机械加工废水

废水处理工程

设

计

方

案

本处理系统主要采用先进的平板膜生物反应器对乳化液废水进行处理：

膜生物反应器（MBR）技术是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。平板膜的应用取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。膜的高效截留作用，可以有效截留活性污泥，使其完全截留在生物反应池内，使生化反应得以顺利进行，结合A/O工艺可有效去除有机物、氨氮等。

其显著特点为：

1、高效地进行固液分离，其分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质良好，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用于绿化浇灌等，实现了废水资源化。

2、膜的高效截留作用，使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)的完全分离，活性污泥浓度大大提高（可达3000mg/L-10000mg/L，最高试验浓度可达15000mg/L），由于泥龄可以非常长，从而大大提高对有机物的降解能力，同时对难降解有机物的降解效果也大大增强。

3、操作简单，运行控制灵活稳定，能够通过PLC控制实现系统的自动运行。

4、由于MBR将传统废水处理的曝气池与二沉池合二为一，并取代了三级处理的全部工艺设施，单片组件膜面积大，可以在较小的体积中安装较多的膜，减少反应池的体积和占地面积，但污泥停留时间(SRT)却比传统方法大大增加，土建建设费用大大减少。

适用范围：

适宜住宅小区、办公楼、商场、宾馆、饭店、机关、学校、部队、工厂等生活废水和工业废水，如纺织、医药、啤酒、造纸、制革、食品、化工等行业的有机废水处理。

关键部件平板膜的优点:

a. 出水水质优良、稳定；

b. 膜不易污染、膜清洗频率低、清洗操作方便；

c. 低压(抽吸或重力)出水；

d. 气液两相流扰动设计，增强膜表面冲刷效果；

e. 系统长时间稳定运行；

f. 运行能耗低；

g. 膜片可单张更换，减少更换费用：

h. 膜组件安装方便快捷，大大缩短安装时间，减少安装费用。

目 录

一、概况 ................................................................................................. - 1 -

1.处理水量 ...................................................................................... - 1 -

2.进水水质 ...................................................................................... - 1 -

3.处理要求 ...................................................................................... - 1 -

4.设计依据 ...................................................................................... - 1 -

5.设计原则 ...................................................................................... - 2 -

二、编制说明 ......................................................................................... - 2 -

三、工艺选择 ......................................................................................... - 2 -

1.工艺流程方面 .............................................................................. - 3 -

2.占地面积方面 .............................................................................. - 3 -

3.设备投资方面 .............................................................................. - 3 -

4.运行费用方面 .............................................................................. - 3 -

5.处理效果的比较 .......................................................................... - 3 -

四、处理工艺流程及说明 ..................................................................... - 4 -

1.微滤器 .......................................................................................... - 4 -

2.调节池 .......................................................................................... - 4 -

3.一级气浮池 .................................................................................. - 5 -

4.二级气浮池 .................................................................................. - 5 -

5.接触氧化池 .................................................................................. - 5 -

6.MBR池 ......................................................................................... - 5 -

7.紫外消毒器 .................................................................................. - 6 -

8.污泥浓缩干化池 .......................................................................... - 6 -

五、运行费用 ......................................................................................... - 7 -

1.电费 .............................................................................................. - 7 -

2.人工费 .......................................................................................... - 7 -

3.药剂费 .......................................................................................... - 7 -

4.运行费 .......................................................................................... - 8 -

六、设备造价 ......................................................................................... - 8 -

一、概况

机械加工工业在车、磨、削、轧等加工过程中，普遍使用乳化液来冷却、润滑、清洗、防锈，以提高产品的质量，延长机床的使用寿命。废乳化液除具有一般含油废水的危害外，由于表面活性剂的作用，机械油高度分散在水中，动植物、水生生物更易吸收，而且表面活性剂本身对生物也有害，还可使一些不溶于水的有毒物质被溶解。为提高乳化液的防锈性，添加的亚硝酸钠很容易转化成致癌的亚硝基胺，这些废液如不及时治理而直接排放，会造成严重的环境污染。

目前，我国对机械加工中排放的乳化型含油废水仍没有得到很好地处理。主要是由于随着技术的提高，乳化液的稳定性越来越高，越来越难破乳。

1.处理水量

根据业主提供数据，设计处理水量Q＝40m3/d。

2.进水水质

因并未取水样化验水质，根据同类金属加工乳化冷却液废水水质指标，确定设计水质指标如下表1.1所示：

表1.1 进水水质

3.处理要求

处理出水达到国家《废水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准，相应具体指标如下表1.2所示：

