橡胶轮胎厂污水处理案例｜大型全钢子午线轮胎厂废水处理工程

大型全钢子午线轮胎厂综合废水处理工程（处理规模：5000 m³/d）

一、项目背景与废水特点

该企业为国内大型轮胎制造集团，主营全钢子午线轮胎，生产涵盖密炼、压延、挤出、成型、硫化、检验等全工序。废水主要来源于炼胶车间设备清洗、硫化车间冷却排水、地面冲洗水、锅炉排污水及生活污水，日均排放量约 5000 m³。废水呈高 COD、高悬浮物、高硫化物、含油、含胶粒、可生化性一般的典型特征：CODcr 1800–2500 mg/L，BOD5 600–900 mg/L，SS 800–1200 mg/L，石油类 80–150 mg/L，硫化物 30–60 mg/L，pH 6.5–9.0。原设施为老旧 “调节 + 初沉 + 普通活性污泥” 工艺，出水 COD 常超 100 mg/L，且污泥膨胀频发、异味严重，无法满足现行《橡胶制品工业污染物排放标准》（GB 27632-2011）中 COD≤80 mg/L、氨氮≤15 mg/L 的排放限值，环保压力巨大，亟需系统性改造。

二、设计进出水水质

进水：CODcr ≤2500 mg/L，BOD5 ≤900 mg/L，SS ≤1200 mg/L，石油类 ≤150 mg/L，硫化物 ≤60 mg/L，NH3-N ≤40 mg/L，pH 6.5–9.0

出水：CODcr ≤50 mg/L，BOD5 ≤10 mg/L，SS ≤20 mg/L，石油类 ≤3 mg/L，硫化物 ≤1.0 mg/L，NH3-N ≤5 mg/L，pH 6–9，同时满足 60% 生产回用要求（回用水质：COD≤30 mg/L，电导率≤1000 μS/cm）。

三、核心工艺流程

原水→机械格栅→调节池→混凝气浮池→水解酸化池→A/O 生化池→MBR 膜池→臭氧氧化池→消毒池→达标排放 / 回用

预处理单元（除油、除胶、降 SS）

机械格栅：设 2 道粗细格栅（栅隙 20 mm/5 mm），自动清渣，去除大块橡胶碎屑、纤维、包装袋等杂物，保护后续泵体与管道，避免堵塞。

调节池：有效容积 1500 m³，停留时间 7.2 h，内设潜水搅拌机与 pH 在线控制系统，均质均量，将 pH 稳定在 7.0–8.0，消除生产排水的水质水量波动冲击。

混凝气浮池：采用平流式溶气气浮，配套 PAC/PAM 自动投加系统（PAC 投加量 150–200 mg/L，PAM 1.5–2.0 mg/L）。通过混凝絮凝，将胶体态胶粒、乳化油、细小悬浮物凝聚成絮体，再经溶气水释放的微气泡吸附上浮，实现固液分离。除油率≥92%，SS 去除率≥85%，COD 去除率约 30%，大幅减轻生化负荷，避免油类与胶粒包裹微生物导致生化失效。气浮浮渣排入污泥浓缩池，后续脱水处置。

生化处理单元（核心降 COD、脱氮、改善可生化性）

水解酸化池：有效容积 2000 m³，停留时间 9.6 h，采用升流式厌氧污泥床（UASB）结构，接种专用水解酸化菌（耐高浓度有机物、耐硫化物）。在缺氧环境下，将废水中大分子难降解有机物（如橡胶助剂、长链烃、蛋白质）水解为小分子有机酸、醇类，BOD5/COD 从 0.3 提升至 0.5 以上，显著改善可生化性；同时去除部分 COD（约 25%），降解部分硫化物，降低后续生化抑制风险。池内设置多点布水与三相分离器，污泥浓度维持在 15–20 g/L，定期排泥至污泥系统。

A/O 生化池（厌氧 + 好氧，脱氮除碳）：总有效容积 3000 m³，厌氧段（A）1000 m³，好氧段（O）2000 m³，停留时间 14.4 h。厌氧段控制 DO≤0.5 mg/L，利用反硝化菌将好氧段回流混合液中的硝态氮还原为氮气，实现脱氮；同时进一步降解有机物。好氧段采用微孔曝气，DO 控制在 2.0–3.0 mg/L，接种耐冲击活性污泥，污泥浓度 3.5–4.5 g/L，MLSS 4000 mg/L 左右。通过好氧微生物代谢，将小分子有机物彻底氧化为 CO₂和 H₂O，COD 去除率≥85%，氨氮硝化率≥95%，出水 COD 降至 150 mg/L 以下，氨氮≤5 mg/L。池内设置在线 DO、pH、ORP 仪表，联动曝气与回流系统，自动控制运行参数。

