化用水；二沉池剩余污泥以及預處理污泥排入污泥池，經加壓脫水后的污泥外運處置[4-5]。

3主要構筑物及設計參數

3.1脫脂廢水收集池

設脫脂廢水收集池1座，有效停留時間為24h，尺寸為5.0m×4.0m×4.0m，有效高度為2.5m，采用地下鋼筋混凝土結構。設不銹鋼自吸泵2臺（1用1備），型號為25WBZS3-10，流量為2m3/h，揚程為8m，功率為0.25kW；配備超聲波液位儀1臺。3.2破乳氣浮裝置設破乳氣浮裝置1套，尺寸為Φ2.0m×2.6m，流量為2～4m3/h，溶氣泵功率為1.5kW，工作壓力為0.4～0.5MPa，刮渣機功率為0.55kW，轉速為2r/min。配備加藥裝置2套，破乳劑投加量為150mg/L，聚丙烯酰胺（PAM）投加量為3mg/L。

3.3漆霧凈化廢水收集池

設漆霧凈化廢水收集池1座，滿足車間排水要求（車間為間歇排水，1～2個月排一次），尺寸為10.0m×4.0m×4.0m，有效高度為3.0m，采用地下鋼筋混凝土結構。設不銹鋼自吸泵2臺（1用1備），型號為25WBZS3-10，流量為2m3/h，揚程為8m，功率為0.25kW；配置超聲波液位儀1臺。

3.4電泳和硅烷清洗廢水收集池

設電泳和硅烷清洗廢水收集池1座，有效停留時間為24h，尺寸為5.0m×4.0m×4.0m，有效高度為2.5m，采用地下鋼筋混凝土結構。配置不銹鋼自吸泵2臺（1用1備），型號為25WBZS3-10，流量為2m3/h，揚程為8m，功率為0.25kW；配置超聲波液位儀1臺。

3.5絮凝沉淀池

設絮凝沉淀池1座，尺寸為2.5m×2.0m×4.5m，有效高度為4.0m，采用地下鋼筋混凝土結構。配置加藥裝置2套，PAC投加量為100mg/L，PAM投加量為3mg/L。

3.6生活污水

集水池設生活污水集水池1座，有效停留時間為7h，尺寸為4.0m×3.0m×4.5m，有效高度為2.5m，采用地下鋼筋混凝土結構。配置不銹鋼格柵機1臺，型號為HZ500；配備潛水泵2臺（1用1備），型號為50WQ10-10，流量為10m3/h，揚程為10m，功率為0.75kW；配置超聲波液位儀1臺。

3.7綜合調節

池設綜合調節池1座，有效停留時間為10h，尺寸為6.0m×3.5m×4.5m，有效高度為4.0m，采用地下鋼筋混凝土結構。配置潛水泵2臺（1用1備），型號為50WQ10-10，流量為10m3/h，揚程為10m，功率為0.75kW；配備超聲波液位儀1臺。

3.8水解酸化池

水解酸化池采用折流板式，共設2座，水力停留時間（HRT）為12h，尺寸為8.0m×4.0m×4.5m，采用地下鋼筋混凝土結構。池內掛生物填料，填料有效層高為3.0m。

3.9缺氧池

設缺氧池1座，HRT為4h，尺寸為4.0m×3.0m×4.5m，采用地下鋼筋混凝土結構。池內掛生物填料，填料有效層高為3.0m。3.10接觸氧化池接觸氧化池采用推流式，共設3座，HRT為18h，尺寸為12.0m×4.0m×4.5m，采用地下鋼筋混凝土結構。池內掛生物填料，填料有效層高為3.0m，填料區容積負荷為0.8kgCODCr/（m3·d），氣水比為18m3/m3；共配置鼓風機2臺（1用1備），型號為BC5006，流量為4.16m3/min，功率為11kW；配備氣提回流裝置1臺。3.11二沉池設二沉池1座，尺寸為4.0m×4.0m×4.5m，有效高度為4.0m，采用地下鋼筋混凝土結構。配備潛水排泥泵2臺（1用1備），型號為50WQ10-10，流量為10m3/h，揚程為10m，功率為0.75kW。3.12中間水池設中間水池1座，尺寸為4.0m×2.0m×4.5m，有效高度為3.5m，采用地下鋼筋混凝土結構。配置不銹鋼自吸提升泵2臺（1用1備），型號為JETS550G1，流量為2.5m3/h，揚程為16m，功率為0.55kW；配置超聲波液位儀1臺。3.13砂濾器和反洗泵設砂濾器1臺，尺寸為Φ1.5m×3.0m，流量為3～10m3/h，石英砂粒徑為0.8～1.5mm；設反洗泵2臺（1用1備），型號為QY65-10-3L2，流量為65m3/h，揚程為10m，功率為3.0kW。3.14催化氧化吸附器設催化氧化吸附器1臺，尺寸為Φ1.5m×3.0m，流量為3～5m3/h，填料粒徑為3～5mm。3.15UV消毒器設UV消毒器1臺，采用過流式，流量為3～5m3/h。3.16回用水池設回用水池1座，尺寸為6.0m×4.0m×3.0m，有效高度為2.5m，采用地下鋼筋混凝土結構。配備自動變頻供水裝置1套，型號為CMT20-30，流量為20m3/h，揚程為30m，單泵功率為3.0kW；配備超聲波液位儀1臺。3.17污泥濃縮池設污泥濃縮池1座，尺寸為3.0m×3.0m×4.5m，有效高度為4.0m，采用地下鋼筋混凝土結構。配備污泥泵2臺（1用1備），型號為50WQ10-10，流量為10m3/h，揚程為10m，功率為0.75kW；配置超聲波液位儀1臺；配備疊螺脫水機1臺，型號為DLW100-2，功率為1.11kW，污泥處理量為0.25～4.0m3/h。

4運行處理效果

本項目經過4個月調試運行，各處理單元運行狀態平穩，排水和回用水等水質均滿足設計要求。具體監測數據如表2、表3所示。表中，除了pH外，其他.

5運行成本

本項目直接運行費用為1.66元/m3。其中，電費為0.82元/m3（每天耗電340.75kW）；人工費為0.52元/m3（運行人員1名）；藥劑費為0.32元/m3（含破乳劑、PAM等）。

6結語

工業廢水預處理可較好地去除特征物質，水解酸化可提高廢水生化性，催化氧化吸附工藝可較好地去除有機物。采用預處理-水解酸化-接觸氧化工藝處理機械制造工業廢水是可行的，出水可達到《污水綜合排放標準》（GB8978—1996）的一級標準要求，采用砂濾-催化氧化填料吸附-消毒作為深度處理工藝，出水可達到回用水水質要求。

參考文獻

1徐丹丹，李晶，趙晨光，等.水解酸化工藝的研究進展及應用[J].中國資源綜合利用，2010（1）：53-55.

2蔣展鵬.環境工程學[M].北京：高等教育出版社，2005：243-245.

3程靜，王寧，姜應和.混合液回流比對A2/O工藝升級改造的影響[J].武漢理工大學學報，2014（8）：99-103.

4劉蘭英.工業廢水處理回用的工程實例[J].中國高新技術企業，2016（24）：93-94.

5姜磊，涂月，李向敏，等.污水回收再利用現狀及發展趨勢[J].凈水技術，2018（9）：60-66.

作者：劉麗 孫志科 楊秋 單位：湖南德邦環保科技有限公司