在汽車零部件加工制造過程中，為了確保金屬加工液具備穩定的潤滑、冷卻、防銹、滲透及防腐敗劣化等各種性能，設計產品配方時候加入各種對應用途的表面活性劑和微量殺菌劑。這些金屬加工液和純水以一定的比例在生產過程中使用，并產生了大量成分復雜的工業廢水，含油量高達5%~10%，難以用傳統生物方法直接進行處理，需要進行預先除油，再進行生化降解[1]。目前除油廢水處理工藝多采用物理除油和化學除油，且以化學混凝式處理工藝為主[2]。但是這種方法，需要添加化學藥劑，產生大量化學污泥，形成二次污染。超濾法具有去除率高，出水水質穩定，受原水含油量影響小，不額外產生化學污泥等優點，逐漸用于含油廢水的處理工藝中[3]。某汽車零部件企業針對含油工業廢水特點，采用超濾除油工藝。先采用預處理去除固體雜質及磁性物質，防止劃破超濾膜，并采用油水分離器去除表面浮油和分散油，再采用二氧化鋯-二氧化鈦無機陶瓷超濾膜去除乳化油，出水石油類含量<10mg/L，COD去除率34%，提高了廢水的可生化性。后續根據水量少且水質波動大的情況采用了SBR工藝，去除水中有機物。

　　1廢水水質水量及處理要求

　　1.1廢水來源及水質、水量

　　廢水主要來自車間汽車零部件加工以及清洗廢水，含有多種金屬加工液(包括切削液，磨削液，乳化液，防銹油等)。廢水水量為30t/月。

　　1.2處理要求

　　廢水經過工廠廢水站處理后，排入市政管網，流入市政污水廠進行二次處理。廢水站出水指標需滿足《污水排入城鎮下水道水質標準》(GB/T31962—2015)，A級標準。進出水設計要求如表1所示。

　　2改造前工藝流程

　　車間產生的廢水，先經過帶磁輥的紙帶過濾器，磁輥截留廢鐵屑等磁性物質，300μm紙帶截留大顆粒固體雜質，防止劃破超濾膜，之后進入收集罐暫存。收集罐上設置管狀撇油器，收集表面浮油。等收集罐液位達到80%，以低流速0.8m3/h緩慢泵入兩段式斜板油水分離器，廢油通過多層斜板，緩慢上浮至表面去除，廢水從底部流過，進入超濾系統。超濾系統通過根據粒徑大小不同分離乳化油及大分子，出水含油量<10mg/L，濃縮液回流至工作罐不斷循環濃縮。當超濾濃縮液倍數為14倍時，超濾進入清洗階段。采用堿-酸-堿清洗，清洗后的廢水排入收集罐，導致廢水pH為10~11，呈現強堿性，再次進行處理。超濾出水打入SBR，進行生物處理，SBR出水進入除磷水罐，通過化學反應去除廢水中的SS、COD和磷。出水再進入砂濾，進一步過濾SS，最終出水排入清水罐，通過在線監測，合格則進入市政管網，不合格則直接排入應急水罐，重新處理。

　　3原廢水處理工藝及存在問題

　　廢水站設計為純工業廢水，水量9m3/d，但是企業停止擴建，導致實際排放廢水量為2m3/d，水量較小，水質波動大，進水營養比例失衡。運行中出現以下幾個問題。(1)廢水儲存時間過長，水質腐敗，造成超濾堵塞，難以清洗。(2)廢水中含有大量酸堿及表面活性劑，造成生物池進水pH過高，并產生大量泡沫，廢水外溢，抑制細菌活性。(3)水量不足，SBR中的生物營養不足且比例失衡，細菌菌群失調，造成出水水質超標。為了最大化利用現有廢水處理設施，降低建設費用，提高處理效率，必須對現有工藝進行技術改造。

