汽車制造企業(yè)污水處理工藝研究

摘要：本文根據(jù)汽車制造企業(yè)的廢水產(chǎn)生特點，介紹了常用的汽車制造企業(yè)廢水尤其是涂裝廢水的處理工藝，結(jié)合工程實例的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析了處理效果。

關(guān)鍵詞：汽車制造;涂裝;廢水處理

中圖分類號：X703 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）12-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.026

Analysis on waste water treatment process of automobile manufacturing enterprises

Fu Yinyin

（Jiangsu Academy of Environmental Industry and Technology，Nanjing Jiangsu 210019，China）

Abstract：According to the characteristics of waste water from automobile manufacturing enterprises， this paper introduced the common waste water treatment process and engineering examples of automobile manufacturing enterprises.

Key word：Automobile manufacturing;Painting;Waste water treatment

汽車制造企業(yè)廢水主要包括沖壓模具清洗廢水、涂裝廢水和總裝淋雨測試廢水，其中涂裝廢水是汽車制造企業(yè)廢水的主要來源[1]，也是企業(yè)污水處理的重點。涂裝工藝廢水產(chǎn)生量較大、污染物濃度較高，若處置不當(dāng)將造成環(huán)境污染物。

1 汽車制造廢水組成和特征

沖壓工藝產(chǎn)生的沖壓模具清洗水循環(huán)使用，定期排放，具有水量少、含油量高的特點[2]，主要污染物質(zhì)為石油類、COD、SS、氨氮、總氮、總磷等?？傃b淋雨測試用水也是循環(huán)使用，定期排放，具有水量少、污染物濃度低的特點，主要污染物質(zhì)為COD、SS、石油類。

涂裝工藝廢水主要來自脫脂、表調(diào)、磷化、電泳等工序[3]。脫脂、表調(diào)、磷化、鈍化、電泳均會產(chǎn)生高濃度的廢液和低濃度的連續(xù)清洗廢水。脫脂廢液具有水量少、含油量高的特點，脫脂廢液及脫脂水洗廢水的主要污染物質(zhì)為COD、SS、總磷、石油類。表調(diào)、磷化和鈍化廢液水量少、污染物濃度高，含有高濃度鎳、鋅、氟化物、總磷、總氮等污染物，而其清洗廢水水量大、含有較低濃度的上述污染物質(zhì)。電泳廢液水量少、污染物濃度高，含有高濃度COD、SS，而電泳清洗廢水水量大、含有較低濃度上述污染物。

2 處理工藝

由于定期排放的磷化、鈍化、脫脂、電泳等廢液濃度非常高，各工藝的廢水水質(zhì)差別也較大，為提高后續(xù)處理工藝的穩(wěn)定性，提高處理的效果，應(yīng)單獨對源頭水進行分類收集，并對高濃度廢液進行分質(zhì)預(yù)處理[4]。此外，涂裝車間定期排放的磷化、表調(diào)、鈍化廢液和連續(xù)排放的磷化、表調(diào)、鈍化清洗廢水中含有Zn、磷酸根、Ni等離子，其中Ni離子屬一類污染物，根據(jù)環(huán)保部強制性要求，此類廢水需單獨收集、預(yù)處理，Ni離子達到允許排放限值后方可與其他廢水混合處理[5]。

廠區(qū)污水站應(yīng)設(shè)置單獨的磷化廢液預(yù)處理設(shè)施，用于處理間歇排放的高濃度磷化、表調(diào)、鈍化廢液，單獨的脫脂廢液預(yù)處理設(shè)施，用于處理間歇排放的模具清洗廢水、脫脂廢液等高濃度含油廢液，單獨的電泳廢液預(yù)處理設(shè)施，用于處理間歇排放的高濃度電泳廢液。各股高濃廢液經(jīng)各自物化預(yù)處理系統(tǒng)處理后再分別與各自工段的連續(xù)排水混合，進一步采用“物化+生化+深度處理+膜處理”工藝，處理后的清水可回用于相應(yīng)工段，濃水達到接管標(biāo)準(zhǔn)后接管至污水處理廠。案例是位于江蘇省太湖流域的項目，還應(yīng)符合《江蘇省太湖水污染防治條例》要求，含氮、磷生產(chǎn)廢水單獨設(shè)置一套處理設(shè)施，采用上述工藝，處理后的濃水進入蒸發(fā)裝置，蒸發(fā)殘液作為危廢處置，含氮、磷生產(chǎn)廢水零排放。