表

1.2 《废水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准

4.设计依据

《国家废水综合排放标准》GB8978/1996

《室外排水设计规范》GBJ14-87

《建筑给排水设计规范》GBJ15-88

《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90

《城市废水再利用 城市杂用水水质》GB/T18920-2002

我公司完成同类工程所积累的实际技术参数和经验

5.设计原则

采用先进工艺，确保处理出水的各项指标达到排放要求。

处理站既便于操作管理、设备维护，同时又减少对周围环境的影响。

处理站在运行上有较大的灵活性和可调性以适应水质、水量的变化，同时力

求废水处理站占地面积小，工程投资省，运行能耗低，处理费用少。

设计师充分考虑废水处理站的二次污染的防治，对配套设备的除臭、降噪、

减振有相应的措施，废水处理过程中产生的污泥量少，定期有外协单位清理外运，从而避免对环境造成二次污染。

废水处理动力设备均选用知名厂家的产品，确保运行稳定、稳妥、可靠。

二、编制说明

本设计方案包括此工程项目内处理工艺、设备及安装工程、电气工程及自控系统。

三、工艺选择

对于此类废水的处理办法，大多数工程案例都采用气浮工艺为主体工艺，气浮能有效去除大部分油类、悬浮物及附带去除有机物，使污染指数大幅下降，但不能降到排放标准，需后接深度处理工艺，几种深度处理工艺的对比如下表3.1所示：

MBR相对传统接触氧化法的优势

1.工艺流程方面

由于MBR膜组件取代了接触氧化法中的二沉池、过滤罐等，工艺流程缩短，土建施工减少，项目周期也相对缩短。

2.占地面积方面

相对接触氧化法，MBR节省占地20%-30%。这意味着在同等空间内,MBR可以设计更大的处理量,或者可以拥有较宽松的空间,方便运行后的维护和维修,达到有限建筑空间和最大处理能力的合理配置。

3.设备投资方面

如果两种工艺选择相同水平的通用设备,虽然MBR工艺增加了膜组件的费用，但MBR工艺减少了沉淀池,过滤罐,生物填料,沉淀斜板等设备及材料投资,可相应减少该部分土建和设备投资约,如果将占地产生的成本折算，两种工艺的投资经济性相差不大，而且MBR工艺的优越性主要体现在稳定的出水水质。

4.运行费用方面

运行运行费用主要包括电费、设备维护维修费用、管理人工费用、消耗化学品费用和补充自来水费用等。在这里仅对因处理工艺不同引起变化较大或较敏感的费用项目进行分析,主要为设备维护维修费用、消耗化学品费用、补充自来水费用。

接触氧化法的生物相培养调整、过滤罐反冲洗或更换滤料、重新安装脱落的

生物填料等是接触氧化工艺运行管理中发生的主要成本。

MBR没有生物填料和过滤罐,不存在生物膜脱落和生物填料及过滤罐滤料更换

问题。其具有的容积负荷高,抗有机负荷冲击能力强等特点,又大大减少了生物相的培养和调整环节,可长期保持处理水质稳定。不仅节省了因更换生物填料和开罐清洗更换滤料造成的耗时、耗材等综合费用。

5.处理效果的比较

在稳定性、臭味、目测浊度和消毒效果等各方面,MBR均优于接触氧化工艺。经分析认为,接触氧化工艺抗水力负荷冲击和抗有机物负荷冲击能力较低,对来水用水不规律适应性差,生物相易波动,造成水质波动,处理效果不稳定,难以实现总大肠菌群和总余氯达标。MBR可在3000～10000mg/L的MLSS下运行,高容积负荷与超滤的结合,使其处理效果及水质稳定性远高于传统接触氧化工艺。

