機械工廠總排放口廢水,主要污染物質(zhì)為石油類和COD,其產(chǎn)生源除與工廠的生產(chǎn)工藝有關(guān)外,還與設(shè)備的運行和管理水平有很大的關(guān)系。這類廢水一般需要進行集中處理,達到 或地方規(guī)定的排放標準后,才能排放;若考慮處理水回用,尚需達到 規(guī)定的生活用水水質(zhì)標準。
1 一般情況
機械工廠總排放口廢水的特點,一是水量大,中小型工廠為500~4000m3/d,大型工廠可達5000~7000m3/d以上,二是廢水中污染物質(zhì)濃度低,石油濃度一般為10~50mg/L,平均為20mg/L;COD一般為100~300mg/L,平均為150mg/L.但這類廢水常有膠體物質(zhì)、表面活性劑、乳化油和微生物等雜物的干擾,如采用普遍物
理方法進行處理,難以達標排放或回用標準。
根據(jù)工程實踐,本文推薦采用氣浮法處理這類廢水,主要基于下述幾點理由:
1.1 抗干擾性強
采用氣浮法處理含油廢水時,需予先向廢水中投加混凝劑,使污染物質(zhì)與水分離而形成“礬花”,然后采用氣浮法去除其污染物質(zhì),所以廢水中混入的表面活性劑、膠體物質(zhì)、乳化油和微生物能順利的分離開,抗干擾性較強,不存在設(shè)備的堵塞問題,同時處理水的水質(zhì)十分穩(wěn)定,可確保水質(zhì)達標排放或回用標準。
1.2 運行費用低
根據(jù)工程實踐,若建一座中型處理站正式運行后,全年經(jīng)常費用所占的比例為:折舊費為12%,藥費為42%,電費為34%,人工費為12%,與混凝沉淀法比較,所耗電費要高些,然而所耗藥費卻為混凝沉淀法的25%,這是因為采用氣浮法對原水的混凝反應(yīng)并不需要完全徹底(但必須脫穩(wěn)),故投藥量僅為混凝沉淀法的1/4。就投加BAC藥劑而言,混凝沉淀法需投藥量為80~120mg/L,而氣浮法僅為20~30mg/L??傔\行費用比混凝沉淀法運行費用稍高,處理成本約為0.2~0.38元/立方米·水;當(dāng)采用特構(gòu)處理時,與混凝沉淀法運行費用差不多,約為0.2元/立方米·水左右,但主要處理構(gòu)筑物占地面積約比混凝沉淀法節(jié)省50%以上。
1.3 易于實現(xiàn)設(shè)備化、系列化
采用氣浮法除油設(shè)備處理總排放口廢水,一般上馬快,技術(shù)可靠,易于實現(xiàn)操作自動化,據(jù)了解,目前國內(nèi)生產(chǎn)氣浮除油設(shè)備的廠家較多,如:江蘇張家港市環(huán)境工程機械廠生產(chǎn)的LYJ-Ⅱ型氣浮除油設(shè)備,北京朝陽區(qū)水處理設(shè)備廠生產(chǎn)的MLS型雙級氣浮除油設(shè)備,其處理能力均在3~50m3/h范圍內(nèi),可供處理量為2000m3/d以下的機械工廠總排放口廢水處理工程采用。處理量在2000m3/d以上時,所需設(shè)備可特殊訂貨或在工程設(shè)計時采用混凝土特構(gòu)氣浮池。
1.4 污泥容易處理
采用氣浮法處理廢水時產(chǎn)生的污泥含水率較低,不同于混凝沉淀法產(chǎn)生的污泥難以處理,前者污泥可采用簡易過濾法令其脫水干化,運輸方便。而后者需對污泥進行濃縮后,方可進行污泥脫水處理。
2 處理流程
