不同涂裝污水處理站工藝的對(duì)比分析

李保亮 呂超 張磊

摘 要：文章對(duì)比了現(xiàn)場(chǎng)兩個(gè)涂裝車間污水處理站的不同處理工藝流程，通過現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及處理工藝分析對(duì)比，找出過程中的差異點(diǎn)和浪費(fèi)點(diǎn)，結(jié)合兩個(gè)污水處理站的優(yōu)缺點(diǎn)，找出可以優(yōu)化的處理過程，減少藥劑浪費(fèi)，找到后續(xù)改進(jìn)的潛力點(diǎn)。并以此來達(dá)到減少污水處理藥劑費(fèi)用、減輕現(xiàn)場(chǎng)工作量的目的，并完成降本增效的目標(biāo)。最后又結(jié)合新增環(huán)保設(shè)備投入及即將實(shí)施的環(huán)保新標(biāo)準(zhǔn)，分析現(xiàn)涂裝污水處理面臨的困難點(diǎn)及后續(xù)改進(jìn)方向。

關(guān)鍵詞：涂裝;污水處理;前處理;電泳;物化;生化系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U466? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? 文章編號(hào)：1671-7988（2020）13-194-04

Comparative the difference of Waste water station in Paintshop

Li Baoliang， Lv Chao， Zhang Lei

（FAW-Volkswagen Automotive Co.， Ltd， Chengdu Branch， Sichuan Chengdu 410100）

Abstract： This paper compares the different treatment processes of waste water stations in two Paintshop， finds out the differences and waste in the process through the comparison of field equipment and treatment process， and finds out the treatment process that can be optimized， reduce the waste of chemicals， and find the potential points for subsequent improvement in combination with the advantages and disadvantages of the two waste water stations. And use this to achieve the purpose of reducing the cost of waste water treatment agent， reducing the workload of the site， and achieving the goal of cost reduction and efficiency increase. Finally， combined with the investment of new equipment and the standards to be implemented， the difficulties faced by the current coating waste water treatment and the subsequent improvement direction are analyzed.

Keywords： Paint Shop; Waste water station; PT; E-Coating; Physicochemical and biochemical system

CLC NO.： U466? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）13-194-04

1 前言

汽車涂裝過程為整車制造過程中的用水大戶，單車用水量超過整車制造過程中的用水量的50%，且涂裝過程用水屬于工業(yè)污水，不同種類的污水處理方式完全不相同，如脫脂廢水中含有礦物油，磷化污水含有鎳屬于國家一級(jí)監(jiān)控排放物，電泳污水含樹脂和有機(jī)溶劑等，污水處理工藝復(fù)雜、成本高。但是現(xiàn)在污水處理工藝不斷發(fā)展，不同時(shí)期建設(shè)的污水處理站建設(shè)硬件及設(shè)計(jì)條件并不相同?，F(xiàn)場(chǎng)東西涂裝車間建有兩個(gè)專業(yè)配套的涂裝污水處理站，設(shè)計(jì)處理能力均為70m3/h，可同時(shí)處理脫脂污水20m3/h;磷化污水30m3/h;電泳污水20m3/h。處理后水質(zhì)達(dá)到國家三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。東西區(qū)兩個(gè)涂裝污水站存在處理工藝不同，化學(xué)藥劑不同，處理污水效率及產(chǎn)生的危廢量也不相同。

東涂裝車間污水處理站2010年建成。處理工藝為混凝沉淀、絮凝、鐵碳微電解、水解酸化、曝氣生物濾池，儲(chǔ)水槽建在地下總計(jì)1200m3。西涂裝車間污水處理站2012年建成工藝為混凝沉淀、絮凝、鐵碳微電解、氣浮、活性污泥生化系統(tǒng)，各儲(chǔ)水槽建在地下總計(jì)1200m3。本文通過對(duì)比兩個(gè)污水處理站的差異點(diǎn)和優(yōu)劣勢(shì)，找出優(yōu)化潛力點(diǎn)，達(dá)到保證出水品質(zhì)達(dá)標(biāo)并節(jié)約處理藥劑成本、減少污泥產(chǎn)出、降低處理污水綜合費(fèi)用的目的。