四、处理工艺流程及说明

工艺流程图如下所示：

图1：处理工艺流程图

1.微滤器

由于大量金属碎片、碎屑随废乳化液流出，为防止进入后续系统，在系统前端设置微滤器以去除这部分杂质。

产水量：10m3/h

材质：不锈钢304

数量：2个

2.调节池

由于废乳化液排放的不均匀性，调节池用于均衡废水水质和水量，保证后续生物处理装置的稳定运行，调节池停留时间取12h，有效池容为20m3。

有效容积：20m3=2.0×4.0×3.0（2.5）m，水力停留时间12h

数量：1座

包含设备： a.提升泵（两台，一用一备，单台流量2.8m3/h，扬程10m，功率

0.55KW）

b.电磁流量计（DN25） c.液位开关（高高、高、低开关一套）

d.管道混合器（DN25） e.破乳剂加药系统（一套，加药计量泵2台，一用一备） 3.一级气浮池

气浮法的主要原理是把空气形成微细气泡，附着在悬浮颗粒污染物上，使其密度降低而上浮至水面，形成浮渣层，然后用刮渣器刮除，使废水得以净化。

取停留时间1.0h，则池容为2.0m3。

有效容积：2.0m3=1.4×1.0×2.0（1.5）m，水力停留时间1.0h

数量：1套

包含设备： a.溶气泵（2台，一用一备，流量：1.8m3/h，扬程：10m，功率

0.4KW）

b.絮凝剂加药系统（1套，2台计量泵一用一备，单台功率0.37KW）

4.二级气浮池

取停留时间1.0h，则池容为2.0m3。

有效容积：2.0m3=1.4×1.0×2.0（1.5）m，水力停留时间1.0h

数量：1套

包含设备： a.溶气泵（2台，一用一备，流量：1.8m3/h，扬程：10m，功率

0.4KW）

b.絮凝剂加药系统（与一级气浮池共用） 5.接触氧化池

在曝气池中设置填料，将其作为生物膜的载体。待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，生物膜与悬浮的活性污泥共同作用，达到净化废水的作用。

取停留时间4.0h，则池容为8.0m3。

有效容积：8.0m3=2.0×2.0×2.5（2.0）m，水力停留时间4.0h

数量：1套

包含设备： a.弹性填料（Φ150，4m3,PP材质）

b.鼓风机（和MBR池风机共用）

6.MBR池

膜生物反应器（Membrane Bioreactor，简称MBR）是当今世界公认的先进废

水处理和废水资源化技术，它是一种将膜分离技术中的超滤、微滤膜组件与传统废水处理中的活性污泥法相结合的新型高效废水处理工艺。目前在市政、生活和工业废水处理等许多方面已得到广泛应用。

MBR用膜分离代替传统活性污泥法中沉淀池的沉降分离，因为膜的过滤作用，微生物被完全截留在反应池中，实现了水力停留时间与活性污泥停留时间的彻底分离，大大提高了系统中活性污泥的浓度，从而使系统出水水质和容积负荷都得到大幅度提高，出水水质稳定。

相对于传统活性污泥法，MBR具有对污染物去除效率高，硝化能力强，出水水质稳定，剩余污泥产量低，设备紧凑，操作简单，占地面积小等优点。

MBR池水力停留时间取为6.0小时，有效容积10m3，膜组件按200L/(m2·d)产水量计算，共需膜面积200m，RGE100-200型膜组件1组，曝气量按11L/(m·min)计算。

有效容积：10.0m3=2.2×3.0×3.0（2.5）m，水力停留时间6h

数量：1座

包含设备： a.膜组件（RGE100-200型1组）

b.自吸泵（2台，一用一备，流量：2.6m3/h，扬程：10m，功率

0.55KW）

c.鼓风机（2台，一用一备，风量：2.25m3/min，风压：2.5m，功

率2.2KW）

d.污泥回流、排放泵（1台，流量：7.8m3/h，扬程：5m，功率0.4KW）

e.在线清洗系统（1套）

f.液位开关（高高、高、低开关一套） 22

7.紫外消毒器

消毒采用紫外消毒器进行消毒处理，产水通量2m3/h，功率160W。

数量：1只

8.污泥浓缩干化池 污泥浓缩干化池用于降低污泥含水率，减少污泥体积方便外运。

取有效池容3.0m3。

有效容积：3.0m3=1.5×2.0×1.2（1.0）m

数量：1个

五、运行费用 1.电费

表5.1吨水电费表

工程总装机容量约10.66kw，运行容量约为5.4kw，日总耗电量为118.56kwh，电费按0.5元/度计算，则每日电费为59.28元，吨水电费为1.482元/m3。

2.人工费

该一体化MBR处理系统可实现编程自动运行，配备1人专职管理，如一人每月800元，则人工费为0.67元/m3。

3.药剂费

破乳剂：

采购费：约6000元/吨 用量：按1‰计，吨水费用6元

该系统只需每3月在线清洗一次或更久，清洗药剂浓度低，相对可忽略不计入成本。

4.运行费

运行费为电费、人工费、药剂费、折旧费和维修费的总和。 若不计折旧和维修，则运行费为1.482+0.67+6=8.152元/m3。

六、设备造价

表6.1设备报价清单 单位：万元

注：本报价含税不含运费