機床是機械加工的基本生產(chǎn)設備，生產(chǎn)機床的質量和數(shù)量是國家工業(yè)發(fā)達程度的重要標志之一。生產(chǎn)機床是復雜而精密的過程，包括金屬切削、涂裝前處理、鑄件熱處理、噴漆和清洗等，相應用到的藥劑也十分復雜。金屬切削過程中，使用乳化液能夠起到潤滑、清洗及防銹作用，但乳化液是污染負荷極高的含油污水，而且由于表面活性劑的作用，油滴穩(wěn)定地存在于水中，難于處理〔1〕。涂裝前處理工段除油、除銹過程使用除油劑、酸性除銹劑，磷化過程使用含磷酸鹽的酸性溶液使金屬表面形成磷化膜。除此之外，熱處理工段產(chǎn)生含油污水，噴漆工段產(chǎn)生含大量水溶性油漆的污水，清洗工段產(chǎn)生酸洗污水。機床生產(chǎn)加工過程中，產(chǎn)生的污水來源極其復雜，污染物種類繁多，目前國內外對這類污水的處理工程均鮮有報道。
沈陽某機床廠污水處理工程于2007年投入運行，針對各工段生產(chǎn)污水的不同性質，先對各類生產(chǎn)污水進行預處理，去除乳化油、磷酸鹽、金屬離子等物質。處理后的生產(chǎn)污水與廠區(qū)生活污水混合，用水解酸化+生物接觸氧化工藝進行進一步處理。實際運行效果表明該處理工程處理效果穩(wěn)定，出水水質達到設計要求。
1 污水水質和水量
1.1 生產(chǎn)污水進水水質和水量
生產(chǎn)污水總水量為240 m3/d，生產(chǎn)污水來源及成分極其復雜，主要有以下幾個部分：
(1)乳化液污水。含有乳化劑、防銹添加劑、抗磨劑、潤滑油、表面活性劑等，COD 10 000～12 000 mg/L。污染負荷極高，難于處理，為生產(chǎn)污水中主要污染物。每半個月排放一次，每次排放120 m3。
(2)前處理污水。包括酸洗、堿洗、脫脂和磷化等工藝產(chǎn)生的污水，COD 80～800 mg/L，油300～1 200 mg/L，Zn2+ 2.5～13 mg/L，還含有磷酸鹽和表面活性劑。連續(xù)排放，每小時排放6.0 m3。
(3)熱處理污水。主要是含油污水。每月排放一次，每次排放量61 m3。
(4)噴漆污水。含大量油漆顆粒及溶劑(如乙醇、丙酮、苯類)，COD 450～550 mg/L。每兩個月排放一次，每次排放量80 m3。
(5)清洗機污水。含有鹽酸、硫酸、硝酸和磷酸，pH<1.5。不定期排放，每次排放量85 m3。
1.2 生活污水進水水質和水量
生活污水水量為1 200 m3/d。生活污水進水水質：COD 300~350 mg/L，BOD5 200~230 mg/L，氨氮≤100.0 mg/L，石油類≤40 mg/L，SS≤250 mg/L，pH 6~9。
1.3 出水水質
各種生產(chǎn)污水經(jīng)過預處理后出水水質均應達到DB 21/1627—2008《遼寧省污水綜合排放標準》〔2〕，具體要求：CODCr≤300 mg/L，BOD5≤250 mg/L，氨氮≤30 mg/L，石油類≤20 mg/L，SS≤300 mg/L，pH 6~9，磷酸鹽≤5.0 mg/L。預處理后的生產(chǎn)污水與生活污水混合，形成綜合污水，并做進一步處理。綜合污水處理后出水水質應達到GB/T 18920—2002《城市污水再生利用 城市雜用水水質》中綠化及道路清掃水質標準〔3〕，具體要求：BOD5≤15 mg/L，氨氮≤10.0 mg/L，pH 6~9。
2 處理工藝流程
根據(jù)機床廠污水種類繁多、成分復雜的特點，采用預處理和生物處理結合的工藝進行處理，具體工藝流程如圖 1所示。
圖 1 處理工藝流程