2 涂裝污水處理工藝對(duì)比分析

2.1 涂裝污水處理流程

首先從流程上來分析一下這兩個(gè)污水處理站的處理工藝：涂裝污水處理工藝的流程方向基本相同。如圖1所示。東西區(qū)涂裝污水站的處理工藝路徑都是先將脫脂、磷化、電泳污水分別進(jìn)行預(yù)處理，然后混合一起進(jìn)行調(diào)整，最后進(jìn)行生化處理，最終達(dá)到排放指標(biāo)。

2.2 脫脂污水處理工藝對(duì)比及分析

脫脂污水中主要污染物為表面活性劑及車身油污。東區(qū)涂裝污水站處理脫脂污水使用藥劑為PAFCS（聚合雙酸鋁鐵）、PAM（聚丙烯酰胺）、NaOH（氫氧化鈉）、CaCl2（氯化鈣），綜合反應(yīng)完成后先進(jìn)行混凝預(yù)沉降，再通過斜板沉降，沉降污染物后，經(jīng)過H2SO4（硫酸）調(diào)整PH值，完成預(yù)處理進(jìn)入到鐵碳微電解系統(tǒng)和生化系統(tǒng);西區(qū)涂裝污水站處理脫脂污水使用藥劑是PAC（聚合氯化鋁）及PAM和H2SO4，在氣浮池就完成了預(yù)處理，直接進(jìn)入到后續(xù)的生化處理。流程示意圖如圖2所示。

通過對(duì)比過程藥劑及處理結(jié)果，如表1所示。從處理工藝對(duì)比來看，東區(qū)涂裝污水處理站以混凝沉淀來除污染物，而西區(qū)涂裝污水處理站以氣浮絮凝來除污染物，處理工藝不同，加入的藥劑及藥劑量也不同。東區(qū)污水站需要先加入NaOH再加入H2SO4進(jìn)行反應(yīng)，這樣子就造成了酸與堿中和反應(yīng)的浪費(fèi)。而西區(qū)污水站處理比較直接，不存在用藥浪費(fèi)的情況，而且除油效果明顯。

2.3 磷化污水處理工藝對(duì)比及分析

磷化污水中主要污染物為磷酸鹽，重金屬，含有國家一級(jí)排放重金屬鎳。東區(qū)涂裝污水站的處理磷化污水的預(yù)過程，先通過PAFCS和NaOH進(jìn)行反應(yīng)，然后再加入CaCl2和PAM進(jìn)行混凝沉淀。通過沉淀槽后，上層清液再次進(jìn)行混合反應(yīng)槽，加入PAFCS和PAM，NaOH和CaCl2，再次進(jìn)行混凝沉淀，最后通過斜板沉降槽實(shí)際污泥與清液分離，清液通過加入H2SO4調(diào)整PH值進(jìn)入中間水箱，完成磷化污水預(yù)處理。西區(qū)涂裝污水站對(duì)于磷化污水的預(yù)處理過程相對(duì)來說簡單，先通過加入PAC及Ca（OH）2和進(jìn)行預(yù)沉降，再進(jìn)入反應(yīng)槽后加入PAM進(jìn)行混凝、沉淀，通過沉淀池后，上層清液進(jìn)入到后續(xù)生化處理系統(tǒng)[2]。流程示意圖如圖3所示。

通過反應(yīng)流程對(duì)比，東西區(qū)污水站預(yù)處理磷化污水處理流程相差非常大，總體差異如表2所示。從處理的特點(diǎn)及最終的結(jié)果分析來看，東區(qū)的沉降效果相對(duì)來差一些，存在著藥劑及加料設(shè)備的浪費(fèi)，西區(qū)沉降效果好，泥水分離明顯，藥劑使用過量，產(chǎn)生的泥量比東區(qū)相對(duì)較多。

