近年來，隨著子午線輪胎的高速發展，作為輪胎主要骨架材料的鋼簾線需求量不斷增加。2010 年我國鋼簾線用量突破60 萬t，需消耗潤滑劑6 000～7 000 t，產生大量潤滑劑廢液。潤滑劑廢水成分復雜，污染物濃度高，處理難度大，該種廢水的處理是鋼簾線企業污染治理的難題。
潤滑劑廢水含有大量乳化油、溶解性有機物與絡合態重金屬，廢水排放將造成嚴重的生態污染與環境危害〔1〕，因此被列入《國家危險廢物名錄》。目前在國內此類潤滑劑廢水處理的相關報道較為少見〔2, 3〕。國外研究者的處理方法主要有破乳法、還原法、電化學法、膜分離法等〔4, 5, 6, 7, 8〕。
1 廢水水質及水量
廢水來源于某大型鋼簾線企業電鍍拉絲工藝中的濕拉工藝，主要有兩種潤滑劑廢水：分別為FP 潤滑劑廢水與ADMU 潤滑劑廢水。兩種廢水水量較小，但成分復雜、污染物濃度高、處理難度大。水質水量特征具體如表 1 所示。
兩種廢水需在處理后與綜合電鍍廢水混合排放，預期處理目標為出水COD＜500 mg/L，Cu＜1 mg/L，Zn＜5 mg/L。
表 1 潤滑劑廢水水質及水量
2 工藝流程簡介
2.1 工藝選擇
藥劑破乳是廢水中乳化油的常用處理方法，其中又分酸化法、鹽析法、混凝法等。筆者經小試論證后采用硫酸鋁混凝法對潤滑劑廢水進行破乳處理，利用混凝劑（如硫酸鋁）的吸附架橋作用，與微粒油珠結合成為聚合體沉淀，從而實現水油分離。
兩類潤滑劑廢水的COD、銅和鋅重金屬濃度較高。其中COD 主要由乳化油與溶解性有機物組成，破乳法和生化法分別是兩種污染物最經濟實用的處理工藝，因此首先考慮采用破乳法將大部分乳化油去除，再用生化法處理其余溶解性有機物。鑒于高濃度重金屬可能對生化處理中的微生物產生毒害抑制效果，因此在生化處理之前需去除絡合態重金屬銅。
兩類潤滑劑廢水的COD、銅和鋅重金屬濃度較高。其中COD 主要由乳化油與溶解性有機物組成，破乳法和生化法分別是兩種污染物最經濟實用的處理工藝，因此首先考慮采用破乳法將大部分乳化油去除，再用生化法處理其余溶解性有機物。鑒于高濃度重金屬可能對生化處理中的微生物產生毒害抑制效果，因此在生化處理之前需去除絡合態重金屬銅。
在潤滑劑廢水中，銅主要以Cu2+與有機物絡合存在，去除困難。去除絡合態重金屬銅的常用方法有硫酸亞鐵還原法、硫化鈉沉淀法、Fenton 氧化法等。考慮到硫化鈉危險性較大，Fenton 氧化法成本過高，故采用了硫酸亞鐵還原法。硫酸亞鐵中的二價鐵離子（Fe2+）具有還原性，在pH=2~3 時，能將水中的Cu2+還原成Cu+，而Cu+無法形成穩定的絡合物，在pH 調節至堿性后與鐵離子鋅離子等共沉淀。
生化法去除溶解性有機物是工業廢水處理中常用方法，大多采用A/O 工藝。但由于該潤滑劑廢水COD 過高，破乳處理后仍在20 000 mg/L 左右，因此采用IC 厭氧反應器作為預處理工藝，IC 厭氧反應器高徑比大、有機負荷高，可適應高濃度的有機廢水。后續采用兩段A/O 工藝，并延長停留時間，最大程度降解廢水有機物。
因此，可采用“破乳法去除乳化油—還原法去除重金屬—多級生化去除有機物” 的組合工藝處理潤滑劑廢水。工藝主要由以下組成：
（1）破乳法去除乳化油：廢水加入混凝劑硫酸鋁后攪拌進行破乳處理，破乳后乳化油隨著混凝沉淀得到去除。
（2）還原法去除重金屬：將破乳處理后的廢水調節pH 至3，加入硫酸亞鐵進行還原反應，然后加堿調節pH 至10 左右使重金屬沉淀。
（3）IC 厭氧生物處理： 經預處理后的廢水仍含有大量溶解性有機物，COD 在20 000 mg/L 左右。采用高容積負荷的IC 厭氧反應器可有效降解部分有機物，減輕后續生化反應負荷。
（4）A/O 工藝：經過厭氧生物處理的廢水，分別在水解酸化池與好氧反應池中經過生物處理進一步降解有機物，經過兩段A/O 工藝處理后廢水COD基本得到去除，可與廠區其他低濃度廢水混合后排放。
2.2 主要處理單元簡介
