本發(fā)明屬于環(huán)境工程中的污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種混凝-厭氧水解-好氧協(xié)同處理切削液廢水的裝置及方法。

背景技術(shù)：

切削液是在金屬加工過程中用來冷卻和潤滑的加工液，其種類繁多、成分復(fù)雜。切削液廢水的共同特點是含油量大且具有相當(dāng)強(qiáng)的穩(wěn)定性，有機(jī)物含量高，可生化性差(即難生化降解)。切削液廢水常用的處理方法有物理化學(xué)處理法、高級氧化法、生物化學(xué)法等幾大類。

(一)物理化學(xué)法

處理切削液廢水時，物理化學(xué)處理法中采用的有吸附法、膜分離法、氣浮法、酸析法、鹽析法、混凝法等。

吸附法是利用多孔固體物質(zhì)的孔隙吸附去除水中的膠體微粒、懸浮有機(jī)物及微生物等污染物質(zhì)的方法。常用的吸附劑有活性炭和大孔吸附樹脂等。活性炭價格較高，且吸附容量有限，需要經(jīng)常更換，使用活性炭會提高處理費(fèi)用，因此通常只在處理含油量較低的廢水或在深度處理時使用。吸附法設(shè)備占地面積小，處理效果好，但費(fèi)用較高，吸附劑再生困難。

膜分離法是利用濾膜攔截污染物質(zhì)，從而使廢水得以凈化。但是該方法對廢水的預(yù)處理有較嚴(yán)格要求，以避免膜快速污染，從而延長膜的使用時間。膜處理方法投資費(fèi)用較高，操作管理水平要求較嚴(yán)格，存在膜污染等問題，并且膜的清洗麻煩，有時濾液的有機(jī)物濃度還是比較高，后續(xù)需要進(jìn)行生化處理，處理成本較高。

氣浮法是指利用高度分散的微小氣泡粘附廢水中的含疏水基的污染物，使得小氣泡和污染物結(jié)合為密度小于水的一個整體，從而上浮于水面而去除?？赏ㄟ^投加混凝劑等措施提高氣浮效果，對于有機(jī)物含量不高的廢水部分可以實現(xiàn)排放，但多數(shù)仍需要進(jìn)一步深度處理。氣浮法處理的廢水量大，不會產(chǎn)生廢渣廢氣，但是氣浮法占地面積大、能耗較高。

酸析法是在酸性條件下，溶解態(tài)或膠體態(tài)油類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為懸浮態(tài)，從而將油類物質(zhì)等從液體中分離出來的方法，該類方法操作簡單，所用藥劑一般為濃硫酸、硝酸等強(qiáng)酸性物質(zhì)，也可用廢酸液代替純的酸性試劑,但是該方法產(chǎn)生的沉渣或浮渣較多,并要求設(shè)備具有一定的抗腐蝕性。

鹽析法是向廢水中投加無機(jī)鹽類物質(zhì)至一定濃度，破壞油珠的水化膜，一般常用電解質(zhì)有氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉、硫酸鈣、硫酸鋁鉀等。但鹽析法通常效果不如酸析法，而且鹽析法藥劑投加量較大，價格較貴并會帶來大量污泥沉淀，給處理帶來較大麻煩。

混凝法是向廢水中投加混凝劑，利用混凝劑的網(wǎng)捕、吸附架橋等作用，使微粒油珠相互聚結(jié)變大，成為較大的集合體，再借助其它常規(guī)方法實現(xiàn)固液的分離和去除?；炷齽┯袩o機(jī)混凝劑、有機(jī)混凝劑和微生物混凝劑三大類。無機(jī)混凝劑使用最為普遍的是鋁鹽、鐵鹽和氯化鈣以及在此基礎(chǔ)上改進(jìn)發(fā)展出的聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鐵、聚合氯化鋁鐵、聚硅酸鋁鐵等無機(jī)高分子混凝劑。有機(jī)混凝劑種類較多，一般分為天然有機(jī)混凝劑和合成有機(jī)混凝劑兩大類。從結(jié)構(gòu)上來分，則有陰離子型、陽離子型和非離子型三大類。微生物混凝劑是一種新型混凝劑，是由微生物或者其分泌物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，它具有容易固液分離，形成的沉淀及泥量較少，容易被微生物通過自身代謝反應(yīng)降解，無毒性，無二次污染。由于不同類型的微生物混凝劑制備需要不同的條件，并且影響因素較多，如培養(yǎng)基的碳源、氮源、培養(yǎng)溫度、pH值等，所以目前微生物混凝劑因其生產(chǎn)成本太高，還沒得以廣泛應(yīng)用。

