1、機(jī)械加工廢水的來源
機(jī)械加工廢水是指機(jī)械加工各種金屬制品過程中所排出的廢液和沖洗廢水,如車、磨、削、軋等加工過程,其來源主要有:
(1)機(jī)械加過程潤(rùn)滑、冷卻、傳動(dòng)等系統(tǒng)產(chǎn)生的含油廢水,主要有潤(rùn)滑機(jī)油、防銹油、冷卻和傳動(dòng)用的乳化油等;
(2)機(jī)械零件加工前清洗過程中產(chǎn)生的廢水,主要含浮油、油污、機(jī)油、汽油、表面活性劑等。
(3)機(jī)加車間沖洗地面、設(shè)備、容器等排出的廢水,廢水中含有浮油、乳化油、表面活性劑、泥土等,是機(jī)械加工含油廢水的主要來源。
實(shí)際生產(chǎn)中,人們也會(huì)根據(jù)具體的機(jī)械加工過程,對(duì)廢水進(jìn)行分類,如常見的切削液廢水、磨削廢水、鋁拉絲廢水、乳化液廢水等。
機(jī)械加工廢水雖量少,但有機(jī)物濃度卻很高,若不進(jìn)行處理直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
2、機(jī)械加工廢水的特點(diǎn)
機(jī)械加工廢水中的主要污染物是有油類物質(zhì)(浮油、乳化油等)、表面活性劑、難降解有機(jī)物、鹽類、部分殘存可溶性金屬、泥沙等。其特點(diǎn)為:
(1)含油量高 機(jī)械加工廢水中的油類一般以以下三種形式存在:浮油,其油珠粒徑一般在100um以上,經(jīng)短時(shí)間的靜置即可浮到水面;分散油,其油珠粒徑一般在10~100um,經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間靜置澄清也不易完全浮上表面;乳化油,其油珠粒徑一般在1~10um,這種含油廢水一般含有石油、碳酸鈉、油酸皂等表面活性劑,處理時(shí)必須經(jīng)過破乳。
(2)有機(jī)物濃度高,可生化性非常差,BOD/COD小于0.2;
(3)廢水含有大量表面活性劑(LAS),直接進(jìn)入生化處理泡沫大,且對(duì)微生物具有毒害作用;
(4)水量水質(zhì)不均衡,污水濃度波動(dòng)幅度大 機(jī)械加工生產(chǎn)廢水排水時(shí)間不定,導(dǎo)致水量水質(zhì)不均衡,污水濃度波動(dòng)幅度大,給污水的生化處理穩(wěn)定性帶來難度;
(5)一般的混凝劑如鋁鹽、鐵鹽對(duì)廢水的乳化油沒有任何作用;
3、機(jī)械加工廢水的處理方法
機(jī)械加工廢水處理要先經(jīng)過預(yù)處理,去除廢水中的金屬、沉渣、泥沙和浮油,然后再通過破乳,以去除廢水中的乳化油;再經(jīng)生化處理及后續(xù)處理,使廢水達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行排放。
(1)預(yù)處理
預(yù)處理一般采用篩濾、調(diào)節(jié)、沉淀等方法,均化水量水質(zhì),去除水的固體、懸浮物、泥沙等,減少對(duì)后續(xù)工序和構(gòu)筑物的影響和損害,保持水處理過程的穩(wěn)定性。與其它類型的廢水相比,機(jī)械加工廢水中含有各種油類,故其預(yù)處理過程需增加除油過程。
除油
重力分離法是根據(jù)油與水存在密度差,在重力作用下,經(jīng)過一定的時(shí)候,使油自動(dòng)浮于水面與水分享,去除水中浮油和大部分散油。重力分離法是既經(jīng)濟(jì)又有效的除油措施,也是目前最常用的初級(jí)除油方法,用以去除粒徑較大的浮油和部分分散油,重力法常用的構(gòu)筑物有:小型隔油池、平流式隔油池和斜板隔油池。
(2)破乳