工業(yè)污水首先進行預處理過程。乳化液污水有機負荷極高，化學穩(wěn)定性高，處理很困難，需要單獨進行預處理。乳化液污水首先進入預處理機，通過加藥裝置向預處理機中投加石灰乳和明礬粉水兩種混凝劑�；炷齽┠軌虬l(fā)生水解，生成膠體吸附油滴，還能形成高分子聚合物吸附油滴，使乳化油從水分子的包圍中分離，完成破乳過程，實現(xiàn)油水分離，預處理機出水進入貯存池。而前處理污水、熱處理污水、噴漆污水和清洗機污水有機負荷、含油量較低，可以直接進入貯存池與處理后的乳化液污水進行混合，混合后污水進入中和調節(jié)池，加入鹽酸進行酸堿度調節(jié)。調節(jié)池出水管道設有管道混合器，其中添加了PAC粉末、PAM粉末，在出水水流的作用下，藥劑迅速、均勻的擴散到污水中，混合了藥劑的污水流入固液分離器。在固液分離器中，磷酸鹽以磷酸鈣沉淀的形式去除，鋅、錳等重金屬離子以氫氧化物沉淀的形式去除，出水管的管道混合器中加入PAC粉末、PAM粉末，藥劑與出水混合后進入裝有渦凹曝氣機的小型充氣段，在那里與曝氣機產(chǎn)生的微氣泡充分混合，氣泡附著在固體懸浮物表面，將其帶到水面。氣浮池的上端設置刮泥機，刮泥機將浮在水面的懸浮物刮到傾斜板上，再將其推入排泥管。排泥管內設置水平螺旋推進器，將所收集的污泥推出氣浮池。氣浮池出水進入曝氣調節(jié)池。
生活污水首先通過集水池中的機械格柵，攔截污水中大顆粒懸浮或漂浮固體污染物，然后由潛水泵提升到曝氣調節(jié)水池。在曝氣調節(jié)水池中，生活污水與處理后的工業(yè)污水充分混合，并完成水質水量的均化。然后將污水提升至水解酸化池，利用厭氧菌使有機物得到充分厭氧降解或初步水解，將大分子有機物轉化成小分子有機物，提高污水的可生化性。水解酸化池流出的污水通過進水槽，由下至上均勻進入一級接觸氧化池，池底均勻設置一定數(shù)量的曝氣頭提供氧氣，池中充氧的污水與懸掛的組合填料充分接觸，填料上附著的好氧微生物對大部分有機污染物進行生物降解，污水得到初步凈化。污水在重力的作用下流入二級接觸氧化池，進一步完成有機物的降解，出水進入沉淀池，進行泥水分離。沉淀后污水均勻分配，進入三套并聯(lián)的石英砂過濾器，去除水中懸浮物及黏膠質顆粒，從而降低水中濁度，出水進入兩套并聯(lián)的活性炭吸附器進一步去除水中懸浮物及總磷。過濾工藝是保證污水各項出水水質達到指標的重要步驟，過濾清水由變頻給水泵運輸?shù)街兴o水管網(wǎng)，回用于生產(chǎn)和廠區(qū)綠化灌溉。
3 主要工藝構筑物設計參數(shù)及設備選型
3.1 預處理部分
(1)乳化液污水預處理。預處理機1套，處理能力為1 m3/h，尺寸為1.5 m×0.7 m×1.3 m，功率1.5 kW，荷重1.35 t。設置鈣鹽加藥裝置和明礬加藥裝置各 1套，型號為LD-JY-500，儲藥箱有效容積500 L，溶藥箱有效容積200 L，攪拌機功率0.37 kW。KWQ4-10-0.55型乳化液污水池潛污泵1臺，Q=4 T/h，H=10 m。
(2)清洗機、前處理、熱處理、噴漆污水預處理。污水貯存池尺寸為8.0 m×4.0 m×2.7 m。設置鹽酸加藥裝置1臺，有效容積500 L。KWQ4-10-0.55型污水池提升泵1臺，Q=4 T/h，H=10 m。
(3)中和調節(jié)池。尺寸為6.05 m×2.7 m×4.5 m，設置KWQ10-15-1.1型潛污泵2臺，Q=10 T/h，H=15 m。
(4)固液分離器。1套，尺寸為4.0 m×2.0 m×3.0 m，處理能力10 m3/h，功率1.6 kW，處理流量10 T/h，凈重3.6 T。設PAC加藥裝置和PAM加藥裝置各1套，儲藥箱有效容積1 000 L，溶藥箱有效容積500 L，攪拌機功率0.55 kW。
(5)渦凹氣浮裝置。1套，尺寸為3.05 m×1.23 m×1.26 m。氣浮裝置型號為ZWS-10，功率3.3 kW，處理能力10 m3/h。
3.2 生物處理部分
