電鍍廢水處理設(shè)備

        涂裝工藝在汽車表面處理中運(yùn)用極其廣泛，在生產(chǎn)過(guò)程中基本上都有廢水產(chǎn)生[1]，而汽車涂裝廢水的處理已成為當(dāng)今污水處理工程的一大難題，急待解決。通過(guò)多年的摸索和工程實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)采用物化+生化處理汽車涂裝廢水是經(jīng)濟(jì)有效的，但在實(shí)際的應(yīng)用中也存在一些問(wèn)題，需要對(duì)此工藝進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，使汽車涂裝廢水處理更加穩(wěn)定和有效。
        1  汽車涂裝廢水的來(lái)源及特點(diǎn)
        在涂裝工藝中產(chǎn)生的廢水主要有前脫脂、酸洗和磷化表調(diào)等前處理廢水、電泳涂裝廢水和噴涂底、中、面漆時(shí)的噴漆廢水[2]。各股廢水的成分復(fù)雜，濃度各不相同，處理難度大。
        此廢水除部分水洗水從水槽連續(xù)溢流外，各工序所產(chǎn)生的廢水或廢液多為間歇排放，各股廢水混合后形成高濁度的涂裝廢水，廢水的水量及水質(zhì)在一天內(nèi)變化很大，且無(wú)規(guī)律可循，廢水中污染物成份復(fù)雜，含有多種有毒物質(zhì)，濃度高，可生化性差。經(jīng)多年的監(jiān)測(cè)，其綜合水質(zhì)情況為：CODcr濃度1000～2500mg/L，BOD5濃度100～250mg/L，SS濃度400～600mg/L，石油類濃度30～85mg/L，磷酸鹽濃度25～50mg/L，pH 7.0～8.5，Zn2+濃度5.0～20mg/L。
        2  處理工藝的研究
        2.1 單純物化法
        由于汽車涂裝廢水的可生化性差，單純的物化處理工藝流程一般為：調(diào)節(jié)池——混凝沉淀或氣浮——砂濾——活性炭過(guò)濾，也有的工藝是將每個(gè)工序的廢水分開(kāi)，各自加藥反應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理（如含油廢水則加藥破乳）后再進(jìn)行混凝沉淀或氣浮，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)幕炷齽┖托跄齽?，在理論上該工藝處理涂裝廢水是可行的，但單純的物化處理后出水水質(zhì)不穩(wěn)定，涂裝廢水在混凝沉淀或氣浮后，COD去除率為30％～60％，高80％，即出水COD會(huì)在450mg/L左右，而且絕大部分為溶于水的有機(jī)物，這部分有機(jī)物的去除主要靠活性炭吸附，加大活性炭過(guò)濾器的負(fù)荷，很快使活性炭失效，從而導(dǎo)致出水不達(dá)標(biāo)。同時(shí)工藝流程長(zhǎng)，操作維護(hù)復(fù)雜，運(yùn)行成本高。
        2.2 物化+生化相的處理方法
        目前處理汽車涂裝廢水具前景的方法之一為物化+生化法，此工藝的核心原理為：以物化法作為預(yù)處理，然后采用生化法處理，使廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
        （1）物化預(yù)處理
        由于汽車涂裝廢水中含有大量磷酸鹽等生化不能*去除或難去除的物質(zhì)，必須依靠物化法來(lái)去除。在實(shí)際工程中多采用石灰，利用石灰乳將廢水的PH值控制在11.5以上，使磷酸根和鋅離子生成羥基磷灰石和氫氧化鋅沉淀物而去除，使廢水中的磷酸鹽濃度低于5.0mg/L。同時(shí)利用Ca2+完成乳化油、高分子樹(shù)脂的膠體脫穩(wěn)、凝聚過(guò)程，為混凝反應(yīng)創(chuàng)造條件。
        （2）生化處理
        廢水經(jīng)物化法預(yù)處理后，水質(zhì)有所改善，但必須通過(guò)生化法處理后才可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。由于涂裝車間廢水主要污染物質(zhì)可生化性較差（BOD/COD=0.1），因此，提高原水可生化性是該廢水生化處理的首要條件。其次，由于工業(yè)廢水中營(yíng)養(yǎng)物不均衡，為提高廢水生化性需投加營(yíng)養(yǎng)源。另一方面，在生化處理前段，首先將廢水進(jìn)行水解酸化處理，即將厭氧控制在水解酸化階段，利用水解酸化菌將難以降解的合成有機(jī)物如環(huán)氧樹(shù)脂、醚類物質(zhì)之類的環(huán)狀有機(jī)物、芳香族有機(jī)物等斷鏈，分解成小分子有機(jī)物，從而提高了廢水可生化性。