2.1 預(yù)處理系統(tǒng)

2.1.1 磷化廢液預(yù)處理系統(tǒng)

涂裝車間定期清槽排放的磷化、表調(diào)、鈍化廢液，屬高濃度含金屬離子酸性廢水， pH=2-5、COD=1 500mg/L、Zn=2 000mg/L、Ni=950mg/L、P=4 000mg/L、氨氮=1 000mg/L、TN=1 500mg/L、F=400mg/L左右。廢水中的磷可以通過化學(xué)和生物兩種方法去除[6]。生物除磷是一種相對經(jīng)濟的除磷方法，但由于現(xiàn)階段生物除磷工藝還無法保證出水總磷穩(wěn)定達到0.5mg/L標(biāo)準(zhǔn)的要求，所以常需要采用或輔助以化學(xué)除磷措施[7]。且生物菌對原水水質(zhì)（如pH值、COD、P、金屬離子、其他毒性指標(biāo)）適應(yīng)范圍小，故廢水一般需先進行物化預(yù)處理，將生化設(shè)置為后道處理工藝。廢水中鎳、鋅等金屬離子和氟離子一般采用化學(xué)沉降分離法處理。

磷化廢液經(jīng)提升泵送入磷化廢液間歇反應(yīng)槽中，磷化廢液間歇反應(yīng)槽達到設(shè)計高液位值后，停止進液泵，自動定量添加稀堿和石灰乳，將廢液的pH值調(diào)整至10～11之間，然后依次投加混凝劑聚合氯化鋁（PAC）和絮凝劑聚丙烯酰胺（PAM-），械攪拌加速其反應(yīng)，將廢液中的鎳、鋅、錳等金屬離子、磷離子、SS和部分不溶性有機物經(jīng)機形成絮狀，增加其比重。靜止重力沉淀60min左右分離后，產(chǎn)生的清液重力流入磷化廢水池中進一步處理。間歇反應(yīng)槽沉降下來的污泥則重力自動排入磷化化污泥池中進行脫水處理。

2.1.2 脫脂廢液預(yù)處理系統(tǒng)

涂裝車間定期清槽排放的脫脂廢液與沖壓車間模具清洗廢水，屬高濃度含油堿性廢水，pH=11、COD=6 000mg/L、石油類=1 000mg/L，石油類污染物中呈少量乳化狀。

脫脂廢液經(jīng)提升泵送入脫脂廢液間歇反應(yīng)槽中，自動定量添加聚合硫酸鐵（PFS），將廢水的pH值調(diào)節(jié)至5～6左右，將廢液中的乳狀油進行酸化破乳，然后投加石灰乳，將廢液的pH值調(diào)整至7.5～8.5之間，一方面，將廢水的pH值回調(diào)，有利于混凝劑、絮凝劑的橋結(jié)作用;另一方面，形成鹽析破乳，進一步提高油水的分離效果。廢液經(jīng)二次破乳后依次投加混凝劑PAC和絮凝劑PAM-，械攪拌加速其反應(yīng)，將廢液中的SS和部分不溶性有機物經(jīng)機形成絮狀，增加其比重。靜止重力沉淀分離后，間歇反應(yīng)槽中液體表面聚積的浮油由收油收集至廢油桶中，作為危廢處委處置，間歇反應(yīng)槽產(chǎn)生的清液重力流入脫脂廢水池中進一步處理。間歇反應(yīng)槽沉降下來的污泥則重力自動排入物化污泥池中進行脫水處理。

