孫濤

(中車齊齊哈爾車輛有限公司安全環(huán)保技術(shù)部，黑龍江 齊齊哈爾 161002)

軸承煮洗污水治理工藝選擇及應(yīng)用

孫濤

(中車齊齊哈爾車輛有限公司安全環(huán)保技術(shù)部，黑龍江 齊齊哈爾 161002)

本文論述鐵路車輛修理過程中產(chǎn)生的軸承煮洗污水的治理工藝，以某軌道交通裝備企業(yè)實(shí)際案例論述了治理方案的確定，主要工藝流程及重點(diǎn)工序處置方式的選擇，結(jié)合案例的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的分析。為該類污水治理的實(shí)際應(yīng)用提供了參考經(jīng)驗(yàn)。

軸承煮洗；污水治理；物化法；效益分析

軌道交通車輛在運(yùn)行一定時(shí)間后需要進(jìn)行車輛修理，修車過程中的輪對軸承清洗工序產(chǎn)生軸承煮洗污水，由于此類污水水量相對較小，污染物濃度高，變化范圍大，污水排放不穩(wěn)定，因此治理難度較大。本文從某軌道裝備企業(yè)的軸承煮洗污水治理的案例出發(fā)，詳盡闡述如何根據(jù)軸承煮洗污水的水質(zhì)、水量、排放類型選擇工藝治理方案，通過運(yùn)行后的監(jiān)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證該工藝實(shí)際運(yùn)行效果，并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的分析論證。軸承煮洗污水的處理目標(biāo)為：污水經(jīng)處理后各項(xiàng)污染物的出水濃度達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 污水特點(diǎn)

軸承煮洗污水每周更換一次，約10 m3左右，每年污水產(chǎn)生量約為500 m3；污水的主要成分為油脂、皂化油(液)、乳化液、廢油等混合有機(jī)污水，主要污染物包括BOD、COD、總磷、氨氮、SS、油脂、LAS等，該類污水具有污水前端油脂含量巨大、污水初始污染物濃度高、污水排放為間斷排放、排放量波動大等特點(diǎn)，軸承煮洗污水的主要污染物濃度見表1。

表1 軸承煮洗污水主要污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)表

污水指標(biāo)CODBOD氨氮總磷石油類SS檢測值(mg/L)3000～8000500～200040～20030～150500～2500100～600

2 污水治理方式選擇

污水處理方法主要有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物法，目前實(shí)際應(yīng)用較多主要是物理化學(xué)法和生物法。物理化學(xué)方法主要有沉淀、隔油、中和處理、化學(xué)沉淀、氣浮、混凝、過濾、膜分離、吸附、離子交換、電滲析等處理方式，需根據(jù)污水的水質(zhì)特點(diǎn)選擇其中一種或多種聯(lián)合進(jìn)行處理；生物法包括好氧處理(傳統(tǒng)活性污泥法、氧化溝、SBR、生物接觸氧化、生物濾池等)和厭氧處理(UASB反應(yīng)器、厭氧濾池、厭氧流化床等)。此外，還有一些此類污水治理的新興的方法，如破乳—Fenton氧化聯(lián)合處理法[1]、破乳-氧化-吸附法[2]等。

生物法處理污水對水質(zhì)有一定要求，首先好氧法要求污水必須可生化性，其BOD與COD的比值必須大于0.3，而本項(xiàng)目污水的BOD/COD在0.17～0.25之間，因此在好氧處理前需增加厭氧處理工序以提高污水的可生化性；其次項(xiàng)目污水總磷較高，生物除磷效果較差，需增加單獨(dú)的除磷工序，增加投資費(fèi)用及運(yùn)行成本，對操作者的操作要求也有一定的提高。其他新興的此類污水處置方式多處于試驗(yàn)研究階段，實(shí)際應(yīng)用較少，很難保證運(yùn)行穩(wěn)定。因此，本項(xiàng)目污水處置的方法選擇物理化學(xué)法，并綜合分析國內(nèi)高濃度污水的處理技術(shù)[3-5]，在氣浮后增加生化處理工序。增加生化池一是為了保證出水達(dá)到GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)排放的要求，使出水更加穩(wěn)定；二是由于生化池占地面積小，建設(shè)投資小(只需增加一個(gè)生化水箱)，無運(yùn)行費(fèi)用，不增加操作者的負(fù)擔(dān)。

3 工藝流程

軸承煮洗污水的工藝流程如圖1所示。

圖1 軸承煮洗污水的工藝流程圖

3.1 預(yù)處理

軸承煮洗污水含有大量的油脂及部分浮油，因此在污水處理前端增加一臺脫脂機(jī)及加藥系統(tǒng)，采用化學(xué)加藥及物理方法，去除污水中絕大部分微細(xì)油脂，并保證水體表面不再出現(xiàn)固體油脂。脫脂機(jī)由反應(yīng)箱、調(diào)節(jié)箱、脫脂器組成。利用射流、隔板、網(wǎng)格雙向混合反應(yīng)，使化學(xué)藥劑與污水得到充分的接觸，可明顯提高破乳效果，污水經(jīng)過脫脂機(jī)處理后去除油脂的效率可達(dá)90%以上。

