某汽车发动机零部件制造厂含油乳化液废水处理工程

项目背景

某汽车发动机零部件制造厂主要生产发动机缸体、缸盖及曲轴等精密零部件，生产过程中大量使用切削液、润滑剂及清洗剂。该厂在机械加工环节每天产生约一百二十吨高浓度含油废水，其中包含废切削液、清洗废水及地面冲洗水。原有废水处理系统采用简单的隔油加混凝沉淀工艺，出水化学需氧量浓度长期维持在八百至一千二百毫克每升之间，无法满足当地环保部门要求的低于一百毫克每升的排放标准。为此，该厂于二零一九年启动废水处理系统升级改造工程。

废水水质特征

经过连续一周的水质监测，该厂综合废水的水质参数如下：化学需氧量浓度范围在八千至两万五千毫克每升之间，平均一万六千毫克每升；石油类物质浓度达到八百至两千毫克每升；悬浮固体浓度为五百至一千二百毫克每升；pH值在六至九之间波动。废水中的乳化液稳定性强，油滴粒径微小且表面带有负电荷，常规重力隔油难以有效分离。此外，废水中还含有少量表面活性剂和防腐添加剂，进一步增加了处理难度。

工艺流程设计

针对高浓度乳化液废水难以处理的特点，设计团队采用了“破乳-气浮-高级氧化-生化处理-深度过滤”的组合工艺。具体流程如下：车间排出的废水首先进入调节池进行水质水量均衡，调节池有效容积为三百立方米，水力停留时间达到二十四小时。调节池内设置曝气搅拌系统，防止悬浮物沉积。调节池出水进入破乳反应槽，投加氯化钙和聚合氯化铝进行化学破乳，破乳剂投加量为每升废水零点五克氯化钙配合每升零点三克聚合氯化铝，反应pH值控制在八点五至九。破乳后的废水流入溶气气浮池，气浮池表面负荷设计为每小时每平方米五点五立方米，回流比百分之三十，通过微气泡粘附油滴和悬浮物形成浮渣刮除。

气浮出水进入高级氧化系统，采用芬顿氧化工艺。芬顿反应器内投加硫酸亚铁和双氧水，摩尔比控制为一比三，硫酸亚铁投加量为每升零点二克，双氧水投加量为每升零点六克，反应时间两小时，反应pH值调节至三至四。芬顿氧化能够将大分子有机污染物断链分解，将化学需氧量去除百分之六十以上。氧化出水经中和池调节pH至七点五至八，随后进入混凝沉淀池，投加阴离子聚丙烯酰胺作为助凝剂，沉淀池表面负荷为每小时每立方米一点二米。

沉淀池出水进入水解酸化池，水解酸化池有效容积四百立方米，水力停留时间八小时，池内设置组合填料，填充率百分之六十。水解酸化将难降解有机物转化为易生化的小分子物质，提高可生化性。接着废水进入生物接触氧化池，采用两级串联方式运行，总水力停留时间十六小时，池内设置弹性立体填料，曝气系统采用微孔曝气盘，气水比十五比一。生物接触氧化池出水进入二沉池进行泥水分离，二沉池表面负荷每小时每立方米零点八米。最终出水经石英砂过滤罐和活性炭过滤罐深度处理，确保出水达标排放。

主要构筑物及设备参数

调节池采用地下式钢筋混凝土结构，内壁做防腐处理，池内设置潜水搅拌机两台，功率均为五点五千瓦。破乳反应槽为钢制设备，容积八立方米，配备框式搅拌器一台。溶气气浮池配套溶气罐工作压力零点五兆帕，释放器采用TS型高效释放头。芬顿氧化反应器分为三个串联格室，每个格室容积六立方米，配备耐酸搅拌机。混凝沉淀池采用斜管沉淀形式，斜管孔径八十毫米，倾角六十度。水解酸化池和生物接触氧化池的曝气系统由三台罗茨鼓风机供风，功率分别为三十千瓦、二十二千瓦和十五千瓦，两用一备。深度处理单元设置两台石英砂过滤罐和两台活性炭过滤罐，直径均为两米，过滤流速每小时八米。

运行效果及经济分析

该工程于二零二零年三月建成调试，经过一个月生物培养驯化，系统进入稳定运行状态。连续三个月监测数据显示，出水化学需氧量稳定在每升四十五至七十五毫克之间，石油类物质低于每升三毫克，悬浮固体低于每升十毫克，pH值保持在六至九范围，各项指标均达到当地污水处理厂纳管标准。系统对化学需氧量的总去除率达到百分之九十九点五以上，其中破乳气浮段去除百分之三十五，芬顿氧化段去除百分之六十，生化段去除百分之八十五，深度处理段去除百分之十五。

工程总投资为一千二百万元，其中设备购置费六百五十万元，土建费用三百八十万元，安装及其他费用一百七十万元。运行成本分析如下：电费每吨水二点六元，药剂费每吨水三点八元（包括破乳剂、絮凝剂、硫酸亚铁、双氧水、酸碱药剂等），人工费每吨水零点五元，污泥处置费每吨水一点二元，合计每吨水处理成本约八点一元。相较于改造前外运处置每吨水约一百二十元的费用，经济效益显著。同时，该工程每年削减化学需氧量排放约六百吨，环境效益突出。