2.1.3 電泳廢液預(yù)處理系統(tǒng)

車間定期清槽排放的電泳廢液屬高濃度廢液，經(jīng)廢液提升泵送入電泳廢液間歇反應(yīng)槽中，自動定量添加稀堿和石灰乳，將廢液的pH值調(diào)整至9～10之間，然后依次投加混凝劑PAC和絮凝劑PAM-，械攪拌加速其反應(yīng)，將廢液中的COD、SS和部分不溶性有機物經(jīng)機形成絮狀，增加其比重。靜止重力沉淀分離后，產(chǎn)生的清液重力流入后續(xù)構(gòu)筑物進一步處理。間歇反應(yīng)槽沉降下來的污泥則重力自動排入物化污泥池中進行脫水處理。

2.2 物化處理系統(tǒng)

高濃度廢液經(jīng)過分質(zhì)預(yù)處理后與其連續(xù)排放的清洗廢水一道進入后續(xù)的物化處理系統(tǒng)。物化處理系統(tǒng)主要采用混凝沉淀的方式去除污染物。首先投加堿，對廢水進行pH值調(diào)節(jié)，然后將廢水泵入混凝反應(yīng)池，在池內(nèi)加入混凝劑（PAC）和絮凝劑（PAM），進行混凝絮凝反應(yīng)，在斜板沉淀槽重力沉降下來的污泥排入污泥儲存池，合格出水流入生化選擇池進一步進行生化處理。

2.3 生化處理

生化選擇池對排入的斜板沉淀槽出水、下向流隔油斜管沉淀槽出水等進行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)之后，通過提升泵將廢水輸送至水解酸化池，在大量水解細菌、酸化菌作用下將廢水中不溶性有機物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)的過程，從而改善廢水的可生化性，為后續(xù)處理奠定良好基礎(chǔ)。其后，采用DAT-IAT工藝進一步處理廢水DAT-IAT（連續(xù)進水、連續(xù)-間歇曝氣）工藝是SBR的一種處理方式，介于傳統(tǒng)的活性污泥法與典型的SBR工藝之間，兼具傳統(tǒng)活性法的連續(xù)性有效性和SBR法的靈活性。該工藝可脫氮除磷，IAT池的C/N較低，有利于硝化菌的繁殖，能夠發(fā)生硝化反應(yīng)，而且間歇曝氣能夠在時間上形成好氧/缺氧/厭氧交替出現(xiàn)的環(huán)境，在去除COD的同時，可以取得脫氮除磷效果。經(jīng)IAT處理后的出水進入中間水池，污泥部分回流至水解酸化池和DAT生化池，部分進入生化污泥濃縮池。

2.4 深度處理

生化處理后的廢水經(jīng)廢水泵提升送入深度處理混凝反應(yīng)槽，再次投加混凝劑PAC和絮凝劑PAM，機械攪拌混合加速其反應(yīng)，使廢水中殘留的生物菌SS形成羽膠狀物體，然后流入深度處理斜板沉降池，利用重力分離的原理，將廢水中比重≥1的物質(zhì)沉降下來，產(chǎn)生的清液則流入中間水池。深度處理斜板沉降池沉降下來的污泥通過污泥提升泵送至生化污泥濃縮池中進行脫水處理。中間水池的廢水經(jīng)過濾泵提升增壓送入石英砂過濾器中，利用石英砂濾層的截留原理，將深度處理斜板沉降池出水殘留的細微的、比重≤1的物體去除，石英砂過濾器的出水進入活性炭吸附過濾器中，利用活性炭極強的吸附凈化能力進一步降低廢水中殘余的有機物含量，使水質(zhì)COD進一步下降?；钚蕴课竭^濾器的出水進入檢測水箱，對pH、SS、COD等指標(biāo)進行檢測，當(dāng)水質(zhì)各項指標(biāo)均達到設(shè)計要求進入回用水池。

