混凝‑厌氧水解‑好氧协同处理切削液废水装置的制作方法

本实用新型属于环境工程中的污水处理技术领域，涉及一种混凝-厌氧水解-好氧协同处理切削液废水的装置。

背景技术：

切削液是在金属加工过程中用来冷却和润滑的加工液，其种类繁多、成分复杂。切削液废水的共同特点是含油量大且具有相当强的稳定性，有机物含量高，可生化性差(即难生化降解)。切削液废水常用的处理方法有物理化学处理法、高级氧化法、生物化学法等几大类。

(一)物理化学法

处理切削液废水时，物理化学处理法中采用的有吸附法、膜分离法、气浮法、酸析法、盐析法、混凝法等。

吸附法是利用多孔固体物质的孔隙吸附去除水中的胶体微粒、悬浮有机物及微生物等污染物质的方法。常用的吸附剂有活性炭和大孔吸附树脂等。活性炭价格较高，且吸附容量有限，需要经常更换，使用活性炭会提高处理费用，因此通常只在处理含油量较低的废水或在深度处理时使用。吸附法设备占地面积小，处理效果好，但费用较高，吸附剂再生困难。

膜分离法是利用滤膜拦截污染物质，从而使废水得以净化。但是该方法对废水的预处理有较严格要求，以避免膜快速污染，从而延长膜的使用时间。膜处理方法投资费用较高，操作管理水平要求较严格，存在膜污染等问题，并且膜的清洗麻烦，有时滤液的有机物浓度还是比较高，后续需要进行生化处理，处理成本较高。

气浮法是指利用高度分散的微小气泡粘附废水中的含疏水基的污染物，使得小气泡和污染物结合为密度小于水的一个整体，从而上浮于水面而去除。可通过投加混凝剂等措施提高气浮效果，对于有机物含量不高的废水部分可以实现排放，但多数仍需要进一步深度处理。气浮法处理的废水量大，不会产生废渣废气，但是气浮法占地面积大、能耗较高。

酸析法是在酸性条件下，溶解态或胶体态油类物质转化为悬浮态，从而将油类物质等从液体中分离出来的方法，该类方法操作简单，所用药剂一般为浓硫酸、硝酸等强酸性物质，也可用废酸液代替纯的酸性试剂,但是该方法产生的沉渣或浮渣较多,并要求设备具有一定的抗腐蚀性。

盐析法是向废水中投加无机盐类物质至一定浓度，破坏油珠的水化膜，一般常用电解质有氯化钙、氯化镁、氯化钠、硫酸钙、硫酸铝钾等。但盐析法通常效果不如酸析法，而且盐析法药剂投加量较大，价格较贵并会带来大量污泥沉淀，给处理带来较大麻烦。

混凝法是向废水中投加混凝剂，利用混凝剂的网捕、吸附架桥等作用，使微粒油珠相互聚结变大，成为较大的集合体，再借助其它常规方法实现固液的分离和去除。混凝剂有无机混凝剂、有机混凝剂和微生物混凝剂三大类。无机混凝剂使用最为普遍的是铝盐、铁盐和氯化钙以及在此基础上改进发展出的聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁、聚合氯化铝铁、聚硅酸铝铁等无机高分子混凝剂。有机混凝剂种类较多，一般分为天然有机混凝剂和合成有机混凝剂两大类。从结构上来分，则有阴离子型、阳离子型和非离子型三大类。微生物混凝剂是一种新型混凝剂，是由微生物或者其分泌物产生的代谢产物，它具有容易固液分离，形成的沉淀及泥量较少，容易被微生物通过自身代谢反应降解，无毒性，无二次污染。由于不同类型的微生物混凝剂制备需要不同的条件，并且影响因素较多，如培养基的碳源、氮源、培养温度、pH值等，所以目前微生物混凝剂因其生产成本太高，还没得以广泛应用。

(二)高级氧化法

高级氧化法通常包含臭氧氧化、芬顿试剂法等。高级氧化法最显著的特点是体系可以产生较高浓度的羟基自由基，羟基自由基氧化还原电位很高，可与绝大多数有机物发生氧化还原反应，通过复杂的链式反应和氧化还原价位的变化，使有机物最终降解为二氧化碳和水等小分子物质，从而达到彻底氧化有机物的目的，而且环保无污染。但是臭氧氧化法中臭氧的投加和接触反应系统效率低，因此臭氧投加量大，制备臭氧的装置电能耗量高，造价高，所以该方法应用受到了限制。芬顿试剂法中使用的双氧水(H₂O₂)应用成本较高，因此应用也受到了限制。

(三)生物处理法

生物处理法是利用微生物降解去除废水中的有机物等污染物质的处理方法，由于污染物质的去除利用的是微生物生命活动过程中发生的生物化学反应，所以又常称为生化法。根据废水生物处理过程中微生物对于氧气的需求不同，将生物法分为好氧生物处理法,厌氧生物处理法。