機械電子工業(yè)部第五設(shè)計研究院于1988年在上海水泵廠開展了“機械工業(yè)含油廢水處理工藝與設(shè)備”的課題研究,其成果于1989年9月通過部級鑒定,并獲部級科學(xué)技術(shù)進步三等獎。課題研究的技術(shù)基點是采用氣浮法。用此法為上海水泵廠設(shè)計的總排放口廢水處理站,經(jīng)過近四年的運行試驗,令用戶滿意,獲得較高的經(jīng)濟和社會效益。上海水泵廠位于黃浦江水源地上游,對排放水質(zhì)要求嚴格,全廠廢水排放量800m3/d,廢水中含油量13~40mg/L,COD為110~250mg/L。經(jīng)水質(zhì)分析,廢水中表面活性劑含量為1%,油珠粒徑在3~5μm左右,要求廢水經(jīng)處理后,含油量小于8mg/L,COD小于100mg/L。處理站占地面積1500m2(其中環(huán)保樓占地700m2)。
因該廠廠區(qū)排水體制為生產(chǎn)廢水和雨水合流制,設(shè)計采用分流井將生產(chǎn)廢水截留,使之排到污水泵站的集水井中,再由污水泵提升至調(diào)節(jié)池,投藥間設(shè)在環(huán)保樓一層,內(nèi)設(shè)藥劑調(diào)配裝置兩臺,投藥箱和投藥器各二臺,同時還設(shè)置兩臺污水泵,藥劑投加在水泵吸水管中。水泵將調(diào)節(jié)池內(nèi)待處理水提升至氣浮除油設(shè)備中,經(jīng)混凝反應(yīng)、氣浮和過濾處理至氣浮除油設(shè)備中,經(jīng)混凝反應(yīng)、氣浮和過濾處理后排入清水池,然后排放或回用于生產(chǎn)。過濾塔反沖洗水來源于清水池,由專用泵輸送。反沖洗出水和隔油沉淀池污泥排人污泥池,經(jīng)沉淀后用污泥泵提升至濃縮裝置,再經(jīng)脫水干化裝置脫水干化后,外運進行焚燒處理,脫除水則回流至泵站集水井中,待二次處理。
污水泵站和處理設(shè)備的出水,由兩臺油份濃度計分別控制。當(dāng)泵站出水水質(zhì)在排放標準以內(nèi)時,經(jīng)自動檢測后開啟氣動閥,可不經(jīng)處理排放;當(dāng)設(shè)備處理水不合格時,也可通過自控裝置返回,再經(jīng)二次處理,同時控制裝置發(fā)出報警信號,以保證出水口水質(zhì)達標排放。
混凝劑采用堿式氯化鋁(BAC),投藥量為20~30mg/L.處理站總投資(包括環(huán)保樓建筑面積1056m2)98萬元,其中處理設(shè)備29萬元。
3 處理構(gòu)筑物和設(shè)備
處理構(gòu)筑物和設(shè)備詳見表1。
表1:處理構(gòu)筑物和設(shè)備
名稱 | 規(guī)格 | 數(shù)量 | 備注 |
污水泵站 | Φ=6m,H=8m | 1座 | 地下式包括集水井 |
調(diào)節(jié)池 | 320m3 | 1座 | 半地下式 |
氣浮除油設(shè)備 | QWZ-20型,20m3/h | 2臺 | 非標設(shè)計 |
清水池 | 25m3 | 1座 | 地下式 |
污泥池 | 30m3 | 1座 | 地下式 |
集油器 | FT-500型 | 1臺 | |
污泥濃縮裝置 | 14m3 | 1臺 | 非標設(shè)計 |
油泥脫水干化裝置 | 1m3 | 3臺 | 非標設(shè)計 |
4 氣浮除油設(shè)備工作原理
QWZ-20型氣浮除油設(shè)備的主要特點是,取消了破乳系統(tǒng),同時增加一級氣浮兼懸浮過濾區(qū),以提高處理效果。不采用空壓機補氣,以消除90dB噪聲和簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)。
