中车贵阳车辆有限公司
摘要：本文通过分析含油废水处理方法的优缺点，结合公司轴承清洗工序含油废水的特点，有针对性地选择治理工艺，从而实现污染物达标排放和减量化排放，为制造类企业开展含油废水处理提供借鉴和参考。
关键词：含油废水；轴承清洗；气浮；絮凝
党的十九大以来，树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念已成为新时代推进生态文明建设、统筹环境保护与经济发展关系的战略思维。然而，由于环境保护意识欠缺、环境保护手段不到位，加上工业化、城镇化加快发展，污染物产生量不断增多,导致环境污染事件时有发生，严重威胁着人民群众的生命财产安全和社会稳定。铁路装备制造行业在进行机加工（金属的切削、研磨、钻孔等）、配件清洗（制动阀、闸调器、制动缸、轴承清洗等）及机械设备维修等过程均会产生大量含油废水，这些含油废水若不妥善处理，将会对环境造成巨大危害。
1.含油废水定义
含油废水是指在工业生产过程中排出的含油类物质的废水。含油废水中油类主要以四种形态存在于水中，包括浮油、分散油、乳化油和溶解油。
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2.常见的含油废水处理方法
2.1物理法
常用的物理方法有隔油池法、油水离心分离器法等，多用于含油废水的初级化处理。
隔油池法主要用于处理水中的浮油和分散油，但是处理时间长、设备占地面积大。油水离心分离器法利用离心设备分离油水，具有设备紧凑，占地面积较小的特点，多适用于小批量含油废水处理。
2.2化学法
化学除油法具有用量少、效率高的特点，但会产生大量衍生物，处理难度大，易造成二次污染。常用酸化法进行预处理，用絮凝法进行深度处理。常用的物质有硫酸、盐酸、聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)等。
酸化法是利用酸的氢离子与油珠表面的负电荷中和，破坏乳化油的稳定性。酸化法成本较高，但是可利用工业生产中产生的废酸液来降低成本。絮凝法是将絮凝剂与水中胶体进行电荷交换，进行脱稳集聚，由于絮凝剂的功能强、成本低，目前应用越来越广泛。
2.3物理化学法
物理化学法是物理法与化学法结合使用，主要用于去除废水中分散油和乳化油。常用的有气浮法、吸附法。
气浮法是指在含油废水中通入高压空气形成微细气泡，以分散的微气泡作为载体,粘附废水中的乳化油和分散油，从而实现分离。气浮法主要用来处理较高含油浓度和较高悬浮物浓度的废水，运用最广的有涡凹气浮和溶气气浮。吸附法是利用表面具有的疏水、亲油性质的高分子材料去除水中的油份的方法。研究表明：粒径小于（1-10）×10-3μm的污染物是很难用沉淀法去除的，即使投加大量混凝剂也难奏效，而气浮则是利用了密度小于水的空气气泡，将水中的污染物携带至水面加以去除，从而起到了事半功倍的效果[1]。
2.4生物法
生物法是利用微生物去除有机物，主要有活性污泥、生物膜和氧化塘等处理工艺。但由于工业含油废水中矿物油较高，易对各类菌类造成伤害，因此此法不适于处理浓度较高的工业含油废水，主要用于处理生活废水。
2.5膜分离法
膜分离法是利用膜的选择透过性能将离子、分子或某些微粒从水中分离出来达到油水分离的目的。具有设备简单，操作方便，分离效率高和节能等优点，常用于处理水质要求高、处理量不大的含油废水。
3.轴承清洗含油废水处理工艺分析及方法
3.1轴承清洗含油废水的特点
本研究以滚动轴承为例，每个轴承含有的油脂量在250mg-440mg之间，采用碱性清洗剂（BCS-947）进行清洗，清洗后的废水中含有大量的矿物基础油、表面活性剂和悬浮物等，且由于检修的轴承品种较多，产生的废水水质变化幅度大。经检测，废水中石油类浓度高达5000mg/L，悬浮物（SS）浓度为1000mg/L，pH值在10左右，采用简易油水处理设施很难保证外排废水达标。
3.2工艺选择分析
处理高油、高渣废水采用简单的隔油-破乳-絮凝的方式很难去除大量乳化油和细渣，因絮凝效果差，出水水质不稳定，处理后污染物浓度容易超标，并且容易造成管道堵塞；近年来，采用隔油法+溶气气浮的方法处理含油废水效果不错，被广泛运用，但此方法多用来处置含油量低于100mg/L的含油废水；生物法、膜分离法等多用于城镇污水处理厂，处理含油量小于10mg/L的含油污水。
研究表明：结构复杂的含油废物水需联合多级处理、深度回用的处理思路[2]。针对轴承清洗废水中油量大、渣量多、成分复杂等特点，本工艺采用两级处理方式，即含油废水预处理阶段和深化处理阶段。预处理阶段采用破乳-絮凝-沉淀对废水中存在的大量浮油、分散油和油-固体物进行初级处理，并对分离出来的浮油、油泥通过叠螺机脱水机进行干化，减少了危险废物的产生量；深化处理阶段采用两级气浮方式，即涡凹气浮和组合气浮对废水进行深化处理，进一步去除废水中结构比较稳定的乳化油、溶解油和小颗粒悬浮物。
3.3处理方法
整体思路如下：