        廢水經(jīng)水解酸化處理后，再采用好氧工藝進(jìn)行后續(xù)處理。好氧生化段是整個(gè)廢水處理工藝的核心部分。在有氧條件下，廢水中的可降解污染物在好氧微生物作用下，一部分合成為微生物細(xì)胞，另一部分分解為CO2、H2O，得以*去除，部分多余的微生物有機(jī)體通過(guò)排泥從系統(tǒng)中排除，從而使水質(zhì)得到凈化。
        而在工程實(shí)踐中用得較多的好氧工藝有SBR法和接觸氧化法。由于汽車涂裝廢水的水質(zhì)和水量變化很大，接觸氧化法難以穩(wěn)定運(yùn)行，出水水質(zhì)波動(dòng)較大，需要采用微絮凝過(guò)濾或活性炭吸附作為補(bǔ)充，出水才能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。而SBR工藝的進(jìn)水、曝氣反應(yīng)、靜止沉淀、排上清液和閑置階段循環(huán)操作，將生物處理和沉淀集于一體，具有運(yùn)行效果穩(wěn)定、耐水量和有機(jī)負(fù)荷沖擊、運(yùn)行靈活、構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作和維護(hù)方便等特點(diǎn)[4]，故SBR工藝在汽車涂裝廢水中應(yīng)用較廣泛。
        2.3 工藝流程
        以湖南某汽車制造公司的涂裝廢水處理為例，設(shè)計(jì)處理水量：Q=300m3/d，水質(zhì)如前所述，工藝流程如下：
        由于涂裝預(yù)處理中存在不定期的倒槽工序，倒槽廢液間歇排放，水量大，且濃度非常高，必須進(jìn)行分質(zhì)分流處理。倒槽濃廢液收集在濃廢液槽中；而其他濃度較低的廢水則進(jìn)入調(diào)節(jié)池中，然后用泵將濃廢液定期定量打到調(diào)節(jié)池中，與其他廢水充分混合均勻；在混凝反應(yīng)池中投加石灰乳和PAM，充分混合反應(yīng)后去除大部分磷酸鹽、重金屬和SS，然后經(jīng)沉淀澄清后，投加鹽酸調(diào)節(jié)廢水pH。經(jīng)物化處理后出水經(jīng)過(guò)水解酸化后進(jìn)入SBR池，在SBR池中進(jìn)行好氧生化反應(yīng)，廢水中的有機(jī)物被好氧分解，從而使廢水得以凈化，達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)排放。
        3  工藝的改進(jìn)
        通過(guò)多個(gè)汽車涂裝廢水處理廠的設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)采用物化+生化法處理涂裝廢水是經(jīng)濟(jì)可行的，能達(dá)到預(yù)期的處理效果，但也存在一些問(wèn)題，需要對(duì)此工藝進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。
        3.1 均勻水質(zhì)水量
        由于汽車涂裝廢水大多間歇排放，瞬時(shí)排放水量大，濃度高，必須在調(diào)節(jié)池內(nèi)混合均勻，減少對(duì)后續(xù)處理的沖擊。在設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池時(shí)，須滿足廢水在池內(nèi)停留足夠的時(shí)間來(lái)混合均勻，一般調(diào)節(jié)池的有效容積占設(shè)計(jì)水量的40%以上，運(yùn)行時(shí)特別注意池內(nèi)必須留出安全容積來(lái)稀釋從倒槽廢液池中泵入的高濃度廢液，防止水質(zhì)的大幅波動(dòng)，造成系統(tǒng)無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。
        3.2 化學(xué)除磷的控制