經(jīng)過脫脂機(jī)處理后的污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，并根據(jù)水中的浮油情況，選擇性采取浮油吸收機(jī)去除表面的浮油。浮油吸收機(jī)包括集油器、抽油泵和油水分離箱。集油器是設(shè)置在水面的收集裝置，收集裝置與抽吸裝置連接，浮油收集筒沉沒于水面，形成浮油收集筒外液面高于內(nèi)液面的液面差，產(chǎn)生收集筒從外向內(nèi)的溢流層，溢流層厚度在進(jìn)入流量和排出流量的平衡要求下保持穩(wěn)定，從而使浮油沿著溢流層源源不斷穩(wěn)定地流入收集器，再由集油器進(jìn)入油水分離箱進(jìn)一步分離，實(shí)現(xiàn)大流量、高效率、低能耗的浮油收集，其除油效率可達(dá)90%。

3.2 混凝沉淀

混凝劑種類繁多，目前使用較多的絮凝劑主要是聚合氯化鋁和硫酸鋁，通過對兩種混凝劑性能適用范圍經(jīng)濟(jì)性等的對比(表2)，明顯看出聚合氯化鋁混凝劑的各方面性能更優(yōu)。

表2 絮凝劑性能對比表

序號項(xiàng)目聚合氯化鋁硫酸鋁1絮凝體形成快較快2沉降速度快較快3處理能力大小4適用pH值范圍5 0～9 04 0～8 05腐蝕性小較小6溶解性好較好7對溫度的適應(yīng)性好差8價(jià)格低低9溫度影響影響較小20℃～40℃

此外，為了增強(qiáng)絮凝沉淀的效果，加藥時(shí)同時(shí)加入助凝劑聚丙烯酰胺，破壞污水中乳液的電離平衡，污水由乳化狀態(tài)變成油水分離的狀態(tài)，乳狀液的分散相小液珠聚集成團(tuán)，形成大液滴，最終使油水兩相分層析出，從而增強(qiáng)絮凝沉淀的效果。沉淀池采用斜板沉淀裝置，采用射流、定比例自動跟蹤加藥裝置進(jìn)行加藥絮凝，固液分離后的污水經(jīng)沉淀后上清液進(jìn)入后續(xù)設(shè)備處理，沉渣流進(jìn)污泥干化池。經(jīng)加藥沉淀處理后COD降到1 100 mg/L左右，SS去除率達(dá)到95%。

3.3 氣浮

經(jīng)沉淀后的污水進(jìn)入氣浮池，采用氣浮分離法收集浮渣達(dá)到分離雜質(zhì)、凈化污水的目的。實(shí)現(xiàn)氣浮分離的必要條件有兩個(gè)：第一，必須向水中提供足夠數(shù)量的微細(xì)氣泡，氣泡的理想尺寸為15～30 μm[6]；第二，必須使目的物呈懸浮狀態(tài)或具有疏水性質(zhì)，從而附著于氣泡上浮。氣浮分離法是通過溶氣發(fā)生器產(chǎn)生的高速射流使空氣與水直接混合而生成溶氣水，從而污水中的微小懸浮物顆粒等污染物質(zhì)粘附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成浮渣，然后利用刮渣機(jī)將浮渣刮入廢渣箱。

氣浮的溶氣形式有全部進(jìn)水溶氣和部分進(jìn)水溶氣。全部進(jìn)水溶氣存在能耗高、溶氣罐大、混凝劑消耗多、易堵塞等缺點(diǎn)，因此選用部分進(jìn)水溶氣。這種溶氣方式用于加壓溶氣的水量只占總水量的30%～35%，在相同耗能的情況下，溶氣壓力可大大提高，形成的氣泡更小、更均勻、運(yùn)行方便、不堵塞，也不易破壞絮凝體。經(jīng)氣浮池處理后COD可降至800 mg/L左右，油脂去除50%，SS出水濃度可小于20～30 mg/L[7]。

3.4 生化池

氣浮處理后增加生化池，進(jìn)行二次處理，利用生化池內(nèi)的細(xì)菌降低COD的含量。生化池內(nèi)裝有填料，構(gòu)成生物處理構(gòu)筑物，污水與填料表面上生長的微生物膜接觸，使污水得到凈化。經(jīng)生化池處置后COD降到300 mg/L左右。

