关键词: 碱性含油废水; 集成式净水器; MVＲ 系统; 达标排放
某铝加工企业由于原有碱性含油废水处理工艺不尽完善和废水处理设施的逐步老化，致使部分设施处于瘫痪状态，处理效果较差。随着企业对环保的日渐重视，提高了对废水处理的要求，对其原有处理工艺进行了改造。改进后的工艺获得了较好的处理效果，在稳定实现废水排放要求的同时，减少了对周边水环境造成的污染，是铝加工业可持续发展模式一种很好的探索。
1 项目概况
该企业现有 2 台拉矫机组，1 台涂层机组，1 台备用拉矫机组。两台拉矫机组中 1 台国产拉矫机采用水洗，进口拉矫机目前也采用水洗( 后期根据生产需要增加碱洗) ; 涂层机组采用碱洗+水洗( 预留有酸洗) ; 预留 1 台拉矫机( 采用碱洗+水洗) 。拉矫排水量均为 5m3 /h，涂层排水量 10m3 /h，共计 25m3 /h，水温60℃ ～70℃ ; 水质碱性( pH = 11) ，含铝粉、油脂、表面活性剂、缓蚀剂等，属于典型的碱性含油废水。
改造后工艺流程为: 含油废水→调节池→两级pH 中和槽→气浮装置→中间水箱→板式换热器→集成式一体化净水装置→水解酸化池→好氧接触氧化池→MBＲ 池→MBＲ 产水池→达标排放。接触氧化池、气浮净水器、集成式装置产生的污泥定时排入污泥池，然后由污泥泵提升至叠螺脱水机进行压滤，干污泥外运。该系统处理工艺较为成熟，耐冲击负荷能力较强，无污泥膨胀; 操作管理方便，运行费用低，出水水质达标稳定，其设计进出水水质见表 1。该系统设计处理能力为 25m3 /h。
2 主要设备及构筑物的技术参数
2．1 含油废水调节池
钢砼防腐结构，外形尺寸 15m×4．5m×5m，有效水深 4．5m，有效容积 300m3，HＲT12h。池内设有曝气装置进行空气搅拌，空气由鼓风机提供。调节池可以很好地解决废水来水水质、水量不均匀的情况，有效降低水量或水质冲击导致的处理效果的波动，使后续处理工序长期稳定运行。
2．2 两级 pH 中和槽
一级中和反应槽外形尺寸为 2m×2m×3m，结构为立式长方形，有效水深 2．5m，有效容积为 10m3，总容积为 12m3 ; 采用 Q235 碳钢内衬环氧树脂防腐，外防腐采用环氧树脂漆。二级中和槽利旧，但增加了相应配套设施。碱性含油废水通过转移泵由调节池送至中和反应槽内，盐酸储槽内的盐酸通过酸输送泵至中和槽与碱性废水发生中和反应。为使含碱废水中和均匀，每级中和槽设置 pH 计，采取独特的技术措施，确保 pH 计实时准确地进行测量，并自动控制投酸泵的运行，从而控制投酸量，实现 pH 值的自动控制。
2．3 气浮装置
气浮装置因其处理废水的效果好、成本低效率高、易管理等优点，得到广泛应用。它可有效去除铝加工废水中的石油类、COD、SS，除油率达 99%，COD去除率达 75% ～90%，SS 去除率 90%。本项目采用的是目前国内应用最为广泛的压力溶气法，整套装置包括压力溶气系统、溶气释放系统、电器控制系统及气浮分离系统。
2．4 中间水箱
碳钢防腐结构，外形尺寸为 2m×2．5m×3m，有效水深 2．5m，有效容积 12．5m3，HＲT0．5h。中间水箱主要用于储存前级处理的废水，内设中间水泵，提升到换热系统。
2．5 板式换热器
不锈钢材质，外形尺寸为 1．23m×0．32m×0．89m，最大组装面积 38m2。板式换热器由许多压制成型的波纹金属薄板片按一定的间隔，四周通过垫片密封，并通过框架和夹紧螺栓副进行压紧而成，板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管，同时又合理地将冷热流体进行自由导流分配，通过板片进行热传递达到热量交换的目的。框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。板式换热器的基本元件构成见图 1，其中板片是热量传递元件，决定板式换热器的传热速率、阻力损失、承压能力、适用流体和使用寿命等; 垫片决定板式换热器的承压能力、适用流体和检修周期等。
板式换热器属于间壁式换热器，其具有传热效率高、阻力损失小、结构紧凑、温度控制灵敏、操作弹性大、装拆方便、使用寿命长等特点，是目前最先进的高效节能 换 热 设 备。由于该项目废水温度为 60℃ ～ 70℃，温度较高，无法满足后面生化处理工艺的要求，因此必须通过板式换热器将废水温度降至 40℃ 以下，从而使后面生化处理可以顺利进行。
2．6 集成式净水器
本体为不锈钢材质，外形尺寸 Φ2．8m×7．15m，配套一套加药装置，用于投加混凝剂和絮凝剂。集成式污水净化器系列产品是我公司研制开发的新型净水设备( 图 2) ，运用直流混凝、微絮凝、双向旋流分离、重力沉降、动态过滤、负压自动冲洗和污泥压缩沉淀的原理，使废水的混凝絮凝反应、旋流分离、重力沉降、污泥浓缩和反洗技术有机组合并在同一反应器内短时间( 28min ～ 45min) 完成水的多级净化。对污染因子，特别是 SS、COD、P、浊度等去除率高，耐冲击负荷强( SS 进水浓度最高可允许达到 10000mg /L) 。产品可广泛用于各种工业废水和生活污水的净化和深度处理回用。
