噴涂廢水處理工程設(shè)計范文

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天津某企業(yè)為擴大生產(chǎn)能力，新建了一個大型車輪轂生產(chǎn)基地，在其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水和生活污水由某環(huán)保公司進行設(shè)計處理。生產(chǎn)廢水主要是來自噴涂工藝中產(chǎn)生的噴涂廢水，包括油漆廢水、槽液以及冷卻液廢液。工程設(shè)計中對槽液、廢液和油漆廢水先進行分質(zhì)預(yù)處理，然后與生活污水混合，達到均化水質(zhì)和提高廢水可生化性的目的，為避免油漆中的有機物質(zhì)在回用中積累，該部分廢水處理后直接外排，出水達到GB8978－1996一級標(biāo)準(zhǔn)，而其它廢水通過中水回用系統(tǒng)，使懸浮物SS的質(zhì)量濃度降到5mg/L以下，進行回用。

1廢水水質(zhì)與設(shè)計水量

該工程所需處理的廢水有生活污水、噴涂廢水以及其它廢水，其它廢水主要是生產(chǎn)上除噴涂廢水以外的生產(chǎn)廢水和洗浴污水，經(jīng)中水回用系統(tǒng)處理后進行回用，設(shè)計進水水質(zhì)詳見表1。噴涂廢水成分復(fù)雜，與其它各類廢水混合處理將增大處理難度，將導(dǎo)致處理費用增加，也不能達到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，所以對廢水進行分類收集。其中廁所沖洗污水、餐飲、洗衣廢水、油漆廢水、冷卻液廢液、糟液的排放量分別為600、202.5、175、10、0.5m3/d，計988m3/d，為總量的38%；其它廢水排放量為1625m3/d，為總量的62%。

2處理工藝的確定

2.1總體流程項目需處理的廢水為噴涂廢水、生活污水、其它廢水，主要去除污水中的COD、SS及N、P等污染物，噴涂廢水及生活污水處理后達到GB8978－1996一級標(biāo)準(zhǔn)外排，其它廢水處理后達到GB8978－1996一級標(biāo)準(zhǔn)并進一步處理去除廢水中SS以便回用。噴涂廢水若單一使用物化處理工藝不但處理費用相對較高，而且其出水水質(zhì)不穩(wěn)定較難達到GB8978－1996排放標(biāo)準(zhǔn)，所以在國內(nèi)外，物化+生化處理工藝已取代了單獨物化處理工藝并將成為處理涂裝廢水的主流工藝。車輪轂噴涂廢水較汽車涂裝廢水，使用單一涂料可相對避免廢水的成分復(fù)雜性，但其廢水依舊具有水量波動大、COD高、濁度高和可生化性差等特點。結(jié)合企業(yè)自身排放廢水的特點，工藝生產(chǎn)中產(chǎn)生噴涂廢水的同時還排放大量生活污水，所以工程中先對生產(chǎn)廢水進行物化預(yù)處理，采用混凝+氣浮組合工藝去除油類和大量懸浮物質(zhì)，預(yù)處理后的廢水再與大量生活污水混合，均化水質(zhì)，降低難降解有機物含量，進而削弱其對后續(xù)生物處理中生物降解過程的抑制。通過生活污水的混合作用達到補充可生化降解有機物和稀釋難生化降解有機物的目的，提高綜合混合廢水的可生化性。為了使生物處理效果更佳，后續(xù)采用水解酸化+接觸氧化組合工藝降解有機物，再通過混凝+沉淀組合工藝除磷，使得出水水質(zhì)穩(wěn)定，達到GB8978－1996一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2污水處理系統(tǒng)該企業(yè)產(chǎn)生的廢水中污染較為嚴(yán)重的是噴涂廢水和生活污水，這2種廢水的主要污染物為有機物，針對這一特點將采用如圖1所示的處理工藝。噴涂廢水中的糟液、廢液由生產(chǎn)線用水泵提升至破乳池，在破乳池進行破乳，然后進入隔油沉淀池，在隔油沉淀池中浮油通過撇油器刮除，水排入調(diào)節(jié)池1中與油漆廢水混合，油漆廢水進入混合反應(yīng)器池1，通過加入混凝劑聚合氯化鋁（PAC）、助凝劑聚丙烯酰胺（PAM）將廢水中的懸浮物質(zhì)顆粒增大，廢水中油污、乳化劑、懸浮物及重金屬離子等污染物凝聚成塊形成絮體后，但是有些絮體密度較小，難易沉淀，所以再通過氣浮系統(tǒng)將懸浮顆粒從廢水中分離[2]。氣浮池出水進入調(diào)節(jié)池2和生活污水混合均勻后進入水解酸化池。水解酸化池的主要作用是將廢水中的大分子有機化合物通過厭氧細菌的作用分解成生化性能較好的小分子有機物，使BOD5/COD由0.15提高到0.43，污水的可生化性增強，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造一個好的條件[3]。水解酸化出水進入兼氧池+接觸氧化池+二沉池，該部分主要目的是通過好氧細菌的作用將廢水中的有機物質(zhì)進行分解轉(zhuǎn)化成無害的CO2和N2，并將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸氮而降低廢水的危害性。二沉池出水通過加入堿和鋁鹽調(diào)節(jié)一定的pH，將pH調(diào)至11左右，可以去除90%的TP。混凝反應(yīng)后由斜板沉淀池沉淀去除廢水中的磷酸根離子，斜板沉淀池出水即可達到GB8978－1996一級排放標(biāo)準(zhǔn)，該廢水通過計量排放槽計量后可直接外排。