(二)高級氧化法

高級氧化法通常包含臭氧氧化、芬頓試劑法等。高級氧化法最顯著的特點是體系可以產(chǎn)生較高濃度的羥基自由基，羥基自由基氧化還原電位很高，可與絕大多數(shù)有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，通過復(fù)雜的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和氧化還原價位的變化，使有機(jī)物最終降解為二氧化碳和水等小分子物質(zhì)，從而達(dá)到徹底氧化有機(jī)物的目的，而且環(huán)保無污染。但是臭氧氧化法中臭氧的投加和接觸反應(yīng)系統(tǒng)效率低，因此臭氧投加量大，制備臭氧的裝置電能耗量高，造價高，所以該方法應(yīng)用受到了限制。芬頓試劑法中使用的雙氧水(H₂O₂)應(yīng)用成本較高，因此應(yīng)用也受到了限制。

(三)生物處理法

生物處理法是利用微生物降解去除廢水中的有機(jī)物等污染物質(zhì)的處理方法，由于污染物質(zhì)的去除利用的是微生物生命活動過程中發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，所以又常稱為生化法。根據(jù)廢水生物處理過程中微生物對于氧氣的需求不同，將生物法分為好氧生物處理法,厭氧生物處理法。

(1)好氧生物處理法，是在處理過程中供給微生物足夠的氧氣，利用好氧微生物將有機(jī)物氧化分解，最終轉(zhuǎn)化為CO₂和水。好氧生物處理工藝主要有活性污泥法和生物膜法(如生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化、生物流化床)。該方法對于易生物降解的廢水處理效果好，但是能耗大，剩余污泥處理、處置較困難。

(2)厭氧生物處理法，是在處理過程中不供給氧氣，利用厭氧微生物將廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等氣體。大分子有機(jī)物的厭氧生物降解過程可以分為三個階段：水解酸化階段(在水解與發(fā)酵細(xì)菌作用下，大分子有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油等)、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段(在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，把第一階段的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成氫、二氧化碳和乙酸)和產(chǎn)甲烷階段(在產(chǎn)甲烷菌的作用下，將第二階段的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成甲烷等氣體)。厭氧生物處理工藝產(chǎn)生的甲烷可以做為能源再利用，產(chǎn)生剩余污泥的量較少。但是由于厭氧菌生長繁殖較慢，且對毒害性物質(zhì)敏感，對生存環(huán)境有嚴(yán)格要求，因此厭氧生物處理過程對運(yùn)行管理要求較高，運(yùn)行條件要求嚴(yán)格控制，否則極易造成厭氧系統(tǒng)崩潰。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡單易行，便于運(yùn)行管理，成本低廉的混凝-厭氧水解-好氧協(xié)同處理切削液廢水裝置。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種混凝-厭氧水解-好氧協(xié)同處理切削液廢水的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：

一種混凝-厭氧水解-好氧協(xié)同處理切削液廢水裝置，進(jìn)水管11與混凝池1連接；混凝池1通過管路依次與第一沉淀池2、厭氧水解池3、第二沉淀池4、好氧反應(yīng)池5、第三沉淀池6的進(jìn)水端連接；第一沉淀池2底部連接沉積絮體排放管12；第二沉淀池4底部通過管路依次與第一三通13、第一污泥回流泵15連接后與厭氧水解池3連接，第一三通13連接有第一剩余污泥排放管14；第三沉淀池6底部通過管路依次與第二三通16、第二污泥回流泵18連接后與好氧反應(yīng)池5連接，第二三通16連接有第二剩余污泥排放管17；第三沉淀池6的上部設(shè)置有出水管19；在混凝池1內(nèi)部設(shè)置有第一攪拌器7；在厭氧水解池3內(nèi)部設(shè)置有第二攪拌器8；在好氧反應(yīng)池5內(nèi)底部均勻設(shè)置有微孔曝氣器10，微孔曝氣器10通過管路與設(shè)置在好氧反應(yīng)池5外的鼓風(fēng)曝氣機(jī)9連接。

