综合废水处理方法及实践探究——以机械电子加工行业为例

温州市工业科学研究院 郑卉

作为经济重要支柱产业之一的机械加工行业是浙江创新发展行业，该行业涉及金属磷化、酸洗、电泳、切削加工等高污染行业。随着浙江省经济的高速发展成绩，机械加工行业也取得了令人瞩目的发展，然而该行业的废水排放量随之也日益增多。

此类废水中含有各类防腐剂、乳化剂、酸、碱等各类污染物，严重威胁人民环境健康，而且此类废水还有难降解、生化性差、成分复杂等诸多特点，属于废水处理的难点与热点[1-2]。

一、项目概况

浙江某机械电子加工企业年产各类精密机械冲压件8000万只，光学玻璃盖板120万m2，在产品生产过程中，主要产生大量三路废水。一是产品前处理过程中产生的生产废水，具有COD浓度高、总磷浓度高、废水量不多的特点，CODCr的浓度约100g/L，总磷的浓度约500mg/L，废水总量占比大约为5%；二是产品抛光精雕过程中产生的酸洗废水，具有pH低、氟化物浓度高的特性，pH值为2，氟化物浓度约为150g/L，废水总量占比约为20%；三是产品生产过程中的一般清洗用水，CODCr的浓度约1000mg/L，废水总量占比约为80%。针对上述废水特性，使用前置收集预处理-混凝沉淀工艺处理[2]，能够稳定、高效地去除水中污染物，出水的要求可达到三级排放标准（详见《污水综合排放标准》GB8978-1996，下同）[3]。

二、设计水量及水质

该机械电子加工企业的前处理废水量约为5m3/d，含酸废水量约为20m3/d，一般清洗废水量约为70m3/d，废水总量约为95m3/d，综合考虑企业发展规划、变化系数等因素，废水站的设计处理能力应不低于120m3/d，废水站的各处理单元调节池设计进水水质见表1。

表1 设计进水水质

三、设计重难点

该企业生产废水具有COD浓度高、总磷及氟化物含量高、pH值低等特性，设计中需充分考虑废水前置处理[4]，去除部分高浓污染物，充分发挥定调节池匀质匀量作用，再经深化处理工艺综合处理废水，确保水质稳定达标排放。

四、处理流程

对于高浓度含磷废水，化学混凝沉淀法是最传统也是最经济的方法之一，其是废水处理中最普遍的主体工[5-6]。该企业的生产废水中，由于存在大量清洗工艺，清洗剂中磷的溶解至废水中，导致废水中含有大量的磷，因此本处理工艺采用的是以化学除磷为主体的污水处理工艺。处理过程中前处理废水经单独收集，经多级混凝沉淀反应去除高浓度COD及总磷后排至调节池。前处理废水定量泵至一级反应桶内，与部分调节池废水混合后，在桶内投加化学药剂，经化学混凝沉淀后，上清液进入二级反应桶，二级反应桶上清液进入三级反应桶，三级反应桶的上清液进入到调节池。对于含酸废水实行单独收集，在反应池内投加片碱与氯化钙后，去除高浓度氟化物后，上清液溢流至调节池[7]。综合废水排放到调节池中，泵至二级混凝沉淀池中间，投加碱液以控制其pH值在7-8之间，投加PAM和PAC之后，最终在沉淀区出现泥水分离现象（所有池体污泥排到污泥池，上清液溢流到标准排放口）。滤液排回到调节池，污泥泵至压滤机实现脱水，将泥饼委托给有资质第三方企业进行外运处置。具体工艺流程如图1。

图1 工艺流程图

五、主要构筑物及设备

（一）前处理废水收集池

前处理废水收集池主要收集前处理高浓度生产废水，同时发挥水量匀质匀量作用，保证相对稳定的水量和水质。前处理废水收集池定为1座。尺寸设为2.5×1.5×3m，池体的材质选用6mm厚的碳钢板材，有效容积则为10m3，进行一般的防腐处置。池体内部设提升泵设为2台，原则上1用1备，单台流量Q为2m3/h，扬程H为8m，功率P为1kW。

（二）反应池

通过投加化学药剂产生化学混凝反应，经沉淀处理后去除水体中的污染物。

反应池定为3座。单池尺寸设为1.5×1.5×3m，池体的材质选用6mm厚碳钢板材，单池有效容积6m3，进行一般的防腐处置。每个池体内部设搅拌机定为1台，型号定为CV32-1500-30S，功率P为1kW，设提升泵设为2台，原则上1用1备，单台流量Q为2m3/h，扬程H为8m，功率P为1kW。

