轴承煮洗污水治理工艺选择及应用

孙涛

(中车齐齐哈尔车辆有限公司安全环保技术部，黑龙江 齐齐哈尔 161002)

轴承煮洗污水治理工艺选择及应用

孙涛

(中车齐齐哈尔车辆有限公司安全环保技术部，黑龙江 齐齐哈尔 161002)

本文论述铁路车辆修理过程中产生的轴承煮洗污水的治理工艺，以某轨道交通装备企业实际案例论述了治理方案的确定，主要工艺流程及重点工序处置方式的选择，结合案例的实际运行情况进行了经济效益和社会效益的分析。为该类污水治理的实际应用提供了参考经验。

轴承煮洗；污水治理；物化法；效益分析

轨道交通车辆在运行一定时间后需要进行车辆修理，修车过程中的轮对轴承清洗工序产生轴承煮洗污水，由于此类污水水量相对较小，污染物浓度高，变化范围大，污水排放不稳定，因此治理难度较大。本文从某轨道装备企业的轴承煮洗污水治理的案例出发，详尽阐述如何根据轴承煮洗污水的水质、水量、排放类型选择工艺治理方案，通过运行后的监测数据验证该工艺实际运行效果，并进行了经济效益和社会效益的分析论证。轴承煮洗污水的处理目标为：污水经处理后各项污染物的出水浓度达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的二级排放标准。

1 污水特点

轴承煮洗污水每周更换一次，约10 m3左右，每年污水产生量约为500 m3；污水的主要成分为油脂、皂化油(液)、乳化液、废油等混合有机污水，主要污染物包括BOD、COD、总磷、氨氮、SS、油脂、LAS等，该类污水具有污水前端油脂含量巨大、污水初始污染物浓度高、污水排放为间断排放、排放量波动大等特点，轴承煮洗污水的主要污染物浓度见表1。

表1 轴承煮洗污水主要污染物监测数据表

污水指标CODBOD氨氮总磷石油类SS检测值(mg/L)3000～8000500～200040～20030～150500～2500100～600

2 污水治理方式选择

污水处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法、生物法，目前实际应用较多主要是物理化学法和生物法。物理化学方法主要有沉淀、隔油、中和处理、化学沉淀、气浮、混凝、过滤、膜分离、吸附、离子交换、电渗析等处理方式，需根据污水的水质特点选择其中一种或多种联合进行处理；生物法包括好氧处理(传统活性污泥法、氧化沟、SBR、生物接触氧化、生物滤池等)和厌氧处理(UASB反应器、厌氧滤池、厌氧流化床等)。此外，还有一些此类污水治理的新兴的方法，如破乳—Fenton氧化联合处理法[1]、破乳-氧化-吸附法[2]等。

生物法处理污水对水质有一定要求，首先好氧法要求污水必须可生化性，其BOD与COD的比值必须大于0.3，而本项目污水的BOD/COD在0.17～0.25之间，因此在好氧处理前需增加厌氧处理工序以提高污水的可生化性；其次项目污水总磷较高，生物除磷效果较差，需增加单独的除磷工序，增加投资费用及运行成本，对操作者的操作要求也有一定的提高。其他新兴的此类污水处置方式多处于试验研究阶段，实际应用较少，很难保证运行稳定。因此，本项目污水处置的方法选择物理化学法，并综合分析国内高浓度污水的处理技术[3-5]，在气浮后增加生化处理工序。增加生化池一是为了保证出水达到GB8978—1996《污水综合排放标准》二级标准排放的要求，使出水更加稳定；二是由于生化池占地面积小，建设投资小(只需增加一个生化水箱)，无运行费用，不增加操作者的负担。

3 工艺流程

轴承煮洗污水的工艺流程如图1所示。

图1 轴承煮洗污水的工艺流程图

3.1 预处理

轴承煮洗污水含有大量的油脂及部分浮油，因此在污水处理前端增加一台脱脂机及加药系统，采用化学加药及物理方法，去除污水中绝大部分微细油脂，并保证水体表面不再出现固体油脂。脱脂机由反应箱、调节箱、脱脂器组成。利用射流、隔板、网格双向混合反应，使化学药剂与污水得到充分的接触，可明显提高破乳效果，污水经过脱脂机处理后去除油脂的效率可达90%以上。

经过脱脂机处理后的污水进入调节池，并根据水中的浮油情况，选择性采取浮油吸收机去除表面的浮油。浮油吸收机包括集油器、抽油泵和油水分离箱。集油器是设置在水面的收集装置，收集装置与抽吸装置连接，浮油收集筒沉没于水面，形成浮油收集筒外液面高于内液面的液面差，产生收集筒从外向内的溢流层，溢流层厚度在进入流量和排出流量的平衡要求下保持稳定，从而使浮油沿着溢流层源源不断稳定地流入收集器，再由集油器进入油水分离箱进一步分离，实现大流量、高效率、低能耗的浮油收集，其除油效率可达90%。

3.2 混凝沉淀

混凝剂种类繁多，目前使用较多的絮凝剂主要是聚合氯化铝和硫酸铝，通过对两种混凝剂性能适用范围经济性等的对比(表2)，明显看出聚合氯化铝混凝剂的各方面性能更优。

表2 絮凝剂性能对比表

序号项目聚合氯化铝硫酸铝1絮凝体形成快较快2沉降速度快较快3处理能力大小4适用pH值范围5 0～9 04 0～8 05腐蚀性小较小6溶解性好较好7对温度的适应性好差8价格低低9温度影响影响较小20℃～40℃