廢水首 入一級氣浮區(qū),微氣泡和廢水在該區(qū)內(nèi)進行初步混合和固液預(yù)分離后,再通過二級氣浮兼懸浮過濾區(qū),進行微氣泡與廢水的逆向接觸,由于動態(tài)平衡的作用,在該區(qū)內(nèi)形成一定厚度,既不下沉也不上浮,由浮渣組成的懸浮過濾層。當(dāng)廢水均勻穿過該層時,絮凝體將進一步被微氣泡吸附和被懸浮過濾層截留,同時,該區(qū)內(nèi)釋放的微氣泡亦對過濾層起著支撐作用。當(dāng)懸浮過濾層增至一定厚度時,動態(tài)平衡被破壞,多余浮渣上浮而去除。故該區(qū)內(nèi)始終維持一定厚度的懸浮過濾層,對絮凝體不斷吸附和截留的同時,懸浮過濾層也不斷增厚和上浮,提高廢水處理效果非常明顯,據(jù)試驗,采用該設(shè)備處理時,在保證溶氣水回流比不小于30%的情況下,除油率和COD去除率分別達到90%和50%以上。
溶氣水制備裝置則采用二次循環(huán)射流溶氣技術(shù),溶氣效率很高。
啟動加壓泵,氣浮后清水(工作水)經(jīng)設(shè)在水泵吸水管上的止回閥,輸往溶氣罐內(nèi),空氣的供給是靠設(shè)在水泵吸水管和出水管相連的射流器來實現(xiàn)的,吸氣量按泵流量的2~7%控制,不宜太大,以免使水泵產(chǎn)生氣堵而影響正常運行。這樣,空氣經(jīng)射流器和水泵葉輪的攪拌作用,與水有充分的混合并溶解于水中,再經(jīng)設(shè)在溶氣罐上的射流器,吸人罐體內(nèi)水位以上的多余空氣,以補充空氣量的不足。溶氣水在罐內(nèi)停留2~4min,水位靠儀表控制,當(dāng)高水位時,設(shè)在罐體與水泵吸水管間的電磁閥開啟,此時水泵吸水管產(chǎn)生正壓,止回閥關(guān)閉而停止進水,溶氣水則進行自身循環(huán),繼續(xù)進行補氣;低水位時,電磁閥關(guān)閉,水泵吸水管產(chǎn)生負壓,止回閥重新打開,工作水繼續(xù)由水泵輸往溶氣罐,進行供氣與補氣,全部過程為自動進行。溶氣罐壓力穩(wěn)定在300KPa,溶氣已處在實際飽和狀態(tài)。
該裝置的優(yōu)點是:由于氣水混合是靠射流器和水泵葉輸?shù)臄嚢枳饔?/span>,所以要比罐內(nèi)設(shè)填料層的氣水混合方式混合得更完全;因水在管道內(nèi)的流速較大和罐體內(nèi)未設(shè)填料層,微生物亦缺乏繁殖生長條件,射流器和罐體不會堵塞,水質(zhì)也較穩(wěn)定,溶氣量不會因水質(zhì)變化而降低,罐內(nèi)溶氣水定時自動進行內(nèi)循環(huán),故也存在空氣溶解不充分的問題。
5 處理效果和技術(shù)經(jīng)濟指標
上海水泵廠總排放口廢水處理站自1988年投人運行后,經(jīng)常對水質(zhì)進行化驗分析,主管部門也經(jīng)常突擊檢查,檢查結(jié)果,達標率和設(shè)備完好率均為100%,其處理效果詳見表2,技術(shù)經(jīng)濟指標詳見表3。
表2:廢水處理效果表
項目指標 | 石油類 | COD | |
平均濃度(mg/L) | 總進口 | 43.2 | 114 |
總出口 | 0.51 | 34.8 | |
去除率(%) | 99 | 70 |
表3:技術(shù)經(jīng)濟指標表
項目 | 費用(萬元/年) |
全年經(jīng)常費用 | |
(1)折舊費 | 0.7 |
(2)藥品費 | 2.5376 |
(3)電費 | 2.0496 |
(4)人工費 | 0.72 |
小計 | 6.0072 |
全年節(jié)支費用 | |
(1)免繳排污費 | 22.692 |
(2)免繳罰款 | 10.0 |
小計 | 32.692 |
全年獲經(jīng)濟效益 | 26.6848 |
處理成本 | 0.25元/立方米·水 |
該裝置在上海水泵廠經(jīng)過近四年的生產(chǎn)運行,效果顯著,用戶滿意,取得了較好的經(jīng)濟和社會效益。