高浓度喷漆废水处理工程实例分析

2018-04-13 08:00:52 青州谭福环保设备有限公司 3

郑少楠1,周华2

随着国民经济的发展日趋工业化,工业生产对环境的污染问题越来越引起人们的重视。喷漆作业是工业生产的一个重要环节,喷漆作业所产生的低浓度大风量的有机废气对环境的污染也随着经济的发展而加剧。为了保护环境,减轻污染程度,相关企业都采取了一系列对喷漆废气进行控制的措施。就目前而言,对喷漆时产生漆雾的治理工艺一般有干式漆雾过滤器和水帘柜,由于水帘柜有着运行阻力小、净化漆雾比较彻底的优点而受无尘喷漆工艺设计者的青睐。但是水帘柜的缺点就是会造成二次污染,即被吸收下来的漆雾和水混合在一起,形成高浓度的喷漆废水,废水在循环使用一段时间后,一般必须更换新鲜水。喷漆废水间歇性排放,水质水量随时间变化较大,给废水工程设计、运行管理增加了困难。喷漆废水处理方法很多,有物理化学处理法、生物法等。而实际水处理工程常常是多种方法结合,以便取得最佳的效果。本例中,选择了气浮- 生化法处理高浓度喷漆废水,取得了良好的效果,谭福环保。

1 处理工艺流程

1.1 废水的水量水质及处理方法的选择

广东省韶关市某合金车模有限公司,系香港独资企业,主要生产按比例制造的合金模型车,机动玩具车及各种塑胶和电子玩具。该项目产生的废水有喷漆废水、饭堂污水及员工的生活污水。其中喷漆废水来源于喷漆时水帘柜吸收喷漆废气而产生的废水,该类废水含大量水溶性油漆,外排量为100t/d,含有SS、CODcr、BOD5、色度、油类等污染物,其中油类浓度可达到50mg/L,CODcr 最高可达15600mg/L,成分复杂,浓度高。谭福环保。另外,员工饭堂每天排放餐饮废水约50t/d,含有大量油脂、食物残渣和悬浮物;生活污水来源于员工的生活过程,包括淋浴、洗衣等生活污水总排放量为550t/d,生活污水水质水量波动范围大,其中含有较多的有机物、表面活性剂含量高。废水水质状况如表1 所示。
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该项目产生的废水特点,除高浓度喷漆废水外,还有大量生活污水,所以选用气浮- 生化法来处理该公司的综合废水。考虑到喷漆废水水量少、浓度高、成份复杂的特性,选用气浮设备进行预处理,以减轻后续处理的负荷。另外气浮设备适用于间歇运行,且占地面积小、管理方便、灵活,适合该公司喷漆废水处理要求,所以我们首先采用气浮法处理生产污水,再与饭堂污水及生活污水一起进行生化处理,综合解决该公司产生的几类废水处理的问题。废水经过处理后排放标准执行广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二时段一级标准。谭福环保。

1.2 处理工艺流程

综合废水处理工程工艺流程参见图1。
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喷漆废水首先通过隔浮渣池,去除废水中的浮渣和浮油等杂质后进入调节池进行均质、调节水量和水质,再经泵提升至气浮装置,在气浮装置投加助凝剂和絮凝剂,进行固液分离后,废水和经过预处理的生活污水、饭堂污水汇合在一起进入综合调节池,浮渣则排入污泥浓缩池。在综合调节池中,低浓度、可生化性好的生活污水和高浓度可生化性差的喷漆废水充分进行均质、调节水量,再经泵提升至厌氧池,污水与从一沉池排出的含磷回流污泥同步进入,在厌氧池中释放大量磷的同时部分有机物进行氨化,经过厌氧池处理后的水自流入缺氧池,在缺氧池中,反硝化细菌将回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用转化成氮气排入大气中,从而达到脱氮的目的。缺氧池出水进入两级曝气池进行好氧处理,由于废水浓度高,停留时间取9~10h,进行生物降解、硝化反应和对磷的吸收。生化系统产生的污泥利用污泥泵抽到厌氧池,利用微生物消化分解系统中的污泥,减少污泥外排量。剩余污泥排入污泥浓缩池,经过浓缩减少体积后通过带式压滤机压成泥饼后外运处置,滤液回流入调节池。谭福环保。

1.3 主要构筑物和设备

1.3.1 调节池

根据废水的排放规律,后继处理构筑物对水质水量稳定性的要求,设置调节池贮存因污水量变化而出现的大水量的剩余水量,削减高峰负荷,以利于下一步的处理、减少后继处理构筑物的体积和节省投资费用。生产废水调节池有效容积为50m3,内设2 台流量为10m3/h 的潜水泵,1 用1 备。综合废水调节池有效容积为250m3,内设2 台流量为30m3/h 的潜水泵,1用1 备。谭福环保。

1.3.2 气浮装置

生产废水的悬浮物及色度较高,含有大量的漆渣和有机物杂质,由于密度比水小,因此不宜采用物化絮凝沉淀。气浮是依靠微气泡,使废水中细小颗粒形成的絮体与微气泡粘附,从而使絮体视密度下降,并依靠浮力使其上浮,从而实现絮粒的强制性上浮,达到固液分离,净化废水。污水在进入气浮机时投加助凝剂及絮凝剂。气浮装置处理能力为10m3/h,反应时间3-5min,停留时间30min,表面负荷5m3/ (m2·h)。

1.3.3 厌氧池

其主要功能是利用废水在厌氧池与回流污泥充分混合接触,回流污泥中的聚酸菌吸收去除污水中一部分有机物,同时释放出大量磷,初步分解有机污染物,沉淀悬浮物以利于后级的生化处理。厌氧池有效容积为120m3,停留时间4h,用弹性填料。谭福环保。