一種混凝-厭氧水解-好氧協(xié)同處理切削液廢水方法，包括如下步驟：

(1)使用一種混凝-厭氧水解-好氧協(xié)同處理切削液廢水裝置，所述裝置為：進(jìn)水管11與混凝池1連接；混凝池1通過管路依次與第一沉淀池2、厭氧水解池3、第二沉淀池4、好氧反應(yīng)池5、第三沉淀池6的進(jìn)水端連接；第一沉淀池2底部連接沉積絮體排放管12；第二沉淀池4底部通過管路依次與第一三通13、第一污泥回流泵15連接后與厭氧水解池3連接，第一三通13連接有第一剩余污泥排放管14；第三沉淀池6底部通過管路依次與第二三通16、第二污泥回流泵18連接后與好氧反應(yīng)池5連接，第二三通16連接有第二剩余污泥排放管17；第三沉淀池6的上部設(shè)置有出水管19；在混凝池1內(nèi)部設(shè)置有第一攪拌器7；在厭氧水解池3內(nèi)部設(shè)置有第二攪拌器8；在好氧反應(yīng)池5內(nèi)底部均勻設(shè)置有微孔曝氣器10，微孔曝氣器10通過管路與設(shè)置在好氧反應(yīng)池5外的鼓風(fēng)曝氣機(jī)9連接；

(2)將切削液廢水自進(jìn)水管11流入混凝池1，向混凝池1內(nèi)投入聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，在第一攪拌器7的作用下切削液廢水和聚合氯化鋁及聚丙烯酰胺混合形成絮體，帶絮體的混合液流入第一沉淀池2后沉淀，第一沉淀池2池底沉積的絮體自沉積絮體排放管12排出；第一沉淀池2上層清液進(jìn)入?yún)捬跛獬?，同時來自第二沉淀池4的回流污泥經(jīng)第一污泥回流泵15泵入?yún)捬跛獬?，第一沉淀池上層清液和厭氧回流污泥在第二攪拌器8的作用下混合，向厭氧水解池3內(nèi)投加堿，形成的泥水混合液流入第二沉淀池4后沉淀，第二沉淀池4底部污泥一部分經(jīng)第一污泥回流泵15泵入?yún)捬跛獬?，另一部分通過第一三通13經(jīng)第一剩余污泥排放管14排放；第二沉淀池4上層清液流入好氧反應(yīng)池5，同時來自第三沉淀池6的回流污泥經(jīng)第二污泥回流泵18泵入好氧反應(yīng)池5，鼓風(fēng)曝氣機(jī)9開啟，通過微孔曝氣器10向好氧反應(yīng)池5內(nèi)供氧，向好氧反應(yīng)池5內(nèi)投加葡萄糖，第二沉淀池上層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，第三沉淀池6底部污泥一部分經(jīng)第二污泥回流泵18泵入好氧反應(yīng)池5，另一部分通過第二三通16經(jīng)第二剩余污泥排放管17排放，第三沉淀池上層清液經(jīng)出水管19排出。

聚合氯化鋁的投加量為9g/L,聚丙烯酰胺的投加量為0.3g/L。

帶絮體的混合液流入第一沉淀池2后沉淀時間為1小時。

厭氧水解池3內(nèi)混合液懸浮固體濃度為7000mg/L～9000mg/L，厭氧水解池水力停留時間為24小時，污泥齡為30天～35天；向厭氧水解池3內(nèi)投加堿，使厭氧水解池混合液pH在7.0～7.5之間。

厭氧水解池泥水混合液流入第二沉淀池4后沉淀時間為2小時，第二沉淀池4泵入?yún)捬跛獬?的污泥回流比為80％～120％。

好氧反應(yīng)池5內(nèi)混合液懸浮固體濃度為4000mg/L～6000mg/L，好氧反應(yīng)池水力停留時間為36小時，污泥齡為10天～12天；鼓風(fēng)曝氣機(jī)9向好氧反應(yīng)池5內(nèi)供氧使混合液溶解氧濃度大于4.0mg/L，好氧反應(yīng)池5內(nèi)投加葡萄糖的量為2.0g/L。

好氧反應(yīng)池泥水混合液流入第三沉淀池6后沉淀時間為2小時，第三沉淀池6回流至好氧反應(yīng)池5的污泥回流比為80％～120％。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明的裝置及方法對切削液廢水進(jìn)行混凝預(yù)處理，不僅可以使油水分層，去除大部分石油類，而且還能去除部分大分子有機(jī)污染物，可以提高廢水的可生化性，且所需設(shè)備簡單，操作管理、運(yùn)行維護(hù)方便。厭氧水解生物處理法，是在處理過程中不供給氧氣，僅利用厭氧微生物將厭氧反應(yīng)控制在了大分子有機(jī)物水解成小分子有機(jī)物的水解酸化階段，沒有產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段，以提高廢水的可生化性。所以系統(tǒng)中不需要培養(yǎng)產(chǎn)甲烷菌，因此運(yùn)行條件要求比完成產(chǎn)甲烷的完整厭氧生物處理法寬松，運(yùn)行管理較產(chǎn)甲烷的厭氧生物處理法方便。好氧協(xié)同反應(yīng)，添加葡萄糖作為協(xié)同降解難生物降解的藥劑，成本低。