乳化油的粒徑極其微小,在水中形成水-油乳化液,表面形成一層界膜帶有點(diǎn)火,油珠外圍形成雙電層,使油珠相互排斥極難接近。因此,要使油水分離,首先要破壞油珠的界膜,使油珠相互接近并聚集成大滴油珠,從而浮于水面,這一過程叫破乳。通常破乳后的污水需要再利用浮油去除及分散油去除的方法對(duì)其進(jìn)行后續(xù)處理。
常用的破乳方法有:
高壓電場(chǎng)法
該方法是利用電場(chǎng)力對(duì)乳液顆粒的吸引或排斥作用,使微細(xì)油粒在運(yùn)動(dòng)中互相碰撞,從而破壞其水化膜及雙電層結(jié)構(gòu),使微細(xì)油粒聚結(jié)成較大的油粒浮升于水面,達(dá)到油水分層的目的高壓電可采用交流、直流或脈沖電源。
藥劑破乳法
藥劑破乳法是指向廢水中投加破乳劑,破壞油珠的水化膜,壓縮雙電層,使油珠聚集變大與水分開。藥劑破乳又分為鹽析法、凝聚法、鹽析—凝聚混合法和酸化法等。
a. 鹽析法:鹽析法是通過投加鹽類電解質(zhì),破壞油珠的水化膜,壓縮油粒與水界面處的雙電層的厚度,使油粒脫穩(wěn)。單純鹽析法投藥量大,聚析速度慢,設(shè)備占地面積大,對(duì)有表面活性劑的乳狀液處理效果不好。但由于操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低,使用較多,常作為初級(jí)處理。常用的電解質(zhì)有氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉、硫酸鈣、硫酸鎂等。
b. 凝聚法:凝聚法是指向廢水中投加絮凝劑,利用絮凝物質(zhì)的架橋作用,使微粒油珠結(jié)合成為聚合體。常用的絮凝劑有明礬、聚合氯化鋁、活化硅酸、聚丙烯酰胺、硫酸亞鐵、三氯化鐵、鎂礬土等。
c. 酸化法:酸化法是向廢水中投加硫酸、鹽酸、醋酸或環(huán)烷酸等,破壞乳化液油珠的界膜,使脂肪酸皂變?yōu)橹舅岱蛛x出來。采用這種方法因降低了廢品率水的pH 值,故在油水分離后需要用堿劑調(diào)節(jié)pH 值,使之達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
d.鹽析—凝聚混合法:鹽析—凝聚混合法是指向廢水中加入鹽類電解質(zhì),使乳化液初步破乳,再加入凝聚劑使油粒凝聚分離。
離心法
離心法是指借助離心機(jī)械所產(chǎn)生的離心力,將油水分離。離心機(jī)有臥式和立式兩種。在離心力的作用下,水相從離心機(jī)的外層排出,油相從離心機(jī)的中部排出。
氣浮法
氣浮工藝是將空氣通入到孔化液廢水中,氣泡從水中析出的過程,油類等污染物粘連在氣泡上,因其密度遠(yuǎn)小于水而浮出水面。氣浮前采取破乳的措施常選擇選擇投加混凝劑,破壞乳化油的穩(wěn)定性,形成絮凝體,吸附油珠和懸浮物共同上浮,也有在氣浮法中加入含羥基團(tuán)的羥基乙其纖維、聚乙烯甲基醚等油水分離劑。
超濾法
超濾法是一種物理破乳法,它是使乳化油廢水通過超濾膜過濾器,利用超濾膜孔徑比油珠孔徑小的特點(diǎn),只允許水通過,而將比膜孔徑大的油粒阻攔,從而達(dá)到乳化油水分離的目的。
(3)生物處理技術(shù)
生物處理技術(shù)用于去除廢水中殘存的溶解性油及其他有機(jī)物,常用的生化處理方法有:
厭氧生物處理技術(shù)
厭氧生物處理技術(shù)是利用厭氧微生物的代謝過程,在無需提供氧氣的情況下把有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物和少量的細(xì)胞物質(zhì)的過程。
厭氧處理法有上流式厭氧污染床(UASB)、厭氧膨脹床(EGSB)、內(nèi)循環(huán)厭氧流化床(IC)、厭氧生物濾池(AF)、厭氧接觸法、厭氧擋板式反應(yīng)器等。
