近年來，隨著子午線輪胎的高速發(fā)展，作為輪胎主要骨架材料的鋼簾線需求量不斷增加。2010 年我國鋼簾線用量突破60 萬t，需消耗潤滑劑6 000～7 000 t，產(chǎn)生大量潤滑劑廢液。潤滑劑廢水成分復(fù)雜，污染物濃度高，處理難度大，該種廢水的處理是鋼簾線企業(yè)污染治理的難題。
潤滑劑廢水含有大量乳化油、溶解性有機(jī)物與絡(luò)合態(tài)重金屬，廢水排放將造成嚴(yán)重的生態(tài)污染與環(huán)境危害〔1〕，因此被列入《國家危險(xiǎn)廢物名錄》。目前在國內(nèi)此類潤滑劑廢水處理的相關(guān)報(bào)道較為少見〔2, 3〕。國外研究者的處理方法主要有破乳法、還原法、電化學(xué)法、膜分離法等〔4, 5, 6, 7, 8〕。
1 廢水水質(zhì)及水量
廢水來源于某大型鋼簾線企業(yè)電鍍拉絲工藝中的濕拉工藝，主要有兩種潤滑劑廢水：分別為FP 潤滑劑廢水與ADMU 潤滑劑廢水。兩種廢水水量較小，但成分復(fù)雜、污染物濃度高、處理難度大。水質(zhì)水量特征具體如表 1 所示。
兩種廢水需在處理后與綜合電鍍廢水混合排放，預(yù)期處理目標(biāo)為出水COD＜500 mg/L，Cu＜1 mg/L，Zn＜5 mg/L。
表 1 潤滑劑廢水水質(zhì)及水量
2 工藝流程簡介
2.1 工藝選擇
藥劑破乳是廢水中乳化油的常用處理方法，其中又分酸化法、鹽析法、混凝法等。筆者經(jīng)小試論證后采用硫酸鋁混凝法對(duì)潤滑劑廢水進(jìn)行破乳處理，利用混凝劑（如硫酸鋁）的吸附架橋作用，與微粒油珠結(jié)合成為聚合體沉淀，從而實(shí)現(xiàn)水油分離。
兩類潤滑劑廢水的COD、銅和鋅重金屬濃度較高。其中COD 主要由乳化油與溶解性有機(jī)物組成，破乳法和生化法分別是兩種污染物最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的處理工藝，因此首先考慮采用破乳法將大部分乳化油去除，再用生化法處理其余溶解性有機(jī)物。鑒于高濃度重金屬可能對(duì)生化處理中的微生物產(chǎn)生毒害抑制效果，因此在生化處理之前需去除絡(luò)合態(tài)重金屬銅。
在潤滑劑廢水中，銅主要以Cu2+與有機(jī)物絡(luò)合存在，去除困難。去除絡(luò)合態(tài)重金屬銅的常用方法有硫酸亞鐵還原法、硫化鈉沉淀法、Fenton 氧化法等?？紤]到硫化鈉危險(xiǎn)性較大，F(xiàn)enton 氧化法成本過高，故采用了硫酸亞鐵還原法。硫酸亞鐵中的二價(jià)鐵離子（Fe2+）具有還原性，在pH=2~3 時(shí)，能將水中的Cu2+還原成Cu+，而Cu+無法形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，在pH 調(diào)節(jié)至堿性后與鐵離子鋅離子等共沉淀。
生化法去除溶解性有機(jī)物是工業(yè)廢水處理中常用方法，大多采用A/O 工藝。但由于該潤滑劑廢水COD 過高，破乳處理后仍在20 000 mg/L 左右，因此采用IC 厭氧反應(yīng)器作為預(yù)處理工藝，IC 厭氧反應(yīng)器高徑比大、有機(jī)負(fù)荷高，可適應(yīng)高濃度的有機(jī)廢水。后續(xù)采用兩段A/O 工藝，并延長停留時(shí)間，最大程度降解廢水有機(jī)物。
因此，可采用“破乳法去除乳化油—還原法去除重金屬—多級(jí)生化去除有機(jī)物” 的組合工藝處理潤滑劑廢水。工藝主要由以下組成：
（1）破乳法去除乳化油：廢水加入混凝劑硫酸鋁后攪拌進(jìn)行破乳處理，破乳后乳化油隨著混凝沉淀得到去除。
（2）還原法去除重金屬：將破乳處理后的廢水調(diào)節(jié)pH 至3，加入硫酸亞鐵進(jìn)行還原反應(yīng)，然后加堿調(diào)節(jié)pH 至10 左右使重金屬沉淀。
（3）IC 厭氧生物處理： 經(jīng)預(yù)處理后的廢水仍含有大量溶解性有機(jī)物，COD 在20 000 mg/L 左右。采用高容積負(fù)荷的IC 厭氧反應(yīng)器可有效降解部分有機(jī)物，減輕后續(xù)生化反應(yīng)負(fù)荷。
（4）A/O 工藝：經(jīng)過厭氧生物處理的廢水，分別在水解酸化池與好氧反應(yīng)池中經(jīng)過生物處理進(jìn)一步降解有機(jī)物，經(jīng)過兩段A/O 工藝處理后廢水COD基本得到去除，可與廠區(qū)其他低濃度廢水混合后排放。
2.2 主要處理單元簡介
通過分析廢水水質(zhì)，參考國內(nèi)外的相關(guān)報(bào)道，結(jié)合小試進(jìn)行模擬，確定工藝流程如圖 1 所示（實(shí)虛線表示污泥處理流程）。
圖 1 潤滑劑廢水處理工藝流程
主要處理單元如下：
（1）批處理反應(yīng)器：FP 潤滑劑廢水與ADMU 潤滑劑廢水分別在調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)，然后提升至批處理反應(yīng)器，采用序批式反應(yīng)進(jìn)行破乳與重金屬沉淀處理。處理后的廢水（混有大量重金屬污泥）提升至廂式壓濾機(jī)中進(jìn)行泥水分離后出水進(jìn)入中間水池。FP 潤滑劑廢水與ADMU 潤滑劑廢水分別配置一套批處理反應(yīng)器與壓濾機(jī)，出水統(tǒng)一進(jìn)入中間水池。
