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水 污 染 治 理 机械加工过程产生含油污水的组合处理技术研究 林明 1， 2 张石伟 2 李京军 2 隋伟群 1 邹东雷 1 1. 吉林大学环境与资源学院， 长春 130026;2. 沈阳航天三菱汽车发动机制造有限公司， 沈阳 110179 摘要 依据机械加工中产生的含油废水的特点， 采用 “破乳 膜过滤 Fenton 试剂氧化 生化” 的组合工艺进行处理， 进入生物滤池前采用间歇操作， 处理后出水再与生活污水混合后进入生物滤池进行连续处理。连续运行结果表明 该 组合工艺能够有效的去除机械加工过程产生的含油污水中的污染物， 即工艺进口 ρ COD 从171 641 mg/L下降到小于 50 mg/L， 达到地方排放标准， 处理效果良好。 关键词 含油污水; 膜过滤; Fenton 试剂氧化; 生物滤池 RESEARCH ON COMBINATION TECHNIQUE OF OIL- CONTAINING WASTEWATER FROM MACHINING PROCESS Lin Ming1， 2Zhang Shiwei2Li Jingjun2Sui Weiqun1Zou Donglei1 1. Environmental and Resource College，Jilin University，Changchun 130026，China; 2. Shenyang Aerospace Mitsubishi Motors Engine Manu Facturing Co. ，Ltd，Shengyang 110179，China AbstractBased on characteristics of oil-containing wastewater from machining process，a combination treatment technique of demulsification-membrane filtration-Fenton reagent oxidation-biochemistry was used. Before the wasterwater entered into the biological filter，the process is a sequencing operation，and then treated water mixed with domestic sewage into the biological filter for continuous treatment. Through continuous operation results showed that the combined process can effectively remove the pollutants in machining process wastewater generated，that is technology imports COD from 171 641mg/L decreased to less than 50 mg/L，which can meet local emission standards，and good results are got. Keywordsoil-containing wastewater;membrane filtration;Fenton reagent oxidation;biological filter 0引言 含油污水的来源很多， 主要来源是石油化工工 业、 金属工业、 纺织工业、 食品工业等， 均有大量含油 污水排放 ［ 1- 2］。金属工业中含油污水的两大来源是钢 材制造及各类机械加工业， 所排放的污水中含有较高 浓度的油， 其中 25 以上是很难分离的乳化油。据 统计 ［ 3］， 世界上每年至少有 500 万 ～ 1 000 万 t油类 通过各种途径进入水体。含乳化油废水中含有油类、 乳化剂、 亚硝酸钠及它们的分解产物， 这些分解产物 存在着多种有毒和致癌物质， 如苯并芘、 苯并蒽、 多氯 联苯类、 多环芳烃等， 这些物质在水体中可被水生生 物粘附、 吸附、 摄取、 吸收、 富集， 造成水生生物畸变， 通过食物链的作用进入人体， 使肠、 胃、 肝、 肾等组织 发生病变， 危害人体健康。因此， 含油污水的处理对 于保护水资源， 保持生态平衡， 支持经济可持续发展， 都具有重要意义。 