某马口铁企业生产废水处理工艺设计

王晓丹

（1.广东省环境科学研究院，广东 广州 510045；2.广东环科院环境科技有限公司，广东 广州 510045）

马口铁是镀锡薄板的俗称，其主要的生产过程是在薄钢板的表面上镀上一层锡。其生产废水主要来自电镀前处理工序、镀锡工序、钝化工序、废气处理工序、急冷水回用处理工序以及其他清洗废水等，属于典型电镀行业废水，废水成分复杂，有机污染浓度大，部分工序废水重金属毒性大［1］，因此治理难度大。

1 工程设计

1.1 工程概况

因生产需要，广州某马口铁企业进行生产线改造，经改造后，增产马口铁28万t／a。该企业原有一套废水处理设施，但由于项目改造后产量的扩大以及环保标准的提高，当前的污水处理站在处理能力和处理效果上均已不能满足项目改造投产后相关的要求，亟需新建一套废水处理系统处理改造生产线后的废水。

1.2 水量及水质

根据项目环评要求，镀锌和化学钝化工序产生的废水分别进入现有的蒸发系统和离子交换系统进行处理，不排入新建废水站中。进入新建废水站的废水主要包括前处理工序废水、碱洗、酸洗工序后的水洗液，酸碱雾喷淋废水，急冷槽溢流水，NF浓水等制水弃水，地板冲洗水等。总设计处理规模为1600m3／d，每天运行20h，则小时设计水量为80m3／h。由于前处理工序废水污染物浓度较高，按照清污分流的原则，设计将废水分成两类：高浓度酸碱废水、综合废水。项目出水水质执行 《地表水环境质量标准》 （GB 3838-2002）IV类限值，具体设计进出水质如表1所示。

表1 设计进、出水水质指标一览表

2 工艺设计分析

2.1 废水分流设计分析

电镀废水中的污染物主要有酸类和碱类物质以及生产中使用的各类添加剂。另外，镀件预处理中还有油、金属氧化物等杂质带入电镀废水中。电镀废水的分类与各种污染物的处理方法、废水排放分类措施以及废渣回收利用都有关系。如果不加于分类收集或者收集混乱，形成混排废水，在技术上极难处理，且运行费用极高［2-3］。

电镀前处理部分废水主要来源于两个方面：一是电镀工件的防锈油问题；二是工件除油过程中使用了大量的表面活性剂问题。表面处理只是加工完成产品生产过程中的一个中间环节。产品从制造厂送至电镀企业进行表面处理时，为防止工件表面腐蚀生锈，在工件表面涂摸防锈油。而工件表面形状各不相同，有的存在兜带作用，有的存在毛细作用，致使大量的防锈油在前除油系统中被清洗下来，此部分废水COD很高，甚至高达10000mg／L以上。由于工件所带的油污绝大部分是非皂化性的矿物油，只能采用表面活性剂乳化方式除油，因此工件在除油过程中，为确保工件表面清洗干净，保证表面处理的效果和质量，企业通常采取使用过量的表面活性剂的方法来将表面清洗干净。表面活性剂进入废水中，同样导致废水的COD升高。对本项目整个排放的废水而言，前处理工序外的其他废水，包括急冷、喷淋塔废水等几股废水的COD不高，一般在40～150mg／L，只有前处理部分废水COD较高。

由于在本项目中，前处理工序会定期排放小量的前处理工序槽液。此槽液污染物浓度非常高，直接与其他废水混合，容易导致混合水质的波动。因此单独收集进行强化预处理之后，再与其他污染物浓度较低的各类水洗和喷淋废水混合进行后处理。本项目废水分流系统按照各生产线排放废水中主要污染物考虑，将废水分为前处理浓酸碱废水和综合废水两股废水。

2.2 浓酸碱废水工艺分析

根据浓酸碱废水水质特点，其主要的去除对象为有机污染物、油类及悬浮物等，部分有机污染物来源于油类物质。因此，该类废水的去除的关键是对油类物质的去除，其中较难处理的是呈乳化状的油脂。本项目废水油类物质主要的存在形式包括浮油、乳化油、分散油。由于存在形式不同，宜采用不同的处理工艺。常用的去除浮油工艺为重力分离法；去除分散油的工艺为气浮法或过滤法；乳化油的去除一般是在破乳的基础上采用气浮、电化学、膜分离等［4］。结合项目的实际情况，设计采用 “絮凝破乳＋气浮”组合工艺对浓酸碱废水进行有效预处理。