3.5 過濾塔

生化處理后的水進(jìn)入清水箱，清水箱為過渡水箱，起到緩沖作用，也可為溶氣系統(tǒng)提供用水。清水箱內(nèi)大部分污水進(jìn)入過濾塔進(jìn)行機(jī)械過濾，利用塔內(nèi)的活性炭、石英砂及不同粒徑的鵝卵石等去除部分懸浮物和COD，確保水質(zhì)完全達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)過濾塔處理后COD降到150 mg/L以下。

3.6 油污干化及處置

軸承煮洗處理工藝在脫脂機(jī)、加藥絮凝、反應(yīng)沉淀、氣浮分離等工序分別產(chǎn)生一定量的廢渣，這些廢渣收集到油污干化箱，在箱體中增加一層高密度濾布，水分子可以自由通過濾布，有機(jī)高分子不能通過濾布，可將廢渣中的水分滲出并回流到污水池或沉淀池進(jìn)行處置，過濾后的廢渣含水率約為70%～80%。由于此過程產(chǎn)生的廢渣較少，不對其進(jìn)行單獨(dú)處置，統(tǒng)一交由有危險(xiǎn)廢物處置資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行集中處理。

4 經(jīng)濟(jì)及社會效益評價(jià)

通過投資費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用對比進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，設(shè)備費(fèi)用、土建費(fèi)用約為51萬元，每年藥劑費(fèi)、能耗費(fèi)等運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)為4萬元；若不建該污水處置設(shè)施，產(chǎn)生的污水全部委外處置，每年處置費(fèi)用就達(dá)50萬元，該項(xiàng)目建成后可在1.1年內(nèi)即可收回全部投資，經(jīng)濟(jì)效益顯而易見。在社會效益方面，一是每年500 m3污水委外處置運(yùn)輸時(shí)存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，一旦運(yùn)輸車輛出現(xiàn)交通事故，污水泄露可能危及地下水及地表水，造成環(huán)境污染事故；二是由于委外處置時(shí)申請、批復(fù)、收集、裝卸等管理流程復(fù)雜，監(jiān)管困難，極有可能出現(xiàn)偷排的情況，直接造成地下水污染；三是集中排入市政管網(wǎng)將對城市污水廠造成沖擊，污水處理廠超標(biāo)排放造成地表水污染。

5 污水處理效果

目前軸承煮洗污水處理設(shè)備已運(yùn)行兩年，通過市環(huán)境監(jiān)測站及公司內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測站對出水進(jìn)行監(jiān)測的的數(shù)據(jù)表明，該設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，表3為2015年軸承煮洗污水處置設(shè)施出水濃度范圍監(jiān)測表，其監(jiān)測結(jié)果表明該治理設(shè)施出水完全可以達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978—1996)二級標(biāo)準(zhǔn)(公司執(zhí)行的是三級標(biāo)準(zhǔn))。

表3 2015年軸承煮洗污水處置設(shè)施出水濃度范圍

污水指標(biāo)CODBOD氨氮石油類SS檢測值(mg/L)<100<20<20～5<30

6 結(jié)束語

隨著近年來環(huán)境污染事故頻繁出現(xiàn)，國家對環(huán)境保護(hù)空前重視，特別是2015年新《環(huán)境保護(hù)法》實(shí)施以來，環(huán)境保護(hù)要求越來越嚴(yán)格，監(jiān)察力度越來越大，不允許產(chǎn)污企業(yè)存在僥幸心理。由于本項(xiàng)目具有建設(shè)投資較小，運(yùn)行費(fèi)用較低，管理操作簡便，達(dá)標(biāo)排放運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)勢，為其他企業(yè)的此類重污染、小水量污水的治理提供了典型工程范例。

[1] 彭瑛.用破乳-Fenton氧化聯(lián)合處理高濃度有機(jī)污水的研究[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備, 2012(10)：47-50.

[2] 劉宏，李菊萍.高濃度乳化污水的破乳-氧化-吸附深度處理研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2009，37(4)：1740-1742.

[3] 孫愛軍，孫珂，班福忱.混凝氣浮法處理高質(zhì)量濃度乳化液污水[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009，25(6)：1141-1143.

[4] 王紅星，涂湘激.污水處理中廢乳化液的處理研究[J].煤炭技術(shù)，2011，30(2)：178-179.

[5] 馬曉鷗，汪青春，尹庚明.厭氧一化學(xué)氧化一混凝氣浮處理乳化液污水[J].工業(yè)水處理，2008，28(11)：77-79.

[6] 唐受印，戴友芝，王大翚. 污水處理工程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[7] 環(huán)境保護(hù)部. 污水氣浮處理工程技術(shù)規(guī)范[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2011.

2016-03-08；

2016-05-03

孫濤(1981—)，男，黑龍江齊齊哈爾人，錫伯族，本科，工程師，從事企業(yè)環(huán)境保護(hù)管理及污染治理工作。

2095-1671(2016)03-0117-04

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