(1)集水池。尺寸為9.28 m×6.05 m×4.8 m，池內設有機械格柵1臺，格柵寬800 mm，柵條間隙5 mm，傾角60°。配有WQ2290-430-200型潛水泵2臺，Q=250 m3/h，H=15 m，P=18.5 kW。WQ2260-425-150型潛水泵1臺，Q=145 m3/h，H=15 m，P=11 kW。
(2)曝氣調節(jié)水池。尺寸為14.7 m×6.05 m×4.7 m。設有WQ2210-422-150型潛水泵2臺，Q=65 m3/h，H=15 m，P=5.5 kW。
(3)水解酸化池和生物接觸氧化池。水解酸化池尺寸為7.2 m×6.05 m×4.48 m。生物接觸氧化池采用兩級生物接觸氧化流程。一級接觸氧化池尺寸為9.95 m×5.65 m×4.8 m，二級接觸氧化池尺寸為4.95 m×5.65 m×4.8 m。每座接觸氧化池內掛組合填料。設有2臺SSR125H-1750-58.8型鼓風機將壓縮空氣通過管道送入每座接觸氧化池。
(4)沉淀池。構筑物為豎流式沉淀池，尺寸為 5.6 m×5.6 m×4.8 m。池內裝有2臺kWQ8-12-0.75型沉淀池潛污泵，H=12 m。
(5)石英砂過濾器和活性炭吸附器。石英砂過濾器3套，處理水量30 T/h，尺寸為D 2.0 m×3.38 m，凈重2.5 T�；钚蕴课狡�2套，處理水量30 T/h，尺寸為D 2.0 m×3.66 m，凈重2.5 T。
3.3 自控系統(tǒng)
自控系統(tǒng)能夠顯示系統(tǒng)各設備、裝置、區(qū)域的運行狀態(tài)以及全部過程參數(shù)和動態(tài)生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，操作人員可在中央控制室監(jiān)視各工藝設備運行狀態(tài)，實現(xiàn)自動化操作、遠程控制要求。
4 運行效果
該工程于2007年8月開始運行，工程運行至今，處理效果一直很穩(wěn)定，COD、SS和氨氮均達到GB/T 18920—2002《城市污水再生利用城市雜用水水質》中綠化及道路清掃水質標準。2012年10月的運行效果如表 1所示。
5 運行費用分析
運行費用主要有電費、人工費和藥劑費。其中電費：工程中耗電設備有潛污泵3臺，潛水泵5臺，鼓風機2臺，氣浮裝置1臺，攪拌機2臺，總裝機容量為83.92 kW，其中鼓風機、氣浮裝置常年運行，其他設備按照運行需要間斷運行，綜合考慮以上因素得到實際工程運行功率為45 kW，電價按0.6元/(kW·h)計算，耗電費為0.45元/m3;人工費：工程運行管理維護人員4名，按人工維護管理費用每日80元計算，人工費為0.22元/m3;藥劑費：消耗藥劑主要為PAC、PAM、石灰乳和明礬，藥劑需要按時補充，每次定量投加50 kg，合計藥劑費為0.38元/m3。綜上所述，污水處理運行費用=電費+人工費+藥劑費=0.45+0.22+0.38=1.05元/m3。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關技術文檔。
6 結 語
機床廠生產(chǎn)污水污染物成分復雜，包括工業(yè)生產(chǎn)車間產(chǎn)生的乳化液污水、含油污、磷酸鹽、鋅、錳、表面活性劑等物質的污水。預處理方法能夠對不同來源的污水進行有針對性的處理，減輕后續(xù)生物處理部分的處理負擔，提高處理效果，生產(chǎn)污水出水水質符合DB21/1627—2008《遼寧省污水綜合排放標準》。水解酸化、生物接觸氧化等生物處理工藝能夠完成對廠區(qū)綜合污水的處理，處理水進行中水回用，實現(xiàn)了污水的無害化處理，出水水質達到GB/T 18920—2002《城市污水再生利用城市雜用水水質》中綠化及道路清掃水質標準。