集成式净水器具有以下特点: ①高度集成，实现废水的多级净化; ②克服传统工艺繁杂工艺链，使污水净化在较短时间内高效化、自动化; ③净化器占地面积小，能耗低; ④污泥浓缩效果好，排放污泥浓度高，排放污泥量为传统的 1 /4，排泥为自动排泥; ⑤进 水 SS 含量可达 10000mg /L，出水效果好; ⑥收水率比传统工艺高出 20% ～25%; ⑦运行稳定可靠，管理操作方便，可无人值守，维护量小。
2．7 A 级生物处理池
钢筋混凝土结构，外形尺寸 15m×4．5m×5．7m，有效容积 300m3，HＲT 12h。该池具有水解酸化功能，同时可调节成为 O 级生物氧化池，以增加生化停留时间，提高处理效率。故池中也需要安装曝气装置，曝气管路选用优质 ABS 管，耐腐蚀。曝气头选用微孔曝气头，不堵塞，氧利用率高。
污水流入 A 级生物处理池，充分利用池内高效生物弹性填料( 规格为 Φ150mm×2000mm) 作为细菌载体，靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，提高可生化性能，以利于后面 O 级生物处理池进一步生物氧化分解。同时通过回流的硝态氮在硝化菌的作用下，可进行部分硝化和反硝化，去除氨氮。
2．8 O 级接触氧化池
钢筋混凝土结构，外形尺寸 12m×10m×5m，有效水深 4．5m，有效容积 540m3，HＲT 21．6h。池内设有立体弹性填料，填料规格为 Φ150mm，填料层高 2m，比表面积 300m2 /m3，填充率 70%，成膜重量 70kg /m3。立体弹性填料挂膜快，脱膜容易，生物膜生长更新良好，耐高负荷冲击，COD、BOD5 去除率高。经过充分充氧的污水，浸没全部填料并以一定的速度流经填料，长满生物膜的填料表面与充氧的污水充分接触，使水中有机物得到吸附和降解，从而使污水得到净化。 O 级池用罗茨鼓风机进行曝气，曝气器采用曝气头，布 气 管 采 用 ABS 材 质。该 池 中 溶 解 氧 控 制 在2mg /L～4mg /L，气水比 20 ∶ 1。
2．9 MBＲ 池
钢筋混凝土结构，外形尺寸 12m×3m×5m，有效水深 4． 5m，有 效 容 积 162m3，HＲT6h。池 内 安 装 两 套MBＲ 膜组件系统及配套的出水、反洗、清洗、吹扫等系统。利用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤，实现泥水分离。一方面，膜截留了反应池中的微生物，全部细菌及悬浮物均被截流在曝气池中，使池中的活性污泥浓度大大增加，达到很高的水平，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底，可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除氨氮; 同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解; 通过膜的高效截留作用，好氧条件下，聚磷菌吸收污水中的磷，通过污泥外排形式去除。另一方面，由于膜的过滤精度高，保证了出水清澈透明，得到高质量的产水。MBＲ 工艺是生化处理的把关工艺，也是整个废水处理设施的把关工艺。
2．10 污泥浓缩池
钢筋混凝土结构，外形尺寸 3m×3m×5．7m，有效水深 5m，有效容积 45m3。污泥浓缩池用来储存集成式净水器和 MBＲ 池的排泥，由于直接排泥时含水率较高，所以污泥的体积比较大，对污泥的处理、利用和运输都造成困难。通过污泥在浓缩池中依靠重力自然沉降，使得底部污泥逐渐增稠来降低底部污泥的含水率，再通过污泥泵抽至污泥脱水系统进一步去除污泥中的水份，降低其含水率，达到污泥减量的效果。
3 工程处理效果及运行成本分析
3．1 工程处理效果
废水经过“含油废水→调节池→两级 pH 中和槽→气浮装置→中间水箱→板式换热器→集成式一体化净水装置→水解酸化池→好氧接触氧化池→ MBＲ 池→MBＲ 产水池→达标排放”的工艺流程处理后，连续几天取样，对排水中几种主要污染物的指标进行记录，表 2 列出部分记录数据。
3．2 运行成本分析
工程处理规模 600m3 /d，运行成本 2．81 元/m3，其中电费 1．59 元/m3，药剂费 1．22 元/m3。具体费用见表 3。
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4 结语
随着国家对环境保护的要求越来越严格，企业对自身生产废水的处理也越来越重视。有色金属加工企业生产废水种类多，成分复杂，处理难度较大，处理效果受生产运行影响较大。应加强对此类废水处理技术的研究，逐步实现生产废水处理稳定达标并力求达到回用标准，在满足排放要求的同时，也应结合企业情况减少能源消耗和固废产量，进而真正实现企业生产废水处理稳定经济运行的目标。
本文通过对某企业铝加工生产废水处理工艺中各个组成部分的详细叙述，起到抛砖引玉的作用。希望能够得到业界广大工作者的意见和建议，进而对处理工艺进行不断地优化和改进，使该废水处理工艺得到更加广泛的应用。
原标题：碱性含油废水处理工艺及应用
原作者：马什林
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