本發(fā)明的方法，操作簡便，維護(hù)方便，投加藥物為水處理行業(yè)常用藥劑，容易購置，價格低。切削液廢水經(jīng)過該組合工藝處理，廢水中的有機(jī)物、石油類等污染物濃度大幅度降低。本發(fā)明的方法處理切削液廢水可使COD、BOD₅、石油類、懸浮物和pH達(dá)到《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T31962-2015)》中的C級排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

附圖說明

圖1為一種混凝-厭氧水解-好氧協(xié)同處理切削液廢水工藝示意圖。

圖2為一種混凝-厭氧水解-好氧協(xié)同處理切削液廢水裝置示意圖。

圖中：1——混凝池 2——第一沉淀池 3——厭氧水解池 4——第二沉淀池 5——好氧反應(yīng)池 6——第三沉淀池 7——第一攪拌器 8——第二攪拌器 9——鼓風(fēng)曝氣機(jī) 10——微孔曝氣器 11——進(jìn)水管 12——沉積絮體排放管 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

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

一種混凝-厭氧水解-好氧協(xié)同處理切削液廢水裝置，見圖2，進(jìn)水管11與混凝池1連接；混凝池1通過管路依次與第一沉淀池2、厭氧水解池3、第二沉淀池4、好氧反應(yīng)池5、第三沉淀池6的進(jìn)水端連接；第一沉淀池2底部連接沉積絮體排放管12；第二沉淀池4底部通過管路依次與第一三通13、第一污泥回流泵15連接后與厭氧水解池3連接，第一三通13連接有第一剩余污泥排放管14；第三沉淀池6底部通過管路依次與第二三通16、第二污泥回流泵18連接后與好氧反應(yīng)池5連接，第二三通16連接有第二剩余污泥排放管17；第三沉淀池6的上部設(shè)置有出水管19；在混凝池1內(nèi)部設(shè)置有第一攪拌器7；在厭氧水解池3內(nèi)部設(shè)置有第二攪拌器8；在好氧反應(yīng)池5內(nèi)底部均勻設(shè)置有微孔曝氣器10，微孔曝氣器10通過管路與設(shè)置在好氧反應(yīng)池5外的鼓風(fēng)曝氣機(jī)9連接。

一種混凝-厭氧水解-好氧協(xié)同處理切削液廢水方法，見圖1和圖2，包括如下步驟：(1)使用一種混凝-厭氧水解-好氧協(xié)同處理切削液廢水裝置，所述裝置為：進(jìn)水管11與混凝池1連接；混凝池1通過管路依次與第一沉淀池2、厭氧水解池3、第二沉淀池4、好氧反應(yīng)池5、第三沉淀池6的進(jìn)水端連接；第一沉淀池2底部連接沉積絮體排放管12；第二沉淀池4底部通過管路依次與第一三通13、第一污泥回流泵15連接后與厭氧水解池3連接，第一三通13連接有第一剩余污泥排放管14；第三沉淀池6底部通過管路依次與第二三通16、第二污泥回流泵18連接后與好氧反應(yīng)池5連接，第二三通16連接有第二剩余污泥排放管17；第三沉淀池6的上部設(shè)置有出水管19；在混凝池1內(nèi)部設(shè)置有第一攪拌器7；在厭氧水解池3內(nèi)部設(shè)置有第二攪拌器8；在好氧反應(yīng)池5內(nèi)底部均勻設(shè)置有微孔曝氣器10，微孔曝氣器10通過管路與設(shè)置在好氧反應(yīng)池5外的鼓風(fēng)曝氣機(jī)9連接；