2.3中水回用系統(tǒng)生產(chǎn)上的除噴涂廢水外的其它廢水和洗浴污水，首先通過調(diào)節(jié)池3調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)，然后投加混凝劑PAC和助凝劑PAM，并在混凝反應(yīng)池中進行絮凝反應(yīng)，反應(yīng)后出水通過斜板沉淀池沉淀去除廢水中的大部分污染物質(zhì)使廢水的懸浮物SS的質(zhì)量濃度達到10mg/L以下，表觀特征為清澈透明。沉淀后廢水進入中水池，在中水池中由二氧化氯發(fā)生器產(chǎn)生的二氧化氯對出水進行消毒，以便可以回用。中水池出水后再通過機械過濾器進一步將廢水中的懸浮物SS的質(zhì)量濃度降到5mg/L以下外排。

2.4污泥處理系統(tǒng)污泥處理系統(tǒng)的主要作用是將污泥減量化。斜板沉淀池1～3、二沉池、氣浮池所產(chǎn)生的污泥首先收集到污泥濃縮池，在污泥濃縮池中污泥的水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將由98%降低到95%以下，污泥體積將降為原來的50%左右。污泥濃縮池的污泥再通過氣動隔膜泵抽吸到板框壓濾機中進行壓濾，將污泥的含水率進一步降到75%左右，此時體積為原來的12%左右。板框壓濾機出來的干污泥外運進行填埋或焚燒處理，污泥濃縮池上清液和板框壓濾機所出清水回流到調(diào)節(jié)池2再進行處理。

3主要構(gòu)筑物設(shè)計

3.1槽液、廢液預(yù)處理段根據(jù)實際廢水水質(zhì)分析，槽液、廢液中含有乳化油類物質(zhì)，向廢水中投加換型乳化劑CaCl2，使以鈉皂為乳化劑的水包油乳狀液轉(zhuǎn)換為以鈣皂為乳化劑的油包水乳狀液，此時乳液非常不穩(wěn)定，然后利用隔油沉淀池進行油水分離。破乳池的設(shè)計尺寸為2m×1m×3m，設(shè)計有效容積6m3，設(shè)計HRT為30min，鋼結(jié)構(gòu)+纖維增強復(fù)合材料（FRP）防腐，配有攪拌機1臺、加藥系統(tǒng)2套、計量泵2套、pH計1臺。隔油沉淀池的設(shè)計尺寸為2.5m×2m×3m，設(shè)計有效容積15m3，設(shè)計HRT為1.5h，鋼結(jié)構(gòu)+FRP防腐，配有撇油器1臺。