        汽車涂裝廢水中磷酸鹽濃度較高，必須考慮采用物化除磷。運(yùn)行時(shí)加入過(guò)量的石灰乳，調(diào)節(jié)廢水pH值至11.5以上，去除重金屬離子，又能作為廉價(jià)高效的除磷劑。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行，以石灰為混凝劑，PAM為絮凝劑，磷酸鹽的去除率可達(dá)到99%左右，出水濃度小于0.5mg/L。但如此高效的化學(xué)除磷，導(dǎo)致廢水中磷酸鹽過(guò)低，影響后續(xù)生化反應(yīng)的進(jìn)行，必須適當(dāng)控制石灰乳的投加量，保證出水中的磷酸鹽的濃度為2.0～3.0mg/L內(nèi)，既能滿足生化反應(yīng)的需要，又能保證終出水磷酸鹽穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
        3.3 廢水營(yíng)養(yǎng)物的補(bǔ)充
        由于汽車涂裝廢水中缺少微生物所需的各種營(yíng)養(yǎng)源，必須考慮補(bǔ)充廢水的營(yíng)養(yǎng)物。目前常用的方式有：（1）人工投加氮磷；（2）引入生活污水。從運(yùn)行管理和實(shí)際運(yùn)行效果來(lái)看，簡(jiǎn)單有效的方法是引入生活污水，補(bǔ)充微生物所需的各種營(yíng)養(yǎng)源。
        3.4 提高水解酸化的效率
        汽車涂裝廢水的重要特征之一為可生化性差，采用水解酸化來(lái)提高廢水的可生化性能是首要條件，水解酸化的設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間一般為6～9h, BOD5/CODcr由原來(lái)的0.2提高到0.3以上，基本滿足生化反應(yīng)的條件。但從多個(gè)工程實(shí)例的對(duì)比來(lái)看，在水解酸化池中安裝填料，組成復(fù)合水解酸化工藝，CODcr的去除率可提高20%～30%，廢水可生化性可提高15%左右，減輕SBR的處理負(fù)荷。
        3.5 合理分配供氧，降低能耗
        目前汽車涂裝廢水的好氧工藝多采用SBR法，其運(yùn)行方式為：進(jìn)水時(shí)間4h，進(jìn)水1h后進(jìn)行曝氣8h，沉淀2h。排水0.5h，閑置0.5h。SBR池供氧采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)和微孔曝氣器，池內(nèi)溶解氧的濃度控制在2.0～5.0mg/L。
        在SBR法處理涂裝廢水時(shí)，多采用非限制性或限制性曝氣。在充水的起始階段，由于池內(nèi)污染物濃度較低，需氧量較??；但隨著進(jìn)水量的加大，污染物的濃度逐漸加大，在進(jìn)水的后半期應(yīng)加大廢水的供氧量[4]。在曝氣階段，由于池內(nèi)污染物濃度逐漸降低，需氧量也逐漸減少，在曝氣的后半期應(yīng)減少?gòu)U水的供氧量。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行可很好的解決供氧分配問(wèn)題，節(jié)省能耗約20%~25%。
        4  處理效果及運(yùn)行成本分析
        經(jīng)多年運(yùn)行表明，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果好，處理后的水質(zhì)經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)站多次采樣分析，結(jié)果為pH=6.0～9.0，CODcr≤80%~90mg/L，SS≤60~70mg/L，BOD5≤4~20mg/L，石油類物質(zhì)≤5.0mg/L，磷酸鹽≤0.5mg/L，達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
        優(yōu)化與改進(jìn)后，總的運(yùn)行成本由原來(lái)的1.36元/立方米降到0.93元/立方米，減少運(yùn)行成本約30%左右，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
        5  結(jié)論
        5.1 對(duì)于汽車涂裝廢水的處理，必須對(duì)原水進(jìn)行分質(zhì)分流，重視廢水水質(zhì)均勻。
        5.2 經(jīng)實(shí)踐表明，采用物化+生化法處理汽車涂裝廢水是經(jīng)濟(jì)可行的，較之其它方法具有處理效果穩(wěn)定、運(yùn)行成本低、操作維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
        5.3 通過(guò)對(duì)物化+生化處理工藝的改進(jìn)，使汽車涂裝廢水處理工藝更趨完善，處理效果更穩(wěn)定。