2.5 膜處理

回用水池中的水經(jīng)超濾供水泵提升送入疊片式過濾器過濾，去除水中部分固體懸浮物和膠體后進入管道混合器，投加混凝劑聚合氯化鋁和絮凝劑，然后進入超濾裝置中，利用篩孔過濾的原理進一步去除水用的SS、膠體等。為防止碳酸鹽結(jié)垢，影響反滲透膜的通量和使用壽命，在超濾裝置的出水后自動投加稀鹽酸、阻垢劑、殺菌劑、還原劑、清洗劑，將水質(zhì)的pH調(diào)整至6.0～6.5之間，然后進入除二氧化碳器。除二氧化碳器的出水流入中間水箱，經(jīng)RO系統(tǒng)供水泵送入保安過濾器中，進一步去除水中的無機雜質(zhì)，出水再經(jīng)高壓泵送入反滲透裝置中，利用膜分離進一步去除水中的各類有機物、無機物和鹽類，使出水水質(zhì)達涂裝生產(chǎn)工藝用水。經(jīng)過RO處理的清水達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后回用于工藝;由于案例位于太湖流域，含氮、磷生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)的濃水進入干燥蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)處理，其他綜合廢水處理系統(tǒng)的濃水則接管至污水處理廠。根據(jù)對江蘇太湖流域某一整車制造廠的實例監(jiān)測結(jié)果（見表1），采用“物化處理+生化處理+深度處理+膜處理”工藝后的回用水可達到涂裝工藝回用標(biāo)準(zhǔn)，外排廢水可達到接管標(biāo)準(zhǔn)。因此，以上工藝對汽車制造企業(yè)的廢水處理效果較好。

3 結(jié)語

由于汽車制造企業(yè)廢水產(chǎn)污節(jié)點較多，不同工藝產(chǎn)生的廢水水量、污染物及其濃度、排放方式差異較大，因此，汽車制造企業(yè)廢水處理的重點在于分類收集、分質(zhì)預(yù)處理，針對不同種類廢水的水質(zhì)特征，分別采用相應(yīng)的預(yù)處理方法。磷化、表調(diào)、鈍化廢液、脫脂廢液和電泳廢液分別采用物化方式預(yù)處理后再與其連續(xù)排放廢水混合后進一步采用“物化處理+生化處理+深度處理+膜處理”。根據(jù)實例監(jiān)測結(jié)果，采用“物化+生化+深度+膜”工藝處理后的汽車制造企業(yè)廢水可達到相應(yīng)的工藝回用或外排接管標(biāo)準(zhǔn)要求。

參考文獻

[1]張寧.江蘇省汽車行業(yè)環(huán)境問題分析及對策建議[J].江蘇科技信息，2019，36（21）：14-16.

[2]劉瀟.探尋汽車涂裝污水處理的破壁之道[J].乙醛醋酸化工，2020（01）：24-29+11.

[3]潘濤.福田汽車綠色工藝創(chuàng)新路徑研究[D].哈爾濱：哈爾濱理工大學(xué)，2017.

[4]張寧遠.汽車涂裝廢水的處理[J].污染防治技術(shù)，2003（04）：92-94.

[5]李明喜.整車廠涂裝車間廢水處理工藝及應(yīng)用研究[D].長春：吉林大學(xué)，2013.

[6]王廣偉，邱立平，張守彬.廢水除磷及磷回收研究進展[J].水處理技術(shù)，2010，36（03）：17-22.

[7]姬智.絮凝沉淀協(xié)同生物除磷的研究[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2013.

收稿日期：2020-10-27

項目資助：國家水體污染控制與治理科技重大專項（2018ZX07208-005）

作者簡介：傅銀銀（1987-），女，漢族，碩士，工程師，研究方向為環(huán)境規(guī)劃與管理、流域水環(huán)境治理。