2.3 综合废水工艺分析

本项目综合废水处理系统包括浓酸碱废水经预处理后的排水，碱洗、酸洗工序后的水洗液，酸碱雾喷淋废水，急冷槽溢流水，NF浓水等制水弃水，地板冲洗水等，其中含有的污染物种类较小，浓度较低，但其出水水质要求较高。结合项目实际情况，设计拟采取 “预处理＋深度处理”组合工艺对其进行处理。

综合废水预处理的关键是去除废水中的悬浮物、胶体物质及少量的混排金属氧化物等污染物，采用物化法对其进行预处理最为简单，即可通过调整废水的pH，使之达到设计要求之后，依次投加混凝剂和絮凝剂，并在其作用下使废水中的悬浮物、胶体物质及金属氧化物等污染物容易凝结成大颗粒絮体，这些絮体通过沉淀工序进行沉降，最终形成沉淀污泥。

根据当前废水站综合废水的处理情况分析，只靠简单的混凝絮凝沉淀无法达到设计要求，必须对沉淀出水再进行深度处理。目前，对初步处理后的废水进行深度处理的工艺主要有BAF（曝气生物滤池）和MBR（膜生物反应器）。MBR系统在抗冲击能力、运行稳定性，出水水质等方面比BAF更有优势，故选用MBR工艺作为深度处理工艺［5］。

3 工艺流程

项目工艺流程如图1。

图1 项目工艺流程图

主要构筑物及设计参数：

1）浓酸碱废水调节池。数量：1座，结构：钢砼，尺寸：10.0m×4.3m×4.5m。

2）浓酸碱废水pH调节池。数量：1座，结构：PP板，尺寸：1.0m×1.0m×1.2m。

3）浓酸碱废水破乳池。数量：1座，结构：PP板，尺寸：1.0m×1.0m×1.2m，有效容积：6m3。

4）浓酸碱废水气浮系统。数量：1套，结构：SUS304不锈钢结构。

5）综合废水调节池。数量：1座，结构：钢砼，尺寸：10.0m×16m×4.5m，有效容积：800m3，停留时间：10h。

6）pH调整池。数量：1座，结构：钢砼，尺寸：3.3m×3.3m×3.5m，有效容积：27m3。

7）混凝池。数量：1座，结构：钢砼，尺寸：3.3m×3.3m×3.5m，有效容积：27m3。

8）絮凝池。数量：1座，结构：钢砼，尺寸：3.3m×3.3m×3.5m，有效容积：27m3。

9）斜管沉淀池。数量：1座，结构：钢砼，表面负荷：0.49m3／（m2·h），尺寸：9.45×18.3×4.5m，有效水深：3m。

10）pH回调池1。数量：2座，结构：钢砼，尺寸：3.5m×3.3m×4.5m，有效容积：32m3。

11）pH回调池2。数量：2座，结构：钢砼，尺寸：3.5m×3.3m×4.5m，有效容积：32m3。

12）冷却水池。数量：2座，结构：钢砼，尺寸：5.3m×3.5m×4.5m，有效容积：100m3。

13）MBR池。数量：1座，结构：钢砼，尺寸：7.15m×4.3m×4.5m，有效水深：4.3m，有效容积：100m3。

14）清水池。数量：1座 （分为两格），结构：钢砼，尺寸：7.15m×7.3m×4.5m，有效容积：190m3。

15）综合污泥池。数量：1座，结构：钢砼，尺寸：7.15m×4.85m×4.5m，有效容积：110m3

16）重金属污泥池。数量：1座，结构：钢砼，尺寸：9.45m×3.45m×4.5m，有效容积：100m3。

4 运行效果

本工程目前运行情况稳定，处理出水效果较好，各项出水指标均达到 《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）IV类限值。项目监测进出水质见表2。

表2 监测结果一览表

5 结论

1）采用 “物化沉淀＋好氧-MBR组合工艺”对综合废水进行处理，有效去除废水中的乳化油、COD、金属氧化物、SS等污染物，对同类型废水治理及减排具有良好的环境效益。

2）浓酸碱废水必须进行分流预处理，通过利用 “破乳＋气浮”组合工艺可有效去除有机物，大大减少对后续综合处理系统的冲击。

3）废水预处理后水温保持在40～46℃，为保证系统的稳定运行，需考虑在深度处理工艺前端增设冷却工序，以满足后续MBR系统对温度的要求。