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3.3.1预处理阶段
3.3.1.1预处理阶段必要性
废水中除了油以外还有大量悬浮物，在静止情况下会产生沉淀，长期运行将导致设备池底积累大量油脂、油泥，减少设备有效容积，导致废水中的含油浓度逐渐增加，从而增加了后续气浮装置的处理负荷。经预处理后石油类、悬浮物去除率分别可达96%、85%，为进行第二阶段深化处理做准备。预处理产生的浮渣、污泥采用叠螺脱水机进行脱水，可大大降低危险废物的产生量，从而减少危险废物处置费。
3.3.1.2预处理工艺
本处理阶段为间歇式运行，处理能力为20T/d。为减少人工操作，各反应环节采用液位计、温度计、PH在线监测仪进行控制。
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a.破乳阶段
由于废水中含有大量结构比较稳定的乳化油，需投加破乳剂进行破乳。本工艺选用盐酸作为破乳剂，将乳化油表面非常稳定的双电层破坏，使其形成不稳定状态。当废水中PH值调至4时，酸加药泵自动停止加酸，搅拌机继续自动搅拌30min后完成破乳反应。
b.中和反应
经破乳反应后的废水PH值较低，要完成絮凝反应和凝聚反应，需要将PH值回调到8左右。碱液加药泵根据废水酸碱情况将自动启动加药装置（本工艺采用氢氧化钠作为碱液），当PH值调至8时，碱液投加泵停止工作，继续搅拌30min以后完成中和反应。
c.絮凝反应
含油废水PH值调制8左右时，预处理设备自动进入絮凝反应阶段，在搅拌机继续搅拌的情况下启动PAC自动加药泵投加PAC溶液，投加约30min后PAC加药泵（PAC药剂浓度约为150mg/L）停止,继续搅拌25min后完成絮凝反应。PAC在水中分解成带正电荷的胶团，与带负电荷的乳化油产生电中和，油粒聚集，粒径变大，形成絮状物。
d.凝聚反应
PAC反应结束后，启动PAM-加药泵投加PAM-溶液（PAM-药剂浓度约为3mg/L），搅拌30min后完成凝聚反应。废水中分散的絮凝状油团再次桥接成大油团。
e.沉降阶段
完成凝聚反应后，搅拌机停止搅拌，进入沉降阶段，静置2-3小时后，废水中的污泥慢慢沉淀在预处理装置的泥斗中，絮凝后的油团聚集形成浮油上浮，出现“分层”现象。最上层为浮油层，约占废水深度的10%；中间层为清水层，约占废水深度的74%，最下层为污泥层，大约占深度的16%。
f.排水、排渣阶段
首先进入排水阶段，操作工将排水阀打开，将处理后的清水层直流进入深化处理池内待处理，当排出的清水层中混杂有泥渣时，立即关闭水阀。接着打开排渣阀门，浮油、泥渣直接进入叠螺机（通过试验验证，进入叠螺机脱水前需加入阳性PAM+进行凝聚）进行脱水，脱泥后的废水通过管道自流进入深化处理收集池再进行处理。
3.3.2深化处理阶段
3.3.2.1深化处理的必要性
我公司所处位置属于贵阳市准水源保护区，下游为三江水库，公司产生的工业废水直接进入市政管网。为保证公司外排的工业废水中石油类污染物浓度达标，必须对预处理阶段排出的废水进行处理。
3.3.2.2深化处理工艺
废水进入深化处理阶段，通过两级气浮装置进行处理。涡凹气浮作为一级处理，降低组合气浮的处理负荷，再经过组合气浮处理，保证了污染物排放浓度达标。
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a.经过预处理后，含油废水中石油类、悬浮物的浓度大幅降低，进水水质中石油类≤200mg/L，SS≤150mg/L。废水经过预处理后自流进入深化处理阶段的收集池待处理。
b．利用提升泵将收集池内的废水导入涡凹气浮池（处理能力为2T/h），在涡凹气浮池内投加配好的PAM-(浓度约为0.8mg/L，反应35min)进行凝聚反应,同时启动气浮池中高速旋转的叶轮，将水底的微气泡(气泡直径约 700～1500μm)扩散于水中，微气泡附着在油团周围，并不断上升至水面，通过刮渣板刮出，有效去除水中悬浮物和乳化油。
c．经过涡凹气浮后废水自流进入组合气浮装置进行二级气浮，在装置内再次投加PAM-(浓度为0.3mg/L，反应约35min)进行凝聚反应，絮凝后的油珠桥接成团与注入的微小气泡(气泡直径约为 20～100μm))结合，上浮到液面，通过刮渣板刮出。
4.结语
(1)经过深化处理阶段排出的废水中石油类≤10mg/L，SS≤70mg/L，PH=7.5，符合国家《污水综合排放标准》GB/T8978-1996一级排放标准。
(2)本处理工艺中多处使用混凝剂、助凝剂（PAC、PAM），而混凝剂、助凝剂表现效果受水中PH值影响较大，且因废水水质不稳定，操作工需随时观察各个反应环节絮凝效果，随时调整药剂浓度和反应时间。
参考文献：
[1]关小虎，陈建华，廖礼栋.石油工业含油污水处理中气浮技术的应用(B).石 油 矿 场 机 械,2003.
[2]师培俭.冷轧含油和乳化液废水深度处理回用工艺研究(A).工业水处理,2015.