MBR 膜池（高效泥水分离，保障出水清澈）：替代传统二沉池，有效容积 800 m³，采用中空纤维超滤膜（PVDF 材质，孔径 0.1 μm），膜通量 15 L/(m²・h)，共设 8 组膜组件。生化出水经膜过滤，SS 几乎完全去除（出水 SS＜5 mg/L），出水清澈透明，同时截留活性污泥，使池内污泥浓度维持在 6–8 g/L，进一步强化生化降解效果。膜组件采用 “在线曝气 + 定期化学清洗（次氯酸钠 + 柠檬酸）” 模式，控制膜污染，延长使用寿命（设计寿命 3–5 年）。MBR 出水 COD 稳定在 60–80 mg/L，满足提标基础要求。

深度处理与回用单元（达标 + 回用）

臭氧氧化池：有效容积 300 m³，臭氧投加量 30–40 mg/L，停留时间 1.5 h。利用臭氧强氧化性，氧化分解 MBR 出水中残留的难降解微量有机物、色度物质及异味物质，COD 进一步降至 50 mg/L 以下，色度＜5 倍，异味完全消除，同时杀菌消毒，改善回用水水质。

消毒池：采用次氯酸钠消毒（投加量 5–8 mg/L），接触时间 30 min，杀灭大肠杆菌及致病菌，确保排放水与回用水卫生安全。

回用水系统：消毒后出水经 “活性炭过滤 + 精密过滤器 + 反渗透（RO）” 处理，RO 产水率 65%，电导率≤1000 μS/cm，回用于密炼机冷却、设备清洗、地面冲洗等工序，回用率达 60%，每年节约新鲜水约 108 万 m³，大幅降低水费与排污费。

污泥处理系统

气浮浮渣、生化剩余污泥、膜清洗废液排入污泥浓缩池（有效容积 500 m³），经重力浓缩后，由高压隔膜压滤机（过滤面积 150 m²）脱水，污泥含水率降至≤80%，泥饼外运至合规处置单位（部分委托有资质企业资源化制砖），滤液回流至调节池重新处理，无二次污染。

四、关键设备与运行参数

机械格栅：2 套，栅隙 20 mm/5 mm，功率 1.5 kW / 套

调节池：1 座，有效容积 1500 m³，潜水搅拌机 4 台，功率 5.5 kW / 台

混凝气浮池：2 座，单池处理量 2500 m³/d，PAC/PAM 加药装置各 2 套

水解酸化池：1 座，有效容积 2000 m³，三相分离器 10 套

A/O 生化池：1 座，厌氧 1000 m³+ 好氧 2000 m³，微孔曝气头 3000 个

MBR 膜池：1 座，有效容积 800 m³，中空纤维膜组件 8 组

臭氧氧化池：1 座，有效容积 300 m³，臭氧发生器 2 台（10 kg/h）

污泥压滤机：2 台，过滤面积 150 m²，功率 30 kW / 台

运行稳定后，系统整体 COD 去除率≥97%，氨氮去除率≥98%，石油类去除率≥98%，硫化物去除率≥99%，出水水质稳定优于设计标准，连续 12 个月通过环保部门在线监测与现场抽检，无超标排放记录。

五、工程投资与运行成本

总投资：约 6200 万元（土建 2500 万、设备 3000 万、安装调试 400 万、其他 300 万）

吨水运行成本：2.8 元 /m³（电费 1.2 元、药剂费 0.8 元、污泥处置费 0.5 元、人工维护 0.3 元）

经济效益：年减排 COD 约 1800 吨、氨氮约 120 吨，获地方绿色工厂环保补贴 800 万元；年回用节水 108 万 m³，节约水费约 324 万元；回收炭黑（废气协同处理）年节省原料费 1200 万元，投资回收期约 3 年，环境效益与经济效益双赢。

六、案例总结

本项目针对大型轮胎厂废水 “高浓、含油、含胶、难生化” 的特点，采用 “预处理（气浮除油）+ 水解酸化（改善可生化）+A/O（脱氮除碳）+MBR（高效固液分离）+ 臭氧深度氧化 + 回用” 的组合工艺，工艺成熟可靠、抗冲击负荷强、出水稳定达标，同时实现高比例回用，大幅降低水资源消耗与运行成本。系统自动化程度高（全流程在线监测 + PLC 控制），操作维护简便，污泥产量低，无二次污染，为国内大型橡胶轮胎企业废水处理与资源化利用提供了典型示范，具有极高的推广价值。