1.3.4 缺氧池

在缺氧池,厌氧池出水与好氧池回流的混合液利用潜水泵充分接触,回流污泥中的反硝化菌利用厌氧池出水中的有机物作为碳源,将回流混合液中的大量NO2-N 还原为N2 而达到脱氮目的。缺氧池有效容积为60m3,停留时间2h,用半软性填料。

1.3.5 好氧池

二级好氧处理是全系统的核心部分,在此进行有机物的生物氧化、有机氮的氨化和氨氮的硝化等生化反应,它由池体、填料、布水装置和曝气系统等几部分组成。接触池内填充组合填料,部分微生物以生物膜的形式附着生长于填料表面,部分则是絮状悬浮生长于水中。采用微孔曝气头在池底曝气,充氧的污水浸没全部填料,并以一定的速度流经填料。填料上长满生物膜,污水与生物膜相接触,在生物膜微生物的作用下,污水得到净化。常用直流式鼓风曝气系统,其特点是在填料下直接曝气,生物膜受到上升气流的冲击、搅动,加速脱落、更新,使其经常保持较好的活性,可避免堵塞。好氧池出水部分回流至缺氧池,部分进入沉淀池。A段有效容积120m3,停留时间4h,气水比15:1;B段有效容积180m3,停留时间6h,气水比12:1。谭福环保。

1.3.6 运行效果

处理系统运行结果如表2 所示。
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由表2 所示的运行效果可知,处理后排水的各项指标均广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二时段一级标准。整个工程的设计、运行达到了设计要求。谭福环保。

2 工程运行情况与经验

2.1 气浮-生化工艺合理、实用

针对该公司喷漆废水水量少、浓度高、成份复杂、可生化性差的特点,使用气浮法对其进行预处理,实现固液分离。由于该公司有一定量生活污水,喷漆废水有足够数量生活污水综合处理,所以选用气浮- 生化法。经预处理的喷漆废水与生活污水一起进行厌氧- 缺氧- 生物接触氧化处理。运行结果表明,这样的工艺是成功的,同时又可达到除磷脱氮的效果,总处理效率高。气浮预处理对喷漆废水CODcr的去除率达45.7%,大大减轻了后续生化处理系统的负荷,为最终排水达标提供了有利的条件。

2.2 气浮装置的使用及药剂的选用

气浮装置容积及占地面积少,池体构造简单,可随时开、停,而不影响出水水质,管理方便。在絮凝剂的选用方面,由于原水含多种类型油漆颜料,故选用多种絮凝剂复合使用。根据试验资料,选用了聚合氯化铝及烧碱作为絮凝剂和助凝剂。由于喷漆废水是高浊度水,故添加了少量高分子絮凝剂聚丙烯酰胺作为混凝剂,效果满意,但药费相当大。在保证出水效果的前提下,选用硫酸亚铁代替聚合氯化铝,出水依然达到标准,而药物费用大大降低。几种混凝剂同时投加,能取得较好效果,主要是因为每种混凝剂都各有化学基,具有不同的化学基,就可在水体起架桥作用,充分发挥各自的优势使矾花增大,效果明显。

2.3 生化系统的启动及运行情况

由于本项目有大量的生活污水,因此生化系统启动采用先利用生活污水进行培菌,在培菌阶段后期加入生产废水进行驯化的方式。先在接触氧化池中充满生活污水,闷曝一天后,开始进水,水量由小到大逐渐调节,连续运行5-7 天,观察到填料的挂膜良好后,逐渐加入生产废水进水量,直至达到设计的生产废水加入量。驯化时,每变化一次配比时,需要保持数天,待运行稳定后,才可再次变动配比,直至驯化结束。厌氧池和缺氧池也注满生活污水,按回流比100%连续回流。1 周后,开始注入10%的生产废水。以后每隔3d 增加10%的生产废水量,直至达到设计水量。35d 后,可观察到厌氧池和缺氧池内的填料表面有一层生物膜。再经过80d 后,整个生化系统填料挂膜约2mm 厚,出水水质达到设计要求。

2.4 进水浓度对处理效果的影响

本工程自2009 年3 月试运行,喷漆废水进水CODcr 浓度范围在1363~15600mg/l,BOD5 浓度范围在365~4600mg/l 之间波动,水质变化极大。经污水处理系统后,出水仍能达到排放标准,可见该工艺装置能承受较高的污染物负荷,耐冲击,能高效处理高浓度污水。

3 主要技术经济指标

本工程设计处理能力为700m3/d (其中生产废水100m3/d、生活污水550m3/d、饭堂污水50m3/d),占地面积为630m2,工程总投资105 万元,总装机功率为45.5kw,常开功率为19.5kw,耗电量为0.65kw·h/m3。运行费用主要为电费和药剂费,药剂费为0.18元/m3,所以单位直接运行成本为0.83 元/m3。谭福环保。

4 结论

喷漆废水中往往含有多种不同类型的油漆颜料,成分复杂,COD 浓度高,难以降解,若单靠物化或生化处理,或采用增加絮凝和生化反应时间,会令污水处理工程占地面积大、流程长、工程费用高,处理效果难以令人满意,为此要加强单元组合的研究。本例中,由于喷漆废水水量少,若单独处理,则工艺流程长,吨水工程投资费用较高,管理复杂。现利用企业的生活污水,选用气浮- 生化工艺进行处理,运行实践表明该工艺处理效果稳定、耐冲击、占地少、低耗高效、管理方便、维护简单,是处理典型喷漆生产综合废水较合理、有效的方案。