某机械公司前处理和电泳废水处理工程实例

2021-03-08章志青夏文明周祯领马丹喜

电镀与涂饰 2021年2期

章志青，夏文明，周祯领，马丹喜

（1.台州科技职业学院，浙江台州 318020；2.黄岩北控水务污水处理有限公司，浙江黄岩 318020）

某工程机械公司主要生产建筑机械和驾驶舱。在生产过程中需要前处理、电泳等工艺，其中前处理包括热水洗、脱脂、表调、磷化、水洗喷淋等工序。生产所用的主要原辅材料有电泳涂料、上涂涂料、稀释用溶剂、洗涤用溶剂、脱脂液、化成液、表面调整液等。磷化、水洗喷淋工序会产生含磷废水，因为要执行政府的节能减排政策和遵循含磷废水零排放原则，所以含磷废水需要单独处理。

前处理中的非磷工序产生的废水和电泳废水经处理达标后与生活污水集中接管排入污水处理厂集中处理。后文的前处理废水均指非磷工序产生的废水。而含磷废水进行深度处理后全部回用于生产，大部分磷经混凝处理形成沉淀除去，干燥后压成泥饼委外处理，少部分磷经离子交换和反渗透(RO)处理后浓缩成废液，再委外处理。这样处理后废水回用于生产和集中排放，既减少排放总量，又节省水资源，能够取得经济和环保的双重效益。

1 工程要求

1. 1 处理规模

前处理、电泳废水：36.0 m3/d，即1.5 m3/h，每天按24 h连续运转，处理达标后与生活污水一起接管排入城市污水处理厂。

含磷废水：12.0 m3/d，即0.5 m3/h，每天按24 h连续运转，经过中水回用处理系统之后，全部回用于生产工艺中的喷淋段。

生活污水：全部接入污水管网，送城市污水处理厂处理。

1. 2 废水水质及排放标准

业主提供的水质资料见表1。排放遵循《污水综合排放标准》(GB 8978–1996)中“表4”的一级标准，见表2。中水回用指标参照同类型企业，见表3。

表1 进水水质Table 1 Inlet water quality

表2 废水排放指标Table 2 Effluent discharge indexes

表3 回用水水质指标Table 3 Water quality indexes of reclaimed water

2 工艺设计

2. 1 指导思想

(1) 认真贯彻执行国家关于环境保护工作的方针、政策，使方案设计符合国家的有关法规、规范和标准[1]。

(2) 根据废水水质及处理出水要求，力求选用技术先进、工艺成熟稳定、处理效率高、维修管理简便、占地面积小、投资少、运行费用低的处理工艺，并留有一定的余地，便于发展及改造。

(3) 选用质量可靠、维修简便、能耗低的机电设备，适当引进技术先进、功效显著的关键设备。

(4) 废水的水量和水质日变化较大，处理构筑物适当留有余地，以便在高冲击负荷下也能保持稳定的处理效果。

(5) 设施在正常运行时不会影响周围的环境卫生。

2. 2 处理工艺

前处理和电泳废水处理工艺流程见图1，含磷废水处理工艺流程见图2。

前处理和电泳废水经过格栅池1的拦截，去除大颗粒悬浮物后，进入调节池1进行水质水量的调节，再经过提升泵打入混凝反应池1。该池分3格：第1格为pH调整槽，调整废水pH至偏碱性；第2格为快混槽，添加混凝剂PAC(聚合氯化铝)；第3格为慢混槽，添加高分子絮凝剂PAM(聚丙烯酰胺)。充分反应后的废水进入沉淀池1进行固液分离，污泥排入污泥浓缩池，经厢式压滤机压干后泥饼委外处理，滤液回至调节池。沉淀池1的上清液经中和池1中和后进入曝气池1，采用活性污泥法处理[1]，即向废水曝气，并持续一段时间，废水中会生成一种絮凝体(主要由大量繁殖的微生物群体所构成)，易于沉淀分离，使废水得到澄清，且大部分的有机物经微生物分解后可被去除。曝气池1的出水在终沉池1中实现固液分离，污泥排入污泥浓缩池，经厢式压滤机压干后泥饼委外处理，滤液回至调节池1，上清液流入中间池1，再经砂滤和活性炭吸附，确保废水处理达标后再与生活污水一起计量接管排入污水处理厂集中处理和外排。

图1 不含磷的前处理和电泳废水处理工艺流程Figure 1 Process flow for treating phosphorous-free pretreatment and electrophoresis wastewater

图2 含磷废水处理工艺流程Figure 2 Process flow for treating the phosphorous-containing wastewater

含磷废水经过格栅池2的拦截，去除大颗粒悬浮物后，进入调节池2进行水质水量的调节，再经过提升泵打入混凝反应池2。该池也分3格：第一格是pH调整槽，调整废水pH至偏碱性；第二格是快混槽，添加PAC；第三格是慢混槽，添加高分子絮凝剂PAM。废水中的磷与PAC和PAM发生混凝反应，充分反应后大部分磷形成絮状沉淀得以除去。废水进入沉淀池2进行固液分离，含磷污泥排入污泥浓缩池，经厢式压滤机压干后泥饼委外处理，滤液回至调节池2。沉淀池2的上清液经中和池2中和后进入曝气池2，经活性污泥分解，可去除大部分的有机物。曝气池2的出水经终沉池2固液分离，污泥排入污泥浓缩池，经厢式压滤机压干后泥饼委外处理，滤液回至调节池2，上清液流入中间池2，经砂滤和活性炭吸附。因为环保部门要求含磷废水必须实行零排放，所以上述处理后的废水还需再经精密过滤，并结合离子交换和反渗透工艺，除去残磷和其他污染物，以满足回用水的要求。阳离子交换塔可以去除废水中的金属离子，而阴离子交换塔可以去除废水中的非金属离子，反渗透膜可以截留其他杂质，从而使回用水中不含磷，也不影响生产工艺。离子交换塔产生的少量再生液和反渗透截留的浓缩液都含有磷，作为废液委外处理而不排入环境，不会造成二次污染，既节约了水资源，又做到磷的零排放。

该工艺有如下特点：

(1) 系统自动化程度高，操作管理和维护方便，尽量减少了运行成本。

(2) 采用了操作方便的曝气生化系统，通过好氧微生物的作用，使废水中复杂的、大分子有机物被好氧微生物分解和摄取为简单的小分子有机物。在系统中首先对微生物菌种进行筛选和优化，接着被氧化及分解。这样就抑制了池中丝状菌的繁殖和生长，从而避免污泥膨胀现象的发生，同时起到脱氮效果。本方案设计了较低的BOD负荷，较长的水力停留时间，可以确保出水的有机污染物指标达到标准。

(3) 以重力流为主，压力提升为辅，同时降低了能耗及运行费用。

(4) 中水回用工艺中离子交换塔产生的少量再生液和反渗透产生的少量浓缩液作为废液委外处理。

(5) 系统产生的所有污泥集中排入污泥浓缩池，定期通过气动隔膜泵打入厢式压滤机进行干化处理。泥饼集中装袋外送至砖瓦厂制砖，避免产生二次污染，滤液则回流至调节池。