厭氧水解酸化技術(shù)
根據(jù)微生物的分段厭氧發(fā)酵過程理論,厭氧生物處理可分為厭氧水解酸化處理過程和厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷處理過程。厭氧水解酸化一般用作有機(jī)污染物的預(yù)處理工藝,通過厭氧水解酸化可使廢水中的一些難降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)如低分子有機(jī)酸、醇等,從而可大大地改善廢水的可生化性,為后續(xù)的好氧生物處理創(chuàng)造條件。同時(shí),在水解酸化階段,廢水中的懸浮物被大幅度除去,COD等也相應(yīng)降低。
活性污泥法處理
傳統(tǒng)活性污泥法是生活污水處理是應(yīng)用廣泛的處理方法之一。其主要由曝氣池。二沉池、曝氣系統(tǒng)和污泥回流系統(tǒng)等組成。廢水經(jīng)初次沉淀池后與二沉池底部回流的活性污泥同時(shí)進(jìn)入曝氣池,通過曝氣,活性污泥呈懸浮態(tài)并與廢水充分接觸,廢水中的懸浮固體和膠狀物質(zhì)被活性污泥吸附,而廢水中的可溶性有機(jī)被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的營(yíng)養(yǎng),代謝轉(zhuǎn)化為生物細(xì)胞,并氧化成最終產(chǎn)物。非溶解性有機(jī)物需先轉(zhuǎn)化成溶解性有機(jī)物,而后才被代謝和利用,廢水由此得到凈化。凈化后廢水與活性污泥在二次沉淀池內(nèi)進(jìn)行分離,上層出水排放,分離濃縮后的污泥部分返回曝氣池,以保證曝氣池內(nèi)保持一定濃度的活性污泥,其余則作為剩余污泥排出系統(tǒng)。
常見的活性污泥法有:AB法、深井曝氣法、SBR法、氧化溝法等。
A /O法
A/O法也叫厭氧好氧處理法,A是厭氧段,主要用于脫氮除磷,O是好氧段,用于除去水中的有機(jī)物。在厭氧段,厭氧菌將生活污水中淀粉、碳水化合物等可溶性有機(jī)物水解酸化,大分子有機(jī)物降解成小分子有機(jī)物,提高后續(xù)好氧處理能力。其優(yōu)點(diǎn)是除了使有機(jī)物得到降解之后,還具有一定的脫氧除磷功能,是將厭氧水解技術(shù)用做活性污泥的前處理。A/O具有流程簡(jiǎn)單、投資較少、總氮去除高的特點(diǎn)。
A2/O法
A2/O法也叫厭氧缺氧好氧處理工藝,是在A/O法的基礎(chǔ)上,嵌入一個(gè)缺氧池,并將好氧池出水的混合液回流到氙缺氧池中,同時(shí)實(shí)現(xiàn)磷的攝取和反應(yīng)硝化脫氮過程。相較于A/O法,對(duì)生活污水中氮、COD、有機(jī)物的去除率更高,在脫氮同時(shí),還可以去除磷。
生物接觸氧化處理技術(shù)
生物接觸氧化法又稱浸沒式生物濾池,兼具活性污泥法與生物膜法的特點(diǎn)。生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)置的填料浸沒于廢水中,在填料表面附著生長(zhǎng)生物膜,填料間隙生成活性污泥,廢水與生物膜和活性污泥接觸而得到凈化。為了提高廢水凈化效率,需使生物接觸氧化池內(nèi)的廢水不間隔循環(huán),反復(fù)與生物膜和活性污泥接觸而得到凈化。
MBR膜生物反應(yīng)器
膜生物反應(yīng)器(MBR)是將膜分離裝置和生物反應(yīng)器結(jié)合而形成的一種新的污水處理系統(tǒng)。膜生物反應(yīng)器改變了活性污泥的泥水分離方式,不再使用重力式分離,而通過膜設(shè)備,在壓差的作用下,清水被分離出來,微生物被截留并回流到反應(yīng)器,MBR法出水水質(zhì)好。