（三）含酸废水收集池

主要用于收集含酸清洗废水，同时起到稳定水量和水质的作用，废水定期泵至一级混凝沉淀池。

含酸废水收集池定为1座，采用全地下钢砼结构，并进行一般的防腐防渗处置。单池尺寸设为4×2.5×3m，水力停留时间1.5d，单池有效容积30m3。池体设塑料泵2台，原则上1用1备，单台流量Q为3m3/h，扬程H为8m，功率P为1kW。

（四）一级混凝沉淀池

用于处理含酸清洗废水，投加石灰（片碱+氯化钙）以去除酸度及氟化物。

一级混凝沉淀池定为1座。单池尺寸设为3×3×4m，池体的材质选用6mm厚碳钢板材，表面负荷为0.4m3/(m2×h)，池体有效容积为30m3，并进行一般的防腐处置。池体设有2座反应池，尺寸为0.5×1×2m，设反应搅拌机2台，型号为CV22-200-30S，功率P为0.2kW，碱加药装置2套，配置计量泵1台，流量Q为240L/h，PAM加药装置设为1套，配置计量泵设为1台，流量Q为100L/h，pH监测仪计1台，斜管及支架1套。

（五）调节池

用于收集前处理废水出水、综合废水及含酸清洗废水出水，发挥均质均量的作用。废水经动力提升至二级混凝沉淀池。调节池定为1座。使用全地下钢砼结构，并实行一般的防，防渗处置。池体尺寸设为10×5×3m，有效容积150m3。池体潜水泵2台，流量Q为20m3/h，扬程H为12m，功率P为2kW；管道电磁流量计配置1台，用于计量进水的瞬时流量及累计流量，最大计量流量为Q=50m3/h，配置超声波液位计1台，用于计量池体液位高度。

（六）二级混凝沉淀池

用于处理综合废水，反应池内分别加入碱液、PAM及PAC，沉淀池实现泥水分离以去除酸度、CODcr、氟化物及悬浮物等。综合废水设计处理能力为120m3/d。

二级混凝沉淀池定为1座，尺寸设为12×3×4m，有效容积为120m3，材质选用8mm厚碳钢板材，表面负荷为0.5m3/(m2×h)，并进行一般的防腐处置。池体设有2座反应池，尺寸为1.5×1.5×2m，配置反应搅拌机2台，型号为CV22-200-30S，功率P为0.2kW；片碱加药装置1套，配置计量泵1台，流量Q为240L/h；PAC加药装置1套，配置计量泵1台，流量Q为100L/h；pH监测仪计1台；斜管及支架1套；200mm规格溢流堰1套。

（七）污泥池

用于收集一级反应池、二级反应池、三级反应池、一级混凝沉淀池、二级混凝沉淀池底部沉淀污泥，经浓缩后上清液排回调节池，浓缩污泥泵至压滤机脱水，污泥经经压滤机处理后，泥饼水质量分数设为75%。

尺寸设为7.5×3×3m，则有效容积为60m3，材质选用6mm厚碳钢板材。设隔膜泵1台，型号为QBK80，流量Q为24m3/扬程H为70m；设板框隔膜压滤机1台，型号为XMG80/1000UB，过滤面积为80m2，反压榨压力为0.7MPa，功率为P=4kW。

（八）事故应急池

用于应急收集生产废水，数量设为1座，尺寸6×5×3m，则有效容积90m3，使用全地下钢砼结构，进行一般的防腐防渗处置，设有潜水泵2台，原则上1备1用，流量Q为20m3/h，扬程H为12m，功率 P为2kW。

六、运行效果

经单机试机，联机调试后，经连续2年运行，采用本工艺处理企业生产废水，整套系统运行稳定，在进水水量水质波动较大的情况下，也能够发挥很好的处理效果，有效去除废水能够中的COD、氨氮、总磷及氟化物，出水的水质要求可稳定达到三级排放标准。（见表2）

表2 实测平均处理效果表

七、投资及运行成本

本工程建设成为约154.9万元，吨水运行成本约19.51元。具体建设构成及运行费构成见表3、表4。

表3 建设投资构成

表4 运行费用构成

八、结论

本处理工程实践表明，针对机械电子加工企业综合废水COD浓度高、总磷及氟化物含量高及组分复杂的特点，采用以混凝沉淀为主体，配套前置预处理工艺对于处理该类废水是十分可行的，具有运行稳定、处理效果好、抗冲击负荷强、运行维护简单方便等诸多特点，能保证出水的水质要求达到三级排放标准。本工艺运行成本为19.51元，运行过程要充分发挥调节池及反应池的特点，尽量节约药剂以求降低运行成本。