机械加工业、 汽车发动机加工流水线、 冷轧钢板 厂的轧辊和钢板的冷却及润滑， 均使用乳化液。乳化 液的稳定性方面， 从非稳态到半稳态， 从半稳态发展 到稳定态极佳的微乳化合成乳化液， 由于它具有极其 稳定的性能， 很难降解， 因此， 高浓度含油污水的处 理， 一直是环保领域的一个重要研究课题， 受到国内 外研究学者的高度重视 ［ 4- 6］。近十多年来， 国内外在 降解高浓度含油污水处理方面开展了较多的研究， 其 研究范围几乎涉及物理法、 化学法和生物法的各种处 理， 但由于技术、 经济等方面的局限性， 目前大多数都 尚未在工业中得到应用。本文采用破乳 膜过滤 Fenton 试剂氧化 生化的组合工艺对发动机生产过 程产生的高浓度乳化油废水进行研究， 探索高污染水 处理的有效途径， 具有重要的理论意义和应用价值。 1 环境工程 2010 年 10 月第 28 卷第 5 期 1原水水质及排放要求 沈阳三菱汽车发动机制造有限公司是中外合资 企业， 主要生产 4G6 系列汽车发动机等， 该公司制造 过程中产生的含油污水主要有机加工废乳化液、 机加 装配废清洗液、 铸造机加装配污水、 其他生产含油污 水及生活污水。厂区污染物排放情况及设计处理水 量为 机加含油污水每天约2 m3， 生活污水每小时按 10 m3考虑， 污水水质见表 1。 表 1含油污水水质 ρ 油类 / mg L － 1 pH ρ COD / mg L － 1 ρ SS / mg L － 1 ρ BOD5 / mg L － 1 ρ LAS / mg L － 1 3 104～ 5 1048. 6 ～ 9. 63 104～ 2 106120 ～ 1. 2 104320 ～ 2 10440 ～ 230 该含油污水经联合工艺处理后要求达 DB21 － 60 － 89辽 宁 省 污 水 排 放 标 准 水 质 要 求，即 ρ COD 50 mg/L， ρ BOD5 20 mg/L， ρ SS 40 ， 去除效果较好。 表 3膜过滤后水质变化情况 微滤进水 ρ COD / mg L － 1 微滤后出水 ρ COD / mg L － 1 去除率 / 12 256. 04 802. 760. 8 10 854. 53 155. 070. 9 7 878. 83 671. 453. 4 13 134. 31 755. 878. 3 12 773. 77 761. 240. 9 4 852. 91 323. 567. 4 2. 2. 3Fenton 试剂氧化 Fenton 试剂被广泛应用于难降解和高浓度有机 废水处理过程， 特别是作为预处理过程取得了较好的 处理效果。因为经过破乳和膜过滤后， 废水的 COD 仍然较高， 有些甚至高达7 700 mg/L， 直接进入生化 装置难以保证处理后达到排放标准， 因此本工艺采用 Fenton 试剂对经过破乳和膜过滤的含油废水采取进 一步的氧化， 氧化装置包括混合反应器和高效氧化 塔。硫酸亚铁 FeSO4 和过氧化氢 H2O2在混合搅 拌器内混合搅拌， 在高效氧化塔内完成氧化反应， 大 部分溶解性有机物得以去除。具体处理效果见表 4。 表 4Fenton 试剂氧化后水质变化情况 氧化塔进水 ρ COD / mg L － 1 氧化塔出水 ρ COD / mg L － 1 去除率 / 4 802. 72 275. 352. 6 3 155. 01 327. 057. 9 3 671. 41 652. 755. 0 1 755. 811 755. 80 7 761. 23 357. 756. 7 1323. 511 323. 50 注 1 因微滤出水 COD 较低， 因此氧化未使用。 由监测结果可以看出， 除部分因微滤后出水浓度 较低未进行氧化处理外， 其余经过氧化后 COD 去除 率均达 到 了 50 以 上， 去除效 果 良 好。同 时 经 过 Fenton 法氧化后原水可生化性由 0. 29 提高到 0. 51。 2. 2. 4曝气生物滤池 曝气生物滤池具有出水水质高、 耐冲击负荷等特 点。采用人工强制曝气， 代替自然通风; 采用粒径为 3 ～ 5 mm的多孔陶粒颗粒填料， 不仅增大了比表面 积， 而且可以显著提高生物浓度; 对于工业废水， 即使 在可生化性不强的情况下， 曝气生物滤池处理效果也 优于一般的工艺， 因为曝气生物滤池处理有机物不仅 3 环境工程 2010 年 10 月第 28 卷第 5 期 依赖于生物氧化， 还存在显著的生物吸附和过滤作 用， 因此可去除粒径较大和一些可生化性不强的物 质。