此外，为了增强絮凝沉淀的效果，加药时同时加入助凝剂聚丙烯酰胺，破坏污水中乳液的电离平衡，污水由乳化状态变成油水分离的状态，乳状液的分散相小液珠聚集成团，形成大液滴，最终使油水两相分层析出，从而增强絮凝沉淀的效果。沉淀池采用斜板沉淀装置，采用射流、定比例自动跟踪加药装置进行加药絮凝，固液分离后的污水经沉淀后上清液进入后续设备处理，沉渣流进污泥干化池。经加药沉淀处理后COD降到1 100 mg/L左右，SS去除率达到95%。

3.3 气浮

经沉淀后的污水进入气浮池，采用气浮分离法收集浮渣达到分离杂质、净化污水的目的。实现气浮分离的必要条件有两个：第一，必须向水中提供足够数量的微细气泡，气泡的理想尺寸为15～30 μm[6]；第二，必须使目的物呈悬浮状态或具有疏水性质，从而附着于气泡上浮。气浮分离法是通过溶气发生器产生的高速射流使空气与水直接混合而生成溶气水，从而污水中的微小悬浮物颗粒等污染物质粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成浮渣，然后利用刮渣机将浮渣刮入废渣箱。

气浮的溶气形式有全部进水溶气和部分进水溶气。全部进水溶气存在能耗高、溶气罐大、混凝剂消耗多、易堵塞等缺点，因此选用部分进水溶气。这种溶气方式用于加压溶气的水量只占总水量的30%～35%，在相同耗能的情况下，溶气压力可大大提高，形成的气泡更小、更均匀、运行方便、不堵塞，也不易破坏絮凝体。经气浮池处理后COD可降至800 mg/L左右，油脂去除50%，SS出水浓度可小于20～30 mg/L[7]。

3.4 生化池

气浮处理后增加生化池，进行二次处理，利用生化池内的细菌降低COD的含量。生化池内装有填料，构成生物处理构筑物，污水与填料表面上生长的微生物膜接触，使污水得到净化。经生化池处置后COD降到300 mg/L左右。

3.5 过滤塔

生化处理后的水进入清水箱，清水箱为过渡水箱，起到缓冲作用，也可为溶气系统提供用水。清水箱内大部分污水进入过滤塔进行机械过滤，利用塔内的活性炭、石英砂及不同粒径的鹅卵石等去除部分悬浮物和COD，确保水质完全达标排放。经过滤塔处理后COD降到150 mg/L以下。

3.6 油污干化及处置

轴承煮洗处理工艺在脱脂机、加药絮凝、反应沉淀、气浮分离等工序分别产生一定量的废渣，这些废渣收集到油污干化箱，在箱体中增加一层高密度滤布，水分子可以自由通过滤布，有机高分子不能通过滤布，可将废渣中的水分渗出并回流到污水池或沉淀池进行处置，过滤后的废渣含水率约为70%～80%。由于此过程产生的废渣较少，不对其进行单独处置，统一交由有危险废物处置资质的企业进行集中处理。

4 经济及社会效益评价

通过投资费用、运行费用对比进行经济性分析，设备费用、土建费用约为51万元，每年药剂费、能耗费等运行费用合计为4万元；若不建该污水处置设施，产生的污水全部委外处置，每年处置费用就达50万元，该项目建成后可在1.1年内即可收回全部投资，经济效益显而易见。在社会效益方面，一是每年500 m3污水委外处置运输时存在一定的环境风险，一旦运输车辆出现交通事故，污水泄露可能危及地下水及地表水，造成环境污染事故；二是由于委外处置时申请、批复、收集、装卸等管理流程复杂，监管困难，极有可能出现偷排的情况，直接造成地下水污染；三是集中排入市政管网将对城市污水厂造成冲击，污水处理厂超标排放造成地表水污染。

5 污水处理效果

目前轴承煮洗污水处理设备已运行两年，通过市环境监测站及公司内部环境监测站对出水进行监测的的数据表明，该设备运行稳定，表3为2015年轴承煮洗污水处置设施出水浓度范围监测表，其监测结果表明该治理设施出水完全可以达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)二级标准(公司执行的是三级标准)。

表3 2015年轴承煮洗污水处置设施出水浓度范围

污水指标CODBOD氨氮石油类SS检测值(mg/L)<100<20<20～5<30

6 结束语

随着近年来环境污染事故频繁出现，国家对环境保护空前重视，特别是2015年新《环境保护法》实施以来，环境保护要求越来越严格，监察力度越来越大，不允许产污企业存在侥幸心理。由于本项目具有建设投资较小，运行费用较低，管理操作简便，达标排放运行稳定等优势，为其他企业的此类重污染、小水量污水的治理提供了典型工程范例。

[1] 彭瑛.用破乳-Fenton氧化联合处理高浓度有机污水的研究[J].环境污染治理技术与设备, 2012(10)：47-50.

[2] 刘宏，李菊萍.高浓度乳化污水的破乳-氧化-吸附深度处理研究[J].安徽农业科学， 2009，37(4)：1740-1742.

[3] 孙爱军，孙珂，班福忱.混凝气浮法处理高质量浓度乳化液污水[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版)，2009，25(6)：1141-1143.

[4] 王红星，涂湘激.污水处理中废乳化液的处理研究[J].煤炭技术，2011，30(2)：178-179.

[5] 马晓鸥，汪青春，尹庚明.厌氧一化学氧化一混凝气浮处理乳化液污水[J].工业水处理，2008，28(11)：77-79.

[6] 唐受印，戴友芝，王大翚. 污水处理工程[M].北京：化学工业出版社，2004.

[7] 环境保护部. 污水气浮处理工程技术规范[M].北京：中国环境科学出版社，2011.

2016-03-08；

2016-05-03

孙涛(1981—)，男，黑龙江齐齐哈尔人，锡伯族，本科，工程师，从事企业环境保护管理及污染治理工作。

2095-1671(2016)03-0117-04

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