3.2油漆廢水預(yù)處理段

3.2.11#調(diào)節(jié)池車輪轂噴涂工藝產(chǎn)生的油漆廢水水量波動大，設(shè)置調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量。調(diào)節(jié)池1#的設(shè)計尺寸為5m×6m×3m，設(shè)計有效容積75m3，設(shè)計HRT為9.4h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，配有自吸污水泵3臺，1用2備用，體積流量qV=10m3/h，揚程H=20m，功率P=2.2kW。

3.2.21#混合反應(yīng)器和氣浮池混凝所處理的對象主要是水中的微小懸浮固體和膠體雜質(zhì)，在工業(yè)廢水處理中可以去除多種高分子物質(zhì)、有機物、重金屬等物質(zhì)。氣浮法用于固液、液液分離。根據(jù)實際廢水水質(zhì)分析，涂料中含有的油類、高分子樹脂、顏料等在溶劑、助劑和表面活性劑的作用下將穩(wěn)定地分散在廢水溶液中，通過向廢水中投加混凝劑，形成帶正電荷集團的絮體用以中和油類、高分子樹脂等污染物的電位，使廢水中顆粒物質(zhì)脫穩(wěn)，然后通過吸附架橋作用吸附脫穩(wěn)后的顆粒物質(zhì)，形成相對密度小于或接近于1的懸浮物，在承接氣浮池形成穩(wěn)定的浮渣層，通過間歇運作去除大量懸浮顆粒。1#混合反應(yīng)器的設(shè)計尺寸為1.5m×1m×3m，設(shè)計有效容積3.75m3，設(shè)計HRT為28min，鋼結(jié)構(gòu)+FRP防腐，配有攪拌器1臺、加藥系統(tǒng)3套、計量泵3套。氣浮池的設(shè)計尺寸為4m×1m×3m，設(shè)計有效容積10m3，設(shè)計HRT為60min，鋼結(jié)構(gòu)+FRP防腐，配有溶氣罐1個、刮泥機1套、溶氣泵2臺、釋放器1套。

3.3排放廢水綜合處理段

3.3.12#調(diào)節(jié)池噴涂廢水與生活污水在2#調(diào)節(jié)池中進行混合，均化水質(zhì)與水量，稀釋噴涂廢水中污染物的含量，提高其可生化性，根據(jù)廢水的排放規(guī)律以及后續(xù)工藝對廢水水質(zhì)、水量穩(wěn)定性的要求，設(shè)置2#調(diào)節(jié)池減少對后續(xù)工藝的水力沖擊。2#調(diào)節(jié)池的設(shè)計尺寸為5m×15m×3m，設(shè)計有效容積201m3，設(shè)計HRT為6h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，配有自吸污水泵3臺，一用兩備，qV=40m3/h，H=16m，P=4kW。

3.3.2水解酸化池、兼氧池和接觸氧化池水解酸化法是將厭氧反應(yīng)過程控制在第1階段，在厭氧菌包外酶的作用下將復(fù)雜的有機物分解成簡單的有機物，然后在產(chǎn)酸菌的作用下將大分子物質(zhì)分解成易降解的小分子物質(zhì)，從而提高廢水的BOD5/COD，可生化性能增加。根據(jù)實際廢水水質(zhì)分析，廢水中難降解的有機物先經(jīng)水解酸化池分解為易降解的小分子有機物，然后接入兼氧池+接觸氧化池，通過兼氧池和接觸氧化池的生物吸附和氧化分解作用去除廢水中的污染物質(zhì)。水解酸化池的設(shè)計尺寸為5m×15m×5.5m，設(shè)計有效容積400m3，設(shè)計HRT為12h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。兼氧池的設(shè)計尺寸為5m×7m×5.5m，設(shè)計有效容積160m3，設(shè)計HRT為4.8h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，配有半軟性填料150m3、曝氣軟管160m。接觸氧化池的設(shè)計尺寸為8m×14.5m×5m，設(shè)計有效容積522m3，設(shè)計HRT為13h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，配有半軟性填料464m3、曝氣軟管480m。

3.3.3二沉池二沉池的設(shè)計尺寸為6m×6m×5m，設(shè)計有效容積144m3，設(shè)計HRT為3.6h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，配有中心導(dǎo)流筒1臺，鋼制結(jié)構(gòu)。

