机床是机械加工的基本生产设备，生产机床的质量和数量是国家工业发达程度的重要标志之一。生产机床是复杂而精密的过程，包括金属切削、涂装前处理、铸件热处理、喷漆和清洗等，相应用到的药剂也十分复杂。金属切削过程中，使用乳化液能够起到润滑、清洗及防锈作用，但乳化液是污染负荷极高的含油污水，而且由于表面活性剂的作用，油滴稳定地存在于水中，难于处理〔1〕。涂装前处理工段除油、除锈过程使用除油剂、酸性除锈剂，磷化过程使用含磷酸盐的酸性溶液使金属表面形成磷化膜。除此之外，热处理工段产生含油污水，喷漆工段产生含大量水溶性油漆的污水，清洗工段产生酸洗污水。机床生产加工过程中，产生的污水来源极其复杂，污染物种类繁多，目前国内外对这类污水的处理工程均鲜有报道。
沈阳某机床厂污水处理工程于2007年投入运行，针对各工段生产污水的不同性质，先对各类生产污水进行预处理，去除乳化油、磷酸盐、金属离子等物质。处理后的生产污水与厂区生活污水混合，用水解酸化+生物接触氧化工艺进行进一步处理。实际运行效果表明该处理工程处理效果稳定，出水水质达到设计要求。
1 污水水质和水量
1.1 生产污水进水水质和水量
生产污水总水量为240 m3/d，生产污水来源及成分极其复杂，主要有以下几个部分：
(1)乳化液污水。含有乳化剂、防锈添加剂、抗磨剂、润滑油、表面活性剂等，COD 10 000～12 000 mg/L。污染负荷极高，难于处理，为生产污水中主要污染物。每半个月排放一次，每次排放120 m3。
(2)前处理污水。包括酸洗、碱洗、脱脂和磷化等工艺产生的污水，COD 80～800 mg/L，油300～1 200 mg/L，Zn2+ 2.5～13 mg/L，还含有磷酸盐和表面活性剂。连续排放，每小时排放6.0 m3。
(3)热处理污水。主要是含油污水。每月排放一次，每次排放量61 m3。
(4)喷漆污水。含大量油漆颗粒及溶剂(如乙醇、丙酮、苯类)，COD 450～550 mg/L。每两个月排放一次，每次排放量80 m3。
(5)清洗机污水。含有盐酸、硫酸、硝酸和磷酸，pH<1.5。不定期排放，每次排放量85 m3。
1.2 生活污水进水水质和水量
生活污水水量为1 200 m3/d。生活污水进水水质：COD 300~350 mg/L，BOD5 200~230 mg/L，氨氮≤100.0 mg/L，石油类≤40 mg/L，SS≤250 mg/L，pH 6~9。
1.3 出水水质
各种生产污水经过预处理后出水水质均应达到DB 21/1627—2008《辽宁省污水综合排放标准》〔2〕，具体要求：CODCr≤300 mg/L，BOD5≤250 mg/L，氨氮≤30 mg/L，石油类≤20 mg/L，SS≤300 mg/L，pH 6~9，磷酸盐≤5.0 mg/L。预处理后的生产污水与生活污水混合，形成综合污水，并做进一步处理。综合污水处理后出水水质应达到GB/T 18920—2002《城市污水再生利用 城市杂用水水质》中绿化及道路清扫水质标准〔3〕，具体要求：BOD5≤15 mg/L，氨氮≤10.0 mg/L，pH 6~9。
2 处理工艺流程
根据机床厂污水种类繁多、成分复杂的特点，采用预处理和生物处理结合的工艺进行处理，具体工艺流程如图 1所示。
图 1 处理工艺流程
工业污水首先进行预处理过程。乳化液污水有机负荷极高，化学稳定性高，处理很困难，需要单独进行预处理。乳化液污水首先进入预处理机，通过加药装置向预处理机中投加石灰乳和明矾粉水两种混凝剂。混凝剂能够发生水解，生成胶体吸附油滴，还能形成高分子聚合物吸附油滴，使乳化油从水分子的包围中分离，完成破乳过程，实现油水分离，预处理机出水进入贮存池。而前处理污水、热处理污水、喷漆污水和清洗机污水有机负荷、含油量较低，可以直接进入贮存池与处理后的乳化液污水进行混合，混合后污水进入中和调节池，加入盐酸进行酸碱度调节。调节池出水管道设有管道混合器，其中添加了PAC粉末、PAM粉末，在出水水流的作用下，药剂迅速、均匀的扩散到污水中，混合了药剂的污水流入固液分离器。在固液分离器中，磷酸盐以磷酸钙沉淀的形式去除，锌、锰等重金属离子以氢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，药剂与出水混合后进入装有涡凹曝气机的小型充气段，在那里与曝气机产生的微气泡充分混合，气泡附着在固体悬浮物表面，将其带到水面。气浮池的上端设置刮泥机，刮泥机将浮在水面的悬浮物刮到倾斜板上，再将其推入排泥管。排泥管内设置水平螺旋推进器，将所收集的污泥推出气浮池。气浮池出水进入曝气调节池。
生活污水首先通过集水池中的机械格栅，拦截污水中大颗粒悬浮或漂浮固体污染物，然后由潜水泵提升到曝气调节水池。在曝气调节水池中，生活污水与处理后的工业污水充分混合，并完成水质水量的均化。然后将污水提升至水解酸化池，利用厌氧菌使有机物得到充分厌氧降解或初步水解，将大分子有机物转化成小分子有机物，提高污水的可生化性。水解酸化池流出的污水通过进水槽，由下至上均匀进入一级接触氧化池，池底均匀设置一定数量的曝气头提供氧气，池中充氧的污水与悬挂的组合填料充分接触，填料上附着的好氧微生物对大部分有机污染物进行生物降解，污水得到初步净化。污水在重力的作用下流入二级接触氧化池，进一步完成有机物的降解，出水进入沉淀池，进行泥水分离。沉淀后污水均匀分配，进入三套并联的石英砂过滤器，去除水中悬浮物及黏胶质颗粒，从而降低水中浊度，出水进入两套并联的活性炭吸附器进一步去除水中悬浮物及总磷。过滤工艺是保证污水各项出水水质达到指标的重要步骤，过滤清水由变频给水泵运输到中水给水管网，回用于生产和厂区绿化灌溉。