(1)好氧生物处理法，是在处理过程中供给微生物足够的氧气，利用好氧微生物将有机物氧化分解，最终转化为CO₂和水。好氧生物处理工艺主要有活性污泥法和生物膜法(如生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床)。该方法对于易生物降解的废水处理效果好，但是能耗大，剩余污泥处理、处置较困难。

(2)厌氧生物处理法，是在处理过程中不供给氧气，利用厌氧微生物将废水中的有机物转化成甲烷和二氧化碳等气体。大分子有机物的厌氧生物降解过程可以分为三个阶段：水解酸化阶段(在水解与发酵细菌作用下，大分子有机物被转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油等)、产氢产乙酸阶段(在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸)和产甲烷阶段(在产甲烷菌的作用下，将第二阶段的产物转化成甲烷等气体)。厌氧生物处理工艺产生的甲烷可以做为能源再利用，产生剩余污泥的量较少。但是由于厌氧菌生长繁殖较慢，且对毒害性物质敏感，对生存环境有严格要求，因此厌氧生物处理过程对运行管理要求较高，运行条件要求严格控制，否则极易造成厌氧系统崩溃。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种简单易行，便于运行管理，成本低廉的混凝-厌氧水解-好氧协同处理切削液废水装置。

本实用新型的技术方案概述如下：

一种混凝-厌氧水解-好氧协同处理切削液废水装置，进水管11与混凝池1连接；混凝池1通过管路依次与第一沉淀池2、厌氧水解池3、第二沉淀池4、好氧反应池5、第三沉淀池6的进水端连接；第一沉淀池2底部连接沉积絮体排放管12；第二沉淀池4底部通过管路依次与第一三通13、第一污泥回流泵15连接后与厌氧水解池3连接，第一三通13连接有第一剩余污泥排放管14；第三沉淀池6底部通过管路依次与第二三通16、第二污泥回流泵18连接后与好氧反应池5连接，第二三通16连接有第二剩余污泥排放管17；第三沉淀池6的上部设置有出水管19；在混凝池1内部设置有第一搅拌器7；在厌氧水解池3内部设置有第二搅拌器8；在好氧反应池5内底部均匀设置有微孔曝气器10，微孔曝气器10通过管路与设置在好氧反应池5外的鼓风曝气机9连接。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的装置及方法对切削液废水进行混凝预处理，不仅可以使油水分层，去除大部分石油类，而且还能去除部分大分子有机污染物，可以提高废水的可生化性，且所需设备简单，操作管理、运行维护方便。厌氧水解生物处理法，是在处理过程中不供给氧气，仅利用厌氧微生物将厌氧反应控制在了大分子有机物水解成小分子有机物的水解酸化阶段，没有产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段，以提高废水的可生化性。所以系统中不需要培养产甲烷菌，因此运行条件要求比完成产甲烷的完整厌氧生物处理法宽松，运行管理较产甲烷的厌氧生物处理法方便。好氧协同反应，添加葡萄糖作为协同降解难生物降解的药剂，成本低。

本实用新型的方法，操作简便，维护方便，投加药物为水处理行业常用药剂，容易购置，价格低。切削液废水经过该组合工艺处理，废水中的有机物、石油类等污染物浓度大幅度降低。本实用新型的方法处理切削液废水可使COD、BOD₅、石油类、悬浮物和pH达到《污水排入城镇下水道水质标准(GB/T31962-2015)》中的C级排放标准的要求。

附图说明

图1为一种混凝-厌氧水解-好氧协同处理切削液废水工艺示意图。

图2为一种混凝-厌氧水解-好氧协同处理切削液废水装置示意图。

图中：1——混凝池 2——第一沉淀池 3——厌氧水解池 4——第二沉淀池 5——好氧反应池 6——第三沉淀池 7——第一搅拌器 8——第二搅拌器 9——鼓风曝气机 10——微孔曝气器 11——进水管 12——沉积絮体排放管 13——第一三通 14——第一剩余污泥排放管 15——第一污泥回流泵 16——第二三通17——第二剩余污泥排放管 18——第二污泥回流泵 19——出水管

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

一种混凝-厌氧水解-好氧协同处理切削液废水装置，见图2，进水管11与混凝池1连接；混凝池1通过管路依次与第一沉淀池2、厌氧水解池3、第二沉淀池4、好氧反应池5、第三沉淀池6的进水端连接；第一沉淀池2底部连接沉积絮体排放管12；第二沉淀池4底部通过管路依次与第一三通13、第一污泥回流泵15连接后与厌氧水解池3连接，第一三通13连接有第一剩余污泥排放管14；第三沉淀池6底部通过管路依次与第二三通16、第二污泥回流泵18连接后与好氧反应池5连接，第二三通16连接有第二剩余污泥排放管17；第三沉淀池6的上部设置有出水管19；在混凝池1内部设置有第一搅拌器7；在厌氧水解池3内部设置有第二搅拌器8；在好氧反应池5内底部均匀设置有微孔曝气器10，微孔曝气器10通过管路与设置在好氧反应池5外的鼓风曝气机9连接。

