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涂裝廢水處理工藝的改進
文章作者admin: 時間:2022-07-15 15:07
趙光麟1, 陳建華2
 
(1.中國重汽工廠設計研究院,濟南 250023;2.安得膜分離技術工程(北京)有限公司,北京 101312)
 
 
 
摘要:采用“調節池+水解酸化+SBR生化法+MBR膜法+紫外殺菌”的涂裝廢水處理工藝,該工藝投資少、處理成本低,是一種綠色環保、經濟可行的工藝。
 
關鍵詞:涂裝廢水;SBR生化法;MBR膜法
 
 
 
1 涂裝廢水處理改進工藝
 
  涂裝工藝生產過程中產生的廢水分為磷化廢水、含油廢水和涂裝有機廢水。對三大類不同涂裝廢水采取不同工藝的分質處理,之后將單獨預處理后的廢水排放至綜合污水池,再對綜合污水池的廢水采用“調節池+水解酸化+SBR生化法+MBR膜法+紫外殺菌”,即通過物化去除部分重金屬和有機物后,再進行生化處理。經過MBR膜法與紫外殺菌后再進行中水回用,回用工藝采用“絮凝沉淀+超濾+反滲透”。
 
1.1 磷化廢水
 
1.1.1 磷化廢水水質
 
  磷化廢水主要來自磷化的后洗液及磷化液,該類廢水含有微量有機物、鋅、磷以及鎳等污染物,具體水質如表1所列。
 
1.1.2 磷化廢水處理工藝
 
  由于磷化廢水中含有大量磷酸鹽等生化不能完全去除或難去除的物質,必須依靠物化法來去除。在實際工程中多采用石灰乳將廢水的pH控制在11.5以上,使磷酸根和鋅離子生成羥基磷灰石和氫氧化鋅沉淀物而去除,使廢水中的磷酸鹽濃度低于3.0 mg/L。然后進行絮凝沉淀反應,去除廢水中其他雜質、顆粒和懸浮固體。一級處理磷化廢水達不到除磷標準,必須進行多級處理,最后加上一級調節池,絮凝反應沉淀,既能滿足后續生化反應的需要,又可滿足出水磷酸鹽穩定達標。磷化廢水經過一系列物化處理后,處理過的廢水排放至綜合污水池。具體工藝流程如圖1所示。
 
1.2 含油廢水
 
1.2.1 含油廢水水質
 
  含油廢水主要來自手工預清洗液,脫脂后的水洗液,具體水質如表2所列。
 
1.2.2 含油廢水處理工藝
 
  含油廢水處理工藝是將含油廢液池中的廢水通過提升泵輸入至pH調節池, 投加熟石灰并輔助投加CaCl2,利用Ca2+完成乳化油,高分子樹脂的脫體脫穩、凝聚過程,經過PAC、PAM混凝沉淀處理后進入氣浮隔油裝置進一步除油。高濃度的含油廢水中大部分乳化油、高分子樹脂、表面活性劑被分離出來,同時處理后的廢水中含油量較少,降低后續污泥負荷,也減輕了生化處理的負擔,處理后的廢水與涂裝有機廢水混合進行下一步處理。涂裝廢水中的含油廢水主要處理工藝如圖2所示。
 
  其中含油廢水的核心處理工藝采用國外先進的Suparator油水分離技術。
 
  Suparator油水分離技術具有以下特點:
 
  1)采用“先除油后除渣”的工藝。配置有紙袋過濾器的油水分離器系統,采用“先除油后除渣”的先進除油理念,可有效保證槽液的潔凈度、減少濾紙的消耗、保證系統的穩定運行。
 
  2)Suparator“薄膜”分離技術。在脫脂槽液中,質量較大的顆粒會從液相中分離出來沉淀在槽底,作為污物被定期地從槽底排除(實際從系統配置的旋液分離器、磁性過濾器定期排除)。但更細微的顆粒在脫脂液中則更傾向于懸浮在液相里,Suparator的“薄膜”分離技術能及時除去這種帶油狀態的微小雜質,將這種微小雜質在還未來得及沉淀前被迅速去除,從而保持槽液中持續較低的油含量及清潔度。
 
  3)除油設備具備槽液靜止及除渣功能。
 
  4)使用破乳型表面活性劑。破乳型活性劑為非離子型,可幫助多個小油滴增長為一個大油滴,油滴直徑越大,油越容易上浮,油滴容易從槽液中脫離出來漂浮在槽液表面,油水分離器內置的撇油器能持續將其撇除。
 
  德國某國際汽車公司采用Suparator油水分離處理工藝可將含油量8 g/L的槽液降低到0.25 g/L以下,綠色環保,成本低,是一項新興的含油廢水處理技術。
 
1.3 涂裝有機廢水
 
1.3.1 涂裝有機廢水水質
 
  涂裝有機廢水主要來源于鈍化、電泳的后沖洗水及倒槽廢液,噴漆房的循環水,打磨廢水以及經過預處理后的含油廢水。廢水中有機物含量高且懸浮物較高,具體水質如表3所列。
 
1.3.2 涂裝有機廢水處理工藝
 
  涂裝有機廢水與處理后的含油廢水COD高,且含有較高的懸浮物,需經過預處理去除水中的懸浮物、微量的金屬離子以及部分有機物,再進入綜合污水池與處理后的磷化廢水進行深度處理。涂裝有機廢水與預處理后的含油廢水主要處理工藝如圖3所示。
 