由于填料本身截留及表面生物膜的生物絮凝作 用， 使得出水 SS 很低， 一般不超过10 mg/L， 出水清澈 透明; 因不断地反冲洗， 生物膜得以有效更新， 表现为 生物膜较薄 一般为110 μm左右 ， 活性很高。高活 性的生物膜不仅体现在生物氧化、 降解方面， 更表现 为生物絮凝、 吸附作用。对一些难降解的物质， 可将 其吸附、 截留在池中， 得以去除; 同时曝气滤池还具有 占地面积小， 基建投资省， 运行费用低的特点。 本工艺采用将经破乳、 膜过滤和氧化处理后的废 水与生活污水混合后再连续进入生物滤池进行进一 步处理， 连续 1 个月的运行结果见图 2。 图 2废水经生物滤池处理后 COD 的变化情况 从图 2 可看出， 出水指标优于 DB21 － 60 － 89。 3结论 1针对机械加工中产生的含油废水的特点， 采 用 “破乳 膜过滤 Fenton 试剂氧化 生化” 的组合 工艺进行处理， 运行结果表明 该组合工艺能够有效 的去除机械加工过程产生的含油污水中的污染物， 即 原水 ρ COD 从 3 104～ 2 106mg/L下降到小于 50 mg/L， 达到 DB21 － 60 － 89， 处理效果良好。 2 采用混凝破乳、 微滤、 Fenton 试剂氧化后， 可生 化性由原水的 0. 29 提高到 0. 51。 参考文献 ［ 1］ 汪大翠， 徐新华， 宋爽. 工业污水中专项污染物处理手册［M］ . 北 京 化学工业出版社， 2000 154- 171. ［ 2］ 邹东雷， 张思相， 凌茜， 等. 装涂油漆废水的处理工艺研究［J］ . 吉林大学学报， 2007， 37 2 367- 370. ［ 3］ 岳峻， 万书超， 万红友. 含油废水处理技术进展［J］ . 污染防治技 术， 2009， 22 2 52- 55. ［ 4］ 陆善忠，钱坤明. 废乳化液处理新工艺［J］ . 给水排水， 2000， 26 7 38- 42. ［ 5］ 李春城. 微电解 － Fenton 法处理含油废乳化液［J］ . 环境工程， 2008， 26 3 51- 53. ［ 6］ 唐文伟，曾新平，胡中华. 芬顿试剂和湿式过氧化氢氧化法处 理乳化液废水研究［J］ . 环境科学学报， 2006， 26 8 1265- 1268. ［ 7］ 刘海洋， 浦 燕 泳. 含 油 废 水 的 处 理［J］ . 化 工 环 保， 1994， 14 248- 249. 作者通信处邹东雷130026吉林大学环境与资源学院 电话 0431 88499792 E- mailzoudl jlu. edu. cn 2010 － 02 － 05 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 小知识温室效应 地球外有一层大气层， 它可以起到像温室一样的保温作用， 来自太阳的辐射与来自地球和大气的射向外空 的热辐射存在一定的平衡， 这样就不会使地球像月球一样夜晚的温度会骤降到 － 153 ℃ 。 然而， 由于大气中二 氧化碳、 甲烷等气体浓度升高， 它们允许来自太阳的短波辐射穿过， 而阻挡来自地面的向外空的长波热辐射， 从 而造成地球表面温度升高的现象， 即 “温室效应” 。 温室气体指大气中造成温室效应的气体。大气层中的温室气体主要有二氧化碳、 甲烷、 氧化亚氮、 氯氟碳 化合物及臭氧等。大气层中的水蒸气虽然是 “天然温室效应” 的主要原因， 但普遍认为它的成分并不直接受人 类活动所影响。 各种温室气体对温室效应的贡献， 即增温潜能不同， 分别为 二氧化碳 1 、 甲烷 21 、 氧化亚氮 310 、 三 氟甲烷 12 000 、 六氟化硫 222 00 。这个数字， 举例来说， 就是向大气释放 1 kg 三氟甲烷带来的全球增温是 向大气释放 1 kg 二氧化碳所带来的全球增温的12 000倍。 研究发现， 由于人类活动的影响， 大气中各种温室气体浓度值都远远超出工业化之前几千年的浓度值， 全 球二氧化碳体积分数已经由工业化之前的 280 10 － 6增加至目前的 379 10－ 6; 大气中甲烷体积分数已经从工 业化前的 715 10 － 9增加到 2005 年的1 774 10－ 9; 全球大气中氧化亚氮的体积分数已从工业化之前的 270 10 － 9增加至 2005 年的 319 10－ 9， 约 1 /3 源于人类活动。而这些温室气体浓度值的升高过程和趋势， 与同一时 期全球气候变暖特征出现了耦合， 从而成为气候变化的罪魁祸首。 4 环境工程 2010 年 10 月第 28 卷第 5 期