一种混凝-厌氧水解-好氧协同处理切削液废水方法，见图1和图2，包括如下步骤：(1)使用一种混凝-厌氧水解-好氧协同处理切削液废水装置，所述装置为：进水管11与混凝池1连接；混凝池1通过管路依次与第一沉淀池2、厌氧水解池3、第二沉淀池4、好氧反应池5、第三沉淀池6的进水端连接；第一沉淀池2底部连接沉积絮体排放管12；第二沉淀池4底部通过管路依次与第一三通13、第一污泥回流泵15连接后与厌氧水解池3连接，第一三通13连接有第一剩余污泥排放管14；第三沉淀池6底部通过管路依次与第二三通16、第二污泥回流泵18连接后与好氧反应池5连接，第二三通16连接有第二剩余污泥排放管17；第三沉淀池6的上部设置有出水管19；在混凝池1内部设置有第一搅拌器7；在厌氧水解池3内部设置有第二搅拌器8；在好氧反应池5内底部均匀设置有微孔曝气器10，微孔曝气器10通过管路与设置在好氧反应池5外的鼓风曝气机9连接；

(2)将切削液废水自进水管11流入混凝池1，向混凝池1内投入混凝剂聚合氯化铝(PAC)和助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)，PAC投加量为9g/L，PAM投加量为0.3g/L,在第一搅拌器7的作用下切削液废水中大部分石油类及部分有机物和PAC及PAM发生混合絮凝反应形体絮体,带絮体的混合液流入第一沉淀池2后沉淀1小时，第一沉淀池2池底沉积的絮体自沉积絮体排放管12排出；第一沉淀池2上层清液进入厌氧水解池3，由于PAC和PAM混凝吸附了切削液废水中的大量高分子难降解的有机物和石油类物质，所以经过混凝处理后，切削液废水中石油类和有机物去除显著，第一沉淀池2上层清液的可生化性(B/C值，即BOD₅/COD值)较原废水提高显著；来自第二沉淀池4的回流污泥经第一污泥回流泵15泵入厌氧水解池3，第一沉淀池上层清液和厌氧回流污泥在第二搅拌器8的作用下混合，在厌氧水解池内发生水解酸化反应，将部分大分子有机物水解为小分子有机物，进一步提高废水的可生化性，由于厌氧水解产物有酸性物质，为了防止厌氧水解池内混合液pH降低过多，而抑制厌氧水解污泥的活性，向厌氧水解池3内投加碱，另一方面由于厌氧水解池后续的好氧反应池内发生的有机物好氧氧化过程会产生碱度，会使好氧反应池内混合液pH有所升高，所以向厌氧水解池内投加碱使厌氧水解池混合液pH在7.0～7.5之间即可，碱可以选用经济易得的氢氧化钠或碳酸氢钠等；厌氧水解池3内混合液悬浮固体浓度为7000mg/L～9000mg/L，厌氧水解池水力停留时间为24小时；厌氧水解池泥水混合液流入第二沉淀池4后沉淀2小时，第二沉淀池4底部污泥一部分经第一污泥回流泵15泵入厌氧水解池3，使污泥回流比为80％～120％，另一部分通过第一三通13经第一剩余污泥排放管14排放，污泥排出量应使厌氧水解池内活性污泥的污泥龄保持在30天～35天；第二沉淀池4上层清液流入好氧反应池5，同时来自第三沉淀池6的回流污泥经第二污泥回流泵18泵入好氧反应池5，鼓风曝气机9开启，通过微孔曝气器10向好氧反应池5内供氧，使混合液溶解氧浓度大于4.0mg/L，向好氧反应池5内投加葡萄糖，葡萄糖协同降解部分难降解有机物，葡萄糖投加量为2.0g/L；好氧反应池5内混合液悬浮固体浓度为4000mg/L～6000mg/L，好氧反应池水力停留时间为36小时；第二沉淀池上层清液和好氧回流污泥形成的泥水混合液流入第三沉淀池6后沉淀2小时，第三沉淀池6底部污泥一部分经第二污泥回流泵18泵入好氧反应池5，使污泥回流比为80％～120％，另一部分通过第二三通16经第二剩余污泥排放管17排放，污泥排出量应使好氧反应池内活性污泥的污泥龄保持在10天～12天；第三沉淀池上层清液经出水管19排出。

实施例1

某机械加工厂排放的切削液废水经过本实用新型方法及参数运行，废水处理后COD、BOD₅、石油类、悬浮物和pH均达到了《污水排入城镇下水道水质标准(GB/T31962-2015)》中C级排放标准的要求。详见表1中第1～第5列及第7列。

为了验证葡萄糖对切削液废水中难降解有机物的协同降解作用，对该切削液废水同样采用本实用新型方法，仅在好氧反应池中不投加葡萄糖，其他各单元运行参数与本实用新型中所列相同，则第三沉淀池出水水质，见表1中第6列。

对比表1中第5列和第6列中数据可知，葡萄糖对切削液废水中难降解有机物的协同降解作用明显，在好氧反应池中投加葡萄糖可以显著提高有机物的去除率。