混凝沉淀+A/O法處理水性噴漆廢水的工程應(yīng)用

林建平

（浙江天弘環(huán)境工程有限公司，浙江 臺州 318000）

對機(jī)殼、零件表面進(jìn)行噴漆處理，是臺州市某大型縫紉機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的主要生產(chǎn)工藝之一，噴漆過程使用的油漆為水性漆，廢水中的主要污染因子為CODCr、SS、總氮等。針對排放廢水的水質(zhì)水量特征，該企業(yè)采用以混凝沉淀+A/O法的組合處理技術(shù)[1]。自該項目建成運行以來，各項廢水污染因子均穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)排放。

1 工程概況

1.1 污染源強(qiáng)分析和設(shè)計水量水質(zhì)

該企業(yè)水簾噴漆臺和噴漆廢氣噴淋塔在16 h/d運行工況下，需要每日排放，日產(chǎn)噴漆廢水40 m3/d。油漆主要成分為水性聚氨酯分散體、水性異氰酸酯、水性氨基樹脂、鈦白粉、填顏料等。廢水中含有少量漆渣，呈乳白色，主要污染因子為CODCr、SS、總氮等。具體水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

表1 原水水質(zhì)

根據(jù)企業(yè)的污染源強(qiáng)及水量變化系數(shù)，設(shè)計噴漆廢水處理能力為50 m3/d，物化階段10 h/d運行，生化階段24 h/d運行。

廢水經(jīng)處理后，污染物要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的三級排放標(biāo)準(zhǔn)、浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》（DB33/887-2013）要求。具體標(biāo)準(zhǔn)限值和出水水質(zhì)指標(biāo)如表2所示。

表2 標(biāo)準(zhǔn)限值和設(shè)計出水水質(zhì)

1.2 廢水處理工藝流程

由于噴漆廢水含有一定量的漆渣，先對原水進(jìn)行沉渣。經(jīng)沉渣后的懸浮液中含有大量的白色膠體顆粒，通過小試確定采用混凝沉淀法去除膠態(tài)污染物，同時去除大部分的CODCr、SS等污染物。物化反應(yīng)后的上部液體清澈透明，將其pH值調(diào)節(jié)至中性后測其BOD5:CODCr為0.31，生化性較好，采用A/O法對其進(jìn)行生化處理，確保廢水達(dá)標(biāo)、穩(wěn)定排放[2]。具體工藝流程如圖1所示。

圖1 廢水處理工藝流程

1.3 主要構(gòu)筑物和設(shè)備

1.3.1 調(diào)節(jié)池

車間排放的噴漆廢水屬于間歇性排放，且噴漆臺和噴淋塔排放的水質(zhì)水量有一定差異。為保證本污水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運行，所以設(shè)置噴漆廢水調(diào)節(jié)池對其進(jìn)行均質(zhì)均量。鋼砼結(jié)構(gòu)，1座，池內(nèi)凈尺寸L×B×H=5.0 m×1.5 m×5.3 m，有效容積37.5 m3，HRT=0.75 d。提升泵2臺（一用一備），型號FS40-32-125。配套DN40電磁流量計1只，電纜式液位計1只。

1.3.2 混凝反應(yīng)池

噴漆廢水經(jīng)泵泵入混凝反應(yīng)池，主要利用混凝反應(yīng)對膠體產(chǎn)生強(qiáng)吸附能力和網(wǎng)捕作用去除廢水中的污染物[3]。首先在反應(yīng)池加入NaOH，調(diào)節(jié)廢水的pH在10～11。然后加入CaCl2，利用鈣離子的高電荷對廢水中的懸浮膠態(tài)物質(zhì)進(jìn)行脫穩(wěn)、破乳。再加入一定量的凝聚劑PAC、絮凝劑PAM，發(fā)生混凝反應(yīng)。在此過程中，酸堿反應(yīng)加藥實現(xiàn)自動化。鋼砼結(jié)構(gòu)，表面防腐，3座，池內(nèi)凈尺寸L×B×H=1.0 m×1.0 m×5.3 m，有效容積9 m3，HRT=1.8 h。反應(yīng)攪拌機(jī)3臺，蝸輪蝸桿式；加藥泵8臺，型號FS32-25-105；pH計1臺。