3 主要工艺构筑物设计参数及设备选型
3.1 预处理部分
(1)乳化液污水预处理。预处理机1套，处理能力为1 m3/h，尺寸为1.5 m×0.7 m×1.3 m，功率1.5 kW，荷重1.35 t。设置钙盐加药装置和明矾加药装置各 1套，型号为LD-JY-500，储药箱有效容积500 L，溶药箱有效容积200 L，搅拌机功率0.37 kW。KWQ4-10-0.55型乳化液污水池潜污泵1台，Q=4 T/h，H=10 m。
(2)清洗机、前处理、热处理、喷漆污水预处理。污水贮存池尺寸为8.0 m×4.0 m×2.7 m。设置盐酸加药装置1台，有效容积500 L。KWQ4-10-0.55型污水池提升泵1台，Q=4 T/h，H=10 m。
(3)中和调节池。尺寸为6.05 m×2.7 m×4.5 m，设置KWQ10-15-1.1型潜污泵2台，Q=10 T/h，H=15 m。
(4)固液分离器。1套，尺寸为4.0 m×2.0 m×3.0 m，处理能力10 m3/h，功率1.6 kW，处理流量10 T/h，净重3.6 T。设PAC加药装置和PAM加药装置各1套，储药箱有效容积1 000 L，溶药箱有效容积500 L，搅拌机功率0.55 kW。
(5)涡凹气浮装置。1套，尺寸为3.05 m×1.23 m×1.26 m。气浮装置型号为ZWS-10，功率3.3 kW，处理能力10 m3/h。
3.2 生物处理部分
(1)集水池。尺寸为9.28 m×6.05 m×4.8 m，池内设有机械格栅1台，格栅宽800 mm，栅条间隙5 mm，倾角60°。配有WQ2290-430-200型潜水泵2台，Q=250 m3/h，H=15 m，P=18.5 kW。WQ2260-425-150型潜水泵1台，Q=145 m3/h，H=15 m，P=11 kW。
(2)曝气调节水池。尺寸为14.7 m×6.05 m×4.7 m。设有WQ2210-422-150型潜水泵2台，Q=65 m3/h，H=15 m，P=5.5 kW。
(3)水解酸化池和生物接触氧化池。水解酸化池尺寸为7.2 m×6.05 m×4.48 m。生物接触氧化池采用两级生物接触氧化流程。一级接触氧化池尺寸为9.95 m×5.65 m×4.8 m，二级接触氧化池尺寸为4.95 m×5.65 m×4.8 m。每座接触氧化池内挂组合填料。设有2台SSR125H-1750-58.8型鼓风机将压缩空气通过管道送入每座接触氧化池。
(4)沉淀池。构筑物为竖流式沉淀池，尺寸为 5.6 m×5.6 m×4.8 m。池内装有2台kWQ8-12-0.75型沉淀池潜污泵，H=12 m。
(5)石英砂过滤器和活性炭吸附器。石英砂过滤器3套，处理水量30 T/h，尺寸为D 2.0 m×3.38 m，净重2.5 T。活性炭吸附器2套，处理水量30 T/h，尺寸为D 2.0 m×3.66 m，净重2.5 T。
3.3 自控系统
自控系统能够显示系统各设备、装置、区域的运行状态以及全部过程参数和动态生产实时数据，操作人员可在中央控制室监视各工艺设备运行状态，实现自动化操作、远程控制要求。
4 运行效果
该工程于2007年8月开始运行，工程运行至今，处理效果一直很稳定，COD、SS和氨氮均达到GB/T 18920—2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》中绿化及道路清扫水质标准。2012年10月的运行效果如表 1所示。
5 运行费用分析
运行费用主要有电费、人工费和药剂费。其中电费：工程中耗电设备有潜污泵3台，潜水泵5台，鼓风机2台，气浮装置1台，搅拌机2台，总装机容量为83.92 kW，其中鼓风机、气浮装置常年运行，其他设备按照运行需要间断运行，综合考虑以上因素得到实际工程运行功率为45 kW，电价按0.6元/(kW·h)计算，耗电费为0.45元/m3;人工费：工程运行管理维护人员4名，按人工维护管理费用每日80元计算，人工费为0.22元/m3;药剂费：消耗药剂主要为PAC、PAM、石灰乳和明矾，药剂需要按时补充，每次定量投加50 kg，合计药剂费为0.38元/m3。综上所述，污水处理运行费用=电费+人工费+药剂费=0.45+0.22+0.38=1.05元/m3。具体参见污水技术资料更多相关技术文档。
6 结 语
机床厂生产污水污染物成分复杂，包括工业生产车间产生的乳化液污水、含油污、磷酸盐、锌、锰、表面活性剂等物质的污水。预处理方法能够对不同来源的污水进行有针对性的处理，减轻后续生物处理部分的处理负担，提高处理效果，生产污水出水水质符合DB21/1627—2008《辽宁省污水综合排放标准》。水解酸化、生物接触氧化等生物处理工艺能够完成对厂区综合污水的处理，处理水进行中水回用，实现了污水的无害化处理，出水水质达到GB/T 18920—2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》中绿化及道路清扫水质标准。