2.4 電泳污水處理工藝對(duì)比及分析

電泳污水主要含有有機(jī)酸、少量樹脂、有機(jī)溶劑等，處理工藝比較復(fù)雜。東區(qū)涂裝污水處理站預(yù)處理電泳污水的過程使用雙級(jí)混凝沉淀處理，第一步混合反應(yīng)需要加入PAFCS、PAM、NaOH、CaCl2進(jìn)行沉淀，分離清液，第二步要加入再經(jīng)過H2SO4調(diào)整PH值，再次加入PAFCS、PAM、NaOH、CaCl2進(jìn)行第二次沉淀，通過雙級(jí)處理，第三步經(jīng)過鐵碳微電解槽（容積100m3）反應(yīng)，最后排入至混合反應(yīng)槽，完成電泳污水的預(yù)處理。西區(qū)同樣采用雙級(jí)混凝沉降處理，第一步加入PAC及PAM進(jìn)行混凝沉淀，分離清液。第二步反應(yīng)是清液進(jìn)入鐵碳微電解槽（容積30m3）。第三步通過加入PAC、Ca（OH）2、PAM進(jìn)行二次混凝沉降。 分離清液進(jìn)入至均質(zhì)池，完成電泳污水的預(yù)處理。

通過反應(yīng)流程對(duì)比，東西區(qū)污水站預(yù)處理電泳污水處理方式基本一致，但是流程基本有所差異，總體差異如同表3所示。

2.5 生化處理工藝對(duì)比及分析

為達(dá)到國家三級(jí)處理標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)處理完成后的脫脂、磷化、電泳污水混合在一起調(diào)整PH后進(jìn)入到后面的生化系統(tǒng)，主要工藝流程如圖5所示。東區(qū)涂裝污水處理站的處理工藝流程為：各預(yù)處理污水混合之后，先進(jìn)入到鐵碳微電解系統(tǒng)，再通過加入NaOH、H2SO4進(jìn)行PH的調(diào)整，最后經(jīng)過中間水箱后進(jìn)入到270m3的生化濾池，通過生物膜過濾將污水COD的去除50%，在達(dá)標(biāo)后進(jìn)行排放;西區(qū)污水處理站生化處理流程為，先混合各預(yù)處理污水在均質(zhì)池，通過Ca（OH）2、H2SO4進(jìn)行PH的調(diào)整，然后進(jìn)入2個(gè)并連的370m3的曝氣池生化處理，通過活性污泥中的微生物去除污水中的污染物，污水COD去除率達(dá)到90%，在處理過程中會(huì)有少量污泥產(chǎn)生，經(jīng)過沉淀污泥后，清液達(dá)標(biāo)后排放。

通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)這兩種污水處理方式差異相對(duì)較大，如表4所示。這兩種不同工藝的選擇與當(dāng)初設(shè)計(jì)取向不同，在東區(qū)污水站設(shè)計(jì)過程中，由于占地面僅有900m2，而西區(qū)污水處理站占地面積為1100m2。西區(qū)涂裝污水站設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮到過在大規(guī)模生產(chǎn)中會(huì)遇到異常排放無法及時(shí)處理的困難，如電泳漆的異常排放、電泳UF液的排放等問題。

2.6 整體處理工藝對(duì)比及分析

綜合以上信息，我們發(fā)現(xiàn)東西區(qū)污水整體處理工藝差異較大，但是各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此我們進(jìn)行綜合對(duì)比總結(jié)，如表5所示：

3 涂裝污水處理綜合成本對(duì)比

通過上述的全流程的工藝對(duì)比及分析，接下來詳細(xì)計(jì)算一下東西區(qū)兩個(gè)污水處理站的綜合使用成本，主要對(duì)比這三個(gè)方面的成本：（1）設(shè)備功率及設(shè)備維護(hù)成本;（2）處理藥劑及污泥處理成本;（3）人員投入成本。

通過設(shè)備功率及運(yùn)行成本綜合這塊來對(duì)比，如表6所示（平均按每年運(yùn)行300天計(jì)算）：整體來看，東區(qū)污水處理站能耗少，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本低。

通過處理藥劑及污泥產(chǎn)生量及處理成本綜合這塊來對(duì)比，如表7所示：綜合以上成本，東區(qū)污水處理站比西區(qū)污水處理站藥劑及污泥處理成本高35萬元。