（2）氣浮系統(tǒng)：批處理出水由中間水池提升至氣浮系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)式處理，前段分別加入重金屬捕集劑與混凝劑，深度去除重金屬與乳化油，后段通過加壓溶氣氣浮將浮渣分離后出水。
（3）IC 厭氧反應(yīng)器：氣浮出水進(jìn)入IC 厭氧反應(yīng)器，降解部分有機(jī)物。
（4）兩段A/O 組合池：IC 厭氧出水進(jìn)入兩段式的A/O 組合池，分別經(jīng)過水解酸化池、好氧生化池、沉淀池處理。處理出水重金屬達(dá)標(biāo)，COD＜500 mg/L，可與該廠區(qū)綜合廢水混合后排放。
（5）污泥處理系統(tǒng)：由廂式壓濾機(jī)脫水后外運(yùn)填埋。每座批處理反應(yīng)器單獨(dú)配套一臺(tái)，生化剩余污泥與氣浮浮渣收集至污泥池后共用一臺(tái)。
工藝全程實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制。
2.3 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)
主要處理單元及其工藝參數(shù)如表 2 所示。
表 2 主要處理單元及其工藝參數(shù)
2.4 工藝特色
（1）處理方法合理，工藝完整。拉絲潤滑劑廢水成分復(fù)雜，污染物濃度高，處理難度大。國內(nèi)外相關(guān)報(bào)道針對(duì)該類廢水提出了一些初步處理途徑，但未能提供徹底處理此類廢水的完整工藝。本工程借鑒先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合小試模擬，提出了一套完整的潤滑劑廢水處理工藝。
（2）物化處理組合工藝。潤滑劑廢水中的乳化油與高濃度重金屬會(huì)嚴(yán)重影響生化系統(tǒng)處理效果，需在前端經(jīng)物化方法徹底去除。本工藝在批處理反應(yīng)器中進(jìn)行破乳與還原反應(yīng)，去除大部分乳化油與絡(luò)合態(tài)重金屬。并進(jìn)入氣浮系統(tǒng)，加入重金屬捕集劑與混凝劑后通過氣浮分離浮渣，保證乳化油與重金屬的去除。
（3）多級(jí)生化處理工藝。潤滑劑廢水經(jīng)物化處理后仍含有大量溶解性有機(jī)物，高負(fù)荷的IC 厭氧反應(yīng)器可較好地適應(yīng)高濃度有機(jī)廢水，降解部分有機(jī)物，并減輕負(fù)荷，以利于后續(xù)好氧生化處理。IC 出水后采用A/O 工藝，進(jìn)一步降解有機(jī)物。經(jīng)過多級(jí)生化處理，出水COD 降至500 mg/L 以下，與廠區(qū)綜合廢水混合后即可達(dá)標(biāo)排放。
（4）工藝全程實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制。潤滑劑廢水組合工藝處理單元多、流程復(fù)雜，但實(shí)現(xiàn)電氣控制后，廢水提升、藥劑投加、設(shè)備運(yùn)行等流程均可自動(dòng)完成，準(zhǔn)確性高，節(jié)省人力，處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
3 處理效果
該工程2012年2 月建設(shè)完成，同年5 月系統(tǒng)調(diào)試基本完成，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。
5 月份各工段水質(zhì)每日連續(xù)監(jiān)測(cè)，取5 月1 日至5 月10 日數(shù)據(jù)做平均，結(jié)果如表 3 所示。
表 3 各工段出水水質(zhì)
4 運(yùn)行成本分析
該廢水相關(guān)處理設(shè)施總功率為101.36 kW，實(shí)際每日耗電量約為707.2 kW·h，電耗費(fèi)用為9.42元/ m3?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)行三班制，每班2 人，人工費(fèi)0.8 元/m3。藥劑費(fèi)（主要為硫酸亞鐵、硫酸鋁、片堿、PAM）為23.3 元/ m3，合計(jì)運(yùn)行費(fèi)用33.42 元/m3。由于該廢水屬于高濃度有機(jī)廢水，處理單元多、藥劑使用量大，因此處理費(fèi)用高于一般工業(yè)廢水。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
5 結(jié)語
介紹了高濃度潤滑劑廢水的組合處理工藝。為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，填補(bǔ)國內(nèi)該領(lǐng)域的空白，提出了一種方法合理、工藝完整、處理效果好的組合工藝。
采用該組合工藝處理拉絲潤滑劑廢水，出水重金屬基本得到去除，Cu＜1 mg/L，Zn＜1 mg/L，COD 降至500 mg/L 以下，與廠區(qū)綜合廢水混合后即可達(dá)標(biāo)排放。
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廢水處理之化工廢水處理工藝
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