3.3.42#混合反應(yīng)池和1#斜板沉淀池2#混合反應(yīng)器的設(shè)計尺寸為5m×2m×4.5m，設(shè)計有效容積40m3，設(shè)計HRT為1.2h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，配有曝氣軟管40m，加藥系統(tǒng)3套、pH控制器1套。1#斜板沉淀池的設(shè)計尺寸為6m×5m×4m，設(shè)計表面負(fù)荷為1.1m3/m2，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，配有斜管30m3。

3.3.5計量排放池計量排放池的設(shè)計尺寸為4m×1m×0.8m，磚混結(jié)構(gòu)，配有總排流量計1臺。

3.4中水回用系統(tǒng)

3.4.13#調(diào)節(jié)池3#調(diào)節(jié)池的設(shè)計尺寸為12m×12m×3m，設(shè)計有效容積360m3，設(shè)計HRT為5.14h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，配有自吸污水泵3臺，1用2備，qV=80m3/h，H=20m，P=7.5kW。

3.4.23#混合反應(yīng)器和2#斜板沉淀池斜板沉淀池的水流接近層流狀態(tài)，對沉淀有利，并從構(gòu)造上增大了沉淀面積、縮短了顆粒沉淀距離，因而大大減少了廢水在池中的停留時間，這種池的處理能力高于一般沉淀池，可以提高沉淀50%～60%效率，且在同一面積上可提高處理能力3～5倍[6]。3#混合反應(yīng)器的設(shè)計尺寸為2m×8m×3.5m，設(shè)計有效容積48m3，設(shè)計HRT為0.7h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，配有攪拌機1臺、加藥系統(tǒng)2套、pH控制器1套。2#斜板沉淀池的設(shè)計尺寸為6m×8m×3.5m設(shè)計表面負(fù)荷為1.46m3/m2，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，配有斜管50m3。

3.4.3中水池中水池的設(shè)計尺寸為6m×6m×3m，設(shè)計有效容積90m3，設(shè)計HRT為1.3h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，配有自吸污水泵2臺，1備1用，qV=80m3/h，H=20m，以及二氧化氯發(fā)生器1套，產(chǎn)氣量500g/h，水質(zhì)量流量70t/h。

3.4.4機械過濾器機械過濾器2臺，采用鋼襯膠材質(zhì)，設(shè)計慮速10m/h，配有污水泵2臺，1用1備，qV=80m3/h，H=20m。

3.5污泥處理階段污泥池共2座，設(shè)計尺寸為4m×4m×3.5m，設(shè)計有效容積54m3，配有板框壓濾機1臺，隔膜泵2臺。

4運行效果與費用

4.1調(diào)試及運行該工程自調(diào)試以來，設(shè)施運轉(zhuǎn)正常，出水穩(wěn)定，各構(gòu)筑物出水均達到預(yù)計效果，出水各項指標(biāo)達到GB8978－1996一級標(biāo)準(zhǔn)。各段COD去除效果見表2。工程總排放口的pH為6～9，COD為30～50mg/L，SS、NH3-N、PO43-的質(zhì)量濃度分別≤20、≤10、≤0.5mg/L。

4.2運行費用水處理系統(tǒng)運行費用：電費0.344元/t（按0.6元/(kW•h)計），人工費0.09元/t（按7人計），藥劑費0.30元/t，合計0.734元/t。可知，該工程運行費用相對較低，經(jīng)濟效益顯著，加上穩(wěn)定的處理能力，利于以后推廣應(yīng)用。

5結(jié)論

采用物化預(yù)處理+生化深度處理工藝處理噴涂廢水，處理效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，COD小于50mg/L，SS的質(zhì)量濃度小于20mg/L，各項指標(biāo)均達到GB8978－1996一級標(biāo)準(zhǔn)。該工藝具有運行成本低、工藝簡明，處理效果穩(wěn)定等特點。利用多項組合工藝結(jié)合，能充分發(fā)揮各個工藝的處理效能。在以后的廢水處理中應(yīng)多注重組合工藝的研究開發(fā)，通過雙方控制條件的組合合理化，使其發(fā)揮出比單獨使用時更高效的處理效能。

作者：金艷青 戴清 祁高月 楊小梅 李勇 單位：蘇州科技學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 蘇州思源環(huán)保工程有限公司