通過處人員投入成本綜合這塊來對(duì)比，如表8所示。東區(qū)污水站人工成本高于西區(qū)10萬元。

綜合以上的對(duì)比信息，由于西區(qū)比東區(qū)晚建設(shè)兩年，設(shè)計(jì)空間及設(shè)備裝備上考慮到了東區(qū)的一些不足，相對(duì)來說簡化了現(xiàn)場(chǎng)操作及藥品添加流程，雖然東區(qū)污水站有能耗節(jié)約方面及污泥處理費(fèi)用節(jié)約的優(yōu)勢(shì)，但整體的運(yùn)行成本較西區(qū)污水處理站高出25萬元人民幣每年。而且從實(shí)際運(yùn)行情況來看，相對(duì)應(yīng)的應(yīng)急處理能力，如電泳漆的意外排放，東區(qū)污水處理站直接無法處理，生化系統(tǒng)會(huì)因此失去活性，而西區(qū)污水處理站處理能力及生化系統(tǒng)適應(yīng)性都很快恢復(fù)。

4 不同工藝的綜合優(yōu)化

結(jié)合整個(gè)工藝流程及成本全方位對(duì)比來看，我們最后結(jié)合東西區(qū)各自的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行了工藝及藥劑上的改進(jìn)。

藥劑的改進(jìn)：在西污水處理增加NaOH來控制PH，減少Ca（OH）2使用量，反應(yīng)過程中污水PH過程控制能力比使用Ca（OH）2控制能力強(qiáng)，在實(shí)驗(yàn)當(dāng)月單車污泥量下降0.5kg以上，單車成本優(yōu)化1.75元以上，預(yù)計(jì)全年可節(jié)約污

泥處理費(fèi)用52.5萬元。

工藝過程的改進(jìn)：在東區(qū)污水處理站，設(shè)計(jì)加料過程復(fù)雜，經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)藥劑量反應(yīng)不夠徹底，藥劑及加料系統(tǒng)都存在使用浪費(fèi)，通過精確定量加料系統(tǒng)，控制攪拌速度，最終達(dá)到精準(zhǔn)加料，節(jié)約藥劑，促進(jìn)反應(yīng)，保證絮凝更加徹底。在精確控制當(dāng)月藥劑使用量單車從11元降至9元。單車節(jié)約2元，全年節(jié)約60萬元。

新設(shè)備的投入：在后續(xù)的污泥處理中，污水處理站自身的污泥含水率達(dá)到了70%，處理成本中存在著浪費(fèi)，因此投入污泥干化設(shè)備非常有必要。新設(shè)備投入后，污泥含水率降至30%以下，污泥重量可降至原來的40%。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)污泥的自動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，可減少污泥處理站人工裝袋的成本。綜合處理費(fèi)用可降低100萬元以上。

綜合以上信息，現(xiàn)場(chǎng)的改進(jìn)改造還有很多潛力點(diǎn)，都可以達(dá)到降本效的目的。這也將是后續(xù)涂裝污水站工作梳理的重點(diǎn)。

5 結(jié)語

在汽車生產(chǎn)過程中，涂裝的污水處理很多成本投入不明顯，但實(shí)際單車費(fèi)用并不低。單車污水處理至三級(jí)排放成本達(dá)到30元人民幣。多數(shù)涂裝污水處理站由于一直是外包處理，相對(duì)涂裝專業(yè)來說專業(yè)性改進(jìn)及重視程度并不高，隨著環(huán)保壓力增加，企業(yè)降本增效壓力增大，污水處理系統(tǒng)的改進(jìn)也將得到重視。通過此文中的對(duì)比，我們找到更優(yōu)的污水處理工藝，找出了過程中的浪費(fèi)點(diǎn)，對(duì)單車制造成本的降低都有幫助。污染治理的費(fèi)用隨著環(huán)保法規(guī)的更加嚴(yán)格控制逐年增加，整車制造成本也會(huì)上升，產(chǎn)品成本競爭力下降，將影響整車廠的效益。

參考文獻(xiàn)

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