通過分析廢水水質，參考國內外的相關報道，結合小試進行模擬，確定工藝流程如圖 1 所示（實虛線表示污泥處理流程）。
圖 1 潤滑劑廢水處理工藝流程
主要處理單元如下：
（1）批處理反應器：FP 潤滑劑廢水與ADMU 潤滑劑廢水分別在調節池調節水質，然后提升至批處理反應器，采用序批式反應進行破乳與重金屬沉淀處理。處理后的廢水（混有大量重金屬污泥）提升至廂式壓濾機中進行泥水分離后出水進入中間水池。FP 潤滑劑廢水與ADMU 潤滑劑廢水分別配置一套批處理反應器與壓濾機，出水統一進入中間水池。
（2）氣浮系統：批處理出水由中間水池提升至氣浮系統進行連續式處理，前段分別加入重金屬捕集劑與混凝劑，深度去除重金屬與乳化油，后段通過加壓溶氣氣浮將浮渣分離后出水。
（3）IC 厭氧反應器：氣浮出水進入IC 厭氧反應器，降解部分有機物。
（4）兩段A/O 組合池：IC 厭氧出水進入兩段式的A/O 組合池，分別經過水解酸化池、好氧生化池、沉淀池處理。處理出水重金屬達標，COD＜500 mg/L，可與該廠區綜合廢水混合后排放。
（5）污泥處理系統：由廂式壓濾機脫水后外運填埋。每座批處理反應器單獨配套一臺，生化剩余污泥與氣浮浮渣收集至污泥池后共用一臺。
工藝全程實現電氣自動化控制。
2.3 主要構筑物設計及運行參數
主要處理單元及其工藝參數如表 2 所示。
表 2 主要處理單元及其工藝參數
2.4 工藝特色
（1）處理方法合理，工藝完整。拉絲潤滑劑廢水成分復雜，污染物濃度高，處理難度大。國內外相關報道針對該類廢水提出了一些初步處理途徑，但未能提供徹底處理此類廢水的完整工藝。本工程借鑒先進經驗，結合小試模擬，提出了一套完整的潤滑劑廢水處理工藝。
（2）物化處理組合工藝。潤滑劑廢水中的乳化油與高濃度重金屬會嚴重影響生化系統處理效果，需在前端經物化方法徹底去除。本工藝在批處理反應器中進行破乳與還原反應，去除大部分乳化油與絡合態重金屬。并進入氣浮系統，加入重金屬捕集劑與混凝劑后通過氣浮分離浮渣，保證乳化油與重金屬的去除。
（3）多級生化處理工藝。潤滑劑廢水經物化處理后仍含有大量溶解性有機物，高負荷的IC 厭氧反應器可較好地適應高濃度有機廢水，降解部分有機物，并減輕負荷，以利于后續好氧生化處理。IC 出水后采用A/O 工藝，進一步降解有機物。經過多級生化處理，出水COD 降至500 mg/L 以下，與廠區綜合廢水混合后即可達標排放。
（4）工藝全程實現電氣自動化控制。潤滑劑廢水組合工藝處理單元多、流程復雜，但實現電氣控制后，廢水提升、藥劑投加、設備運行等流程均可自動完成，準確性高，節省人力，處理系統運行穩定。
3 處理效果
該工程2012年2 月建設完成，同年5 月系統調試基本完成，實現穩定運行。
5 月份各工段水質每日連續監測，取5 月1 日至5 月10 日數據做平均，結果如表 3 所示。
表 3 各工段出水水質
4 運行成本分析
該廢水相關處理設施總功率為101.36 kW，實際每日耗電量約為707.2 kW·h，電耗費用為9.42元/ m3。現場實行三班制，每班2 人，人工費0.8 元/m3。藥劑費（主要為硫酸亞鐵、硫酸鋁、片堿、PAM）為23.3 元/ m3，合計運行費用33.42 元/m3。由于該廢水屬于高濃度有機廢水，處理單元多、藥劑使用量大，因此處理費用高于一般工業廢水。具體參見https://www.dowater.com更多相關技術文檔。
5 結語
介紹了高濃度潤滑劑廢水的組合處理工藝。為克服現有技術的不足，填補國內該領域的空白，提出了一種方法合理、工藝完整、處理效果好的組合工藝。
采用該組合工藝處理拉絲潤滑劑廢水，出水重金屬基本得到去除，Cu＜1 mg/L，Zn＜1 mg/L，COD 降至500 mg/L 以下，與廠區綜合廢水混合后即可達標排放。
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