(2)將切削液廢水自進(jìn)水管11流入混凝池1，向混凝池1內(nèi)投入混凝劑聚合氯化鋁(PAC)和助凝劑聚丙烯酰胺(PAM)，PAC投加量為9g/L，PAM投加量為0.3g/L,在第一攪拌器7的作用下切削液廢水中大部分石油類及部分有機(jī)物和PAC及PAM發(fā)生混合絮凝反應(yīng)形體絮體,帶絮體的混合液流入第一沉淀池2后沉淀1小時，第一沉淀池2池底沉積的絮體自沉積絮體排放管12排出；第一沉淀池2上層清液進(jìn)入?yún)捬跛獬?，由于PAC和PAM混凝吸附了切削液廢水中的大量高分子難降解的有機(jī)物和石油類物質(zhì)，所以經(jīng)過混凝處理后，切削液廢水中石油類和有機(jī)物去除顯著，第一沉淀池2上層清液的可生化性(B/C值，即BOD₅/COD值)較原廢水提高顯著；來自第二沉淀池4的回流污泥經(jīng)第一污泥回流泵15泵入?yún)捬跛獬?，第一沉淀池上層清液和厭氧回流污泥在第二攪拌器8的作用下混合，在厭氧水解池內(nèi)發(fā)生水解酸化反應(yīng)，將部分大分子有機(jī)物水解為小分子有機(jī)物，進(jìn)一步提高廢水的可生化性，由于厭氧水解產(chǎn)物有酸性物質(zhì)，為了防止厭氧水解池內(nèi)混合液pH降低過多，而抑制厭氧水解污泥的活性，向厭氧水解池3內(nèi)投加堿，另一方面由于厭氧水解池后續(xù)的好氧反應(yīng)池內(nèi)發(fā)生的有機(jī)物好氧氧化過程會產(chǎn)生堿度，會使好氧反應(yīng)池內(nèi)混合液pH有所升高，所以向厭氧水解池內(nèi)投加堿使厭氧水解池混合液pH在7.0～7.5之間即可，堿可以選用經(jīng)濟(jì)易得的氫氧化鈉或碳酸氫鈉等；厭氧水解池3內(nèi)混合液懸浮固體濃度為7000mg/L～9000mg/L，厭氧水解池水力停留時間為24小時；厭氧水解池泥水混合液流入第二沉淀池4后沉淀2小時，第二沉淀池4底部污泥一部分經(jīng)第一污泥回流泵15泵入?yún)捬跛獬?，使污泥回流比為80％～120％，另一部分通過第一三通13經(jīng)第一剩余污泥排放管14排放，污泥排出量應(yīng)使厭氧水解池內(nèi)活性污泥的污泥齡保持在30天～35天；第二沉淀池4上層清液流入好氧反應(yīng)池5，同時來自第三沉淀池6的回流污泥經(jīng)第二污泥回流泵18泵入好氧反應(yīng)池5，鼓風(fēng)曝氣機(jī)9開啟，通過微孔曝氣器10向好氧反應(yīng)池5內(nèi)供氧，使混合液溶解氧濃度大于4.0mg/L，向好氧反應(yīng)池5內(nèi)投加葡萄糖，葡萄糖協(xié)同降解部分難降解有機(jī)物，葡萄糖投加量為2.0g/L；好氧反應(yīng)池5內(nèi)混合液懸浮固體濃度為4000mg/L～6000mg/L，好氧反應(yīng)池水力停留時間為36小時；第二沉淀池上層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小時，第三沉淀池6底部污泥一部分經(jīng)第二污泥回流泵18泵入好氧反應(yīng)池5，使污泥回流比為80％～120％，另一部分通過第二三通16經(jīng)第二剩余污泥排放管17排放，污泥排出量應(yīng)使好氧反應(yīng)池內(nèi)活性污泥的污泥齡保持在10天～12天；第三沉淀池上層清液經(jīng)出水管19排出。

實施例1

某機(jī)械加工廠排放的切削液廢水經(jīng)過本發(fā)明方法及參數(shù)運(yùn)行，廢水處理后COD、BOD₅、石油類、懸浮物和pH均達(dá)到了《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T31962-2015)》中C級排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。詳見表1中第1～第5列及第7列。

為了驗證葡萄糖對切削液廢水中難降解有機(jī)物的協(xié)同降解作用，對該切削液廢水同樣采用本發(fā)明方法，僅在好氧反應(yīng)池中不投加葡萄糖，其他各單元運(yùn)行參數(shù)與本發(fā)明中所列相同，則第三沉淀池出水水質(zhì)，見表1中第6列。

對比表1中第5列和第6列中數(shù)據(jù)可知，葡萄糖對切削液廢水中難降解有機(jī)物的協(xié)同降解作用明顯，在好氧反應(yīng)池中投加葡萄糖可以顯著提高有機(jī)物的去除率。