　　4工藝改造措施

　　(1)增加攪拌。在原水收集罐和中間水罐增加攪拌，防止水質腐化產生大量微生物及膠體，堵塞超濾。(2)增加中間水罐的pH調節設備。通過對生物池前的中間水罐進行改造，增設pH調節設備，消除廢水酸堿中和對生物池造成的不利影響。防止大量酸堿泄露，直接進入生物池，殺死細菌。(3)增加超濾前置布袋過濾器，改變清洗方法，防止超濾膜堵塞。超濾系統選用二氧化鋯-二氧化鈦陶瓷膜，孔徑0.12μm，23通道，設計通量為1.5m3/h。之前為節省成本，預處理選擇了油水分離器，替代三相分離機，造成油水分離器出水攜帶少量浮油及膠體，造成超濾堵塞，需要進行改造。首先增加0.5μm布袋過濾器，攔截膠體及大分子顆粒。其次在堿洗中增加超濾特效清洗劑，每次堿洗、酸洗都延長浸泡時間24h，經過檢驗，超濾清洗后即可恢復原通量[4]。(4)向SBR中投加營養劑及新鮮污泥，均衡進水營養。由于車間產生的廢水幾乎不含磷，這就造成進水營養不均衡。每周檢測進水，根據100：5：1的比例來投加葡萄糖、尿素和磷酸二氫鉀進行補充營養。由于進水中含各種化學物質，抑制硝化細菌的生長，需要冬天添加占原污泥量5%的硝化污泥，硝化污泥來自市政污水廠的回流污泥，經過十天培養馴化后，加入原先SBR系統中，使得污泥濃度在5000mg/L，大大提高污泥脫氮效果。(5)改變SBR運行模式。SBR在攪拌300min、曝氣600min、沉降200min基礎上，分割成攪拌200min，曝氣400min，攪拌200min，曝氣100min，沉降200min，在一個批次運行過程中，有兩次攪拌及曝氣。曝氣時溶氧量控制在2~6mg/L，pH7.5~8.0之間，溫度在20~30℃之間，污泥量控制在5000mg/L。通過間斷曝氣、攪拌，增加各種細菌活性，提高脫氮效率。(6)增加應急罐回流到生物池的管道。改造前，應急罐的回流管道直接連接到收集罐，廢水需要再次處理。但是后期運行發現，排入應急罐的廢水基本不含油，回流到前端再次處理，增加了超濾負荷，因此改造后增加回流到生物池的管道，應急罐出水可以直接進生物池再次處理。

　　5主要構筑物及設計參數

　　廢水處理運行控制系統采用SiemensWinCCV7.4的PLC系統進行全自動化運行控制，節省人力，精準運行，并輔助設計手動操作，便于系統出現故障時手動調節。此外，系統還設置正常運行模式以及休假運行模式，應對工廠長時間休假，或者水量不足，造成系統停機。主要構筑物參數如表2所示。

　　6運行效果分析

　　各處理單元實際運行效果如表3所示。改造后，生物前處理過程對COD和氨氮的去除效率增加，pH數值下降，酸的消耗量減少。SBR的對COD去除效果基本沒變化，對氨氮去除效果增強。此外，改造后SBR的泡沫量大幅減少，沒有再出現泡沫溢出罐體的現象。

　　7經濟效益分析

　　該項目總投資為600萬元，設計運行壽命30年。工藝運行費用主要包括電費、水費、壓縮空氣費、藥劑費、濃縮廢油及污泥危廢處置費等。按照實際工程處理水量3m3/d計，該項目裝機功率78kW，運行功率52.4kW，月耗電量為487kWh/d，電價以0.6元/kW計，電費為10.6萬元/a;投加酸、堿、絮凝劑等的費用為3.6萬元/a，站房工人1人，人工費為5.4萬元/a;維保費用為3萬元/a，污泥產生量為4.2t，污泥委外處置市場價格為5000元/t，年處置費用為2.1萬元;濃縮含油廢水產生量為17.5t，濃縮含油廢水委外處置市場價格為3900元/t，年處置費用為6.8萬元。年度運行費用為35.8萬元。在未建設廢水站之前，工業廢水作為危險廢物委外處理，年產生量為350t，委外處置市場價為3900元/t，總共137萬元，則年度節約費用為100萬元，投資回報為6年。該工業廢水處理項目得到了良好的經濟效益。

　　8結語

　　針對水量較少，成分復雜且水質波動大的含油工業廢水，需要提高前處理工藝處理效果，增加曝氣或攪拌，均勻水質，防止腐化，減少對生物系統的沖擊。超濾膜對乳化油的去除效率為99.8%，且出水水質穩定不受前端含油量波動，含油量小于10mg/L，提高了廢水的可生化性。但是超濾膜需要定期進行化學清洗，并且清洗水需要再次處理，如果進水量過低則造成含氮量、pH升高，需要在生物池前端調節pH，增加碳源。

　　參考文獻

　　[1]徐德志，相波，邵建穎，等.膜技術在工業廢水處理中的應用研究進展[J].工業水處理，2006(4)：1-4.

　　[2]陳平，王晨，劉明偉，等.含油廢水處理技術的研究進展[J].當代化工，2016(6)：1286-1288.

　　[3]劉宇，趙炳諺，曹海燕，等.膜分離技術在含油工業廢水處理過程中的應用[J].山東化工，2019(18)：246-247.

　　[4]呂東偉，劉乾亮，張濤，等.超濾陶瓷膜處理乳化油廢水的抗污染性能研究[J].中國給水排水，2018(9)：111-115.

　　《陶瓷超濾膜在含油廢水處理的應用》來源：《節能》，作者：賈秀粉 郭赟 孫霞