  涂裝有機廢水與處理后的含油廢水混合進入pH調節池,加堿調節pH至12,之后進行絮凝沉淀反應,添加PFS與助凝劑PAM,使其形成具有明顯沉淀的絮凝體,然后形成浮渣或大顆粒物沉淀而除去。處理后的水再次進入pH反調槽,加入硫酸調節pH至中性,排放至綜合污水池進行深度處理。
 
1.4 綜合污水池廢水處理工藝
 
  經過預處理后的磷化廢水、含油廢水、涂裝有機廢水均排放至綜合污水池,進一步處理。安得膜分離技術工程(北京)有限公司通過多個涂裝廢水處理廠的設計與實際運行,發現采用“物化+生化”法處理涂裝廢水是經濟可行的,能達到預期的處理效果。但也存在一些問題,需要對此工藝進行優化與改進。對于綜合污水排放池的混合廢水,改進后的新型工藝如圖4所示。
 
2 工藝改進的幾點說明
 
2.1 調節池
 
  經過預處理后的磷化廢水、含油廢水、涂裝有機廢水,為了進行深度處理,統一排放至綜合污水池,再進入調節池。由于涂裝廢水大多間歇排放,瞬時排放水量大,濃度高,必須在調節池內混合均勻,減少對后續處理的沖擊。在設計調節池時,廢水須在池內停留足夠的時間來混合均勻。一般調節池的有效容積占設計水量的40%以上,運行時特別注意池內必須留出安全容積來稀釋從倒槽廢液池中泵入的高濃度廢液,防止水質的大幅波動,造成系統無法穩定運行。
 
2.2 水解酸化池
 
  涂裝廢水的重要特征之一是可生化性差,采用水解酸化來提高廢水的可生化性能是首要條件。水解酸化的設計水量停留時間一般為6 ~ 9 h,BOD5/CODCr由原來的0.2提高到0.3以上。池內設置兼性菌附著生長的填料,使兼性菌生長在立體彈性填料上,掛膜后可以形成類似于懸浮型污泥床的污泥層,廢水經過掛膜后的填料層,水中含有的污染物被微生物的新陳代謝功能所消耗而得到降解或被微生物菌群的吸附作用從水中吸附而分離,基本滿足生化反應的條件。但從多個工程實例的對比來看,在水解酸化池中安裝填料,組成復合水解酸化工藝,CODCr的去除率提高20% ~ 30%,廢水可生化性提高15%左右,減輕SBR的處理負荷。
 
2.3 SBR生化池
 
  目前涂裝廢水的好氧工藝多采用SBR法,其運行方式為:進水時間4 h,進水1 h后進行曝氣8 h,沉淀2 h,排水0.5 h,閑置0.5 h。SBR池供氧采用羅茨鼓風機和微孔曝氣器,池內溶解氧的濃度控制在2.0 ~ 5.0 mg/L。
 
2.4 MBR膜工藝
 
  MBR簡稱膜生物反應器,是以膜法為主,兼有活性污泥的處理裝置。傳統超濾膜處理工藝無法去除COD和氨氮,而安得膜公司采用的MBR工藝,既能夠除氨氮,又能夠降低水中懸浮物、固體顆粒。此外,MBR膜與活性污泥法的結合,生化反應器內微生物濃度3 ~ 5 g/L提高到15 ~ 20 g/L,生化反應器體積小,生化反應效率提高,并且使活性污泥完全截留在好氧池內,提高了生化系統的污泥濃度,使得生化系統的效率大大提高。對污水中氨氮、CODCr的去除效果更好,從而能減小系統的占地面積,實現泥與水的分離。
 
2.5 紫外殺菌
 
  經過MBR工藝處理后的出水中含有病菌、微生物,不能直接回用或排放,需要消毒殺菌方可回用。目前市場上廣泛應用的是紫外殺菌。紫外線具有殺菌消毒作用是因為紫外線對微生物的核酸可以產生光化學危害,當微生物被紫外線照射時,細胞的核酸生物活性因吸收紫外線而可能改變,從而引起菌體內蛋白質和酶的合成障礙,導致結構發生變異使微生物發生死亡。
 
2.6 回用水工藝
 
  回用水工藝采用“絮凝沉淀+超濾+反滲透”。經過紫外殺菌后的廢水部分達標排放,部分進行回用?;赜盟紫冉涍^絮凝沉淀去除水中懸浮物、膠體,再進入超濾去除色度,降低濁度,達到反滲透進水要求。經過超濾處理后的產水進入保安過濾器進入反滲透,去除其中的鹽分,反滲透產水即可直接回用。
 
3 結語 
 
  總之,對于涂裝廢水的處理,必須對原水進行分質分流,每種水質進行單一的預處理,處理后的廢水進入綜合污水池,方可進行深度處理。實踐表明,目前廣泛采用的“物化+生化”法處理涂裝廢水是經濟可行的,較之其他方法具有處理效果穩定、運行成本低、操作維護簡單等特點。而本文對綜合污水池處理所采用的“調節池+水解酸化+SBR生化法+MBR膜法+紫外殺菌” 工藝,回用水采用了“絮凝沉淀+超濾+反滲透”工藝處理,出水水質能達標排放并可回用,是一種新型的有前景的“物化+生化”處理工藝。
 
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