1.3.3 缺氧池（A池）

沉淀池出水通過回調(diào)池固定式pH計，自動調(diào)節(jié)酸堿度至中性后，出水進(jìn)入缺氧池，在產(chǎn)酸菌的水解酸化作用下，進(jìn)一步降解廢水中的有機(jī)物，從而提高污水的BOD5/CODCr。水性漆中的含氮有機(jī)物在微生物的作用下分解為氨氮，同時從好氧池回流過來的硝酸鹽和亞硝酸鹽則被反硝化菌還原為氣態(tài)氮（N2）和氮氧化物[4]。鋼砼結(jié)構(gòu)，2座，池內(nèi)凈尺寸L×B×H=2.7 m×2.0 m×5.3 m，有效容積53 m3，HRT=27h，缺氧池內(nèi)DO控制0.2～0.5 mg/L，MLSS約3～5 g/L，容積負(fù)荷1.27 kg/（m3·d），總氮負(fù)荷率0.006 kgTN/（kgMLSS·d）。膜片式曝氣頭40個，DO溶氧儀1套。

1.3.4 好氧池（O池）

進(jìn)入好氧池后，廢水中殘留污染物質(zhì)為容易好氧生物降解的半徑小、結(jié)構(gòu)簡單的小分子有機(jī)物質(zhì)，其中的硝化菌利用水中余留的堿度和缺氧段回收的部分堿度，將剩余的氨態(tài)氮氧化成硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮。鋼砼結(jié)構(gòu)，2座，池內(nèi)凈尺寸L×B×H=2.91 m×2.80 m×5.30 m，有效容積78 m3，HRT=37 h，缺氧池內(nèi)DO控制2～4 mg/L，MLSS為2～4 g/L,污泥負(fù)荷0.21 kg BOD5/（kgMLSS·d），MLVSS/MLSS取0.7。羅茨風(fēng)機(jī)2臺（1備1用），型號BSR80，風(fēng)量Q=3.89 m3/min，風(fēng)壓P=53.9 kPa，功率N=7.5 kW，膜片式曝氣頭64個，DO溶氧儀1套。

1.4 工藝特點

在堿性條件下（pH在10～11），采用CaCl2先對噴漆廢水中的乳化態(tài)懸浮物進(jìn)行脫穩(wěn)，可有效提高后續(xù)混凝反應(yīng)效果，否則常規(guī)的混凝反應(yīng)無法做到沉淀時的污泥上部液體清澈。本項目噴漆廢水中的含氮有機(jī)物較多，通過缺氧池的兼性厭氧菌分解、氨化成NH3-N，再通過A/O池的硝化-反硝化可有效脫氮。根據(jù)以往同類工程經(jīng)驗和小試、中試選用合適的設(shè)計參數(shù)，缺氧池容積負(fù)荷取1.27 kg/（m3·d），好氧池污泥負(fù)荷取0.21 kgBOD5/（kgMLSS·d），既保證了廢水的處理效率，又節(jié)省了投資、運行費用。

2 運行情況

該項目廢水處理設(shè)施于2018年3月調(diào)試完成并投入使用，至今運行已一年有余，處理效率穩(wěn)定、運行成本較低，處理后的廢水的各污染因子達(dá)到了相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.1 運行效果

該廢水處理設(shè)施運行至今，其進(jìn)、出水監(jiān)測結(jié)果表明，各污染物指標(biāo)能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，具體進(jìn)出水情況如表3所示。

表3 水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

2.2 工程經(jīng)濟(jì)分析

工程總投資150萬元，日常運行費用主要包括藥劑費、電費和人工費，藥劑費成本為4.385元/m3污水，電費按運行負(fù)荷30 kW，功率因子0.75，電費單價1.0元/（kW·h），運行電費為6.015元/m3污水。因此，總運行費用為10.40元/m3污水。

3 結(jié)論

本文研究分析了已建成運行的混凝沉淀+A/O法處理水性噴漆廢水的成功案例。研究結(jié)果表明，采用“混凝沉淀+A/O法”工藝處理水性噴漆廢水，并針對水性噴漆廢水的水質(zhì)水量特點，選用合理的處理方法、設(shè)計參數(shù)，可實現(xiàn)廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。