新能源汽車整車廠廢水處理工程實(shí)例

吳 昊

（上海清浥環(huán)?？萍加邢薰荆虾?201803）

近幾年新能源汽車蓬勃發(fā)展，產(chǎn)量和銷量逐年遞增，被社會主流認(rèn)為是汽車發(fā)展的未來趨勢。前幾年，政府對新能源車輛進(jìn)行大力補(bǔ)貼，國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)迅速升級。2019年開始，針對新能源汽車的補(bǔ)貼和利好逐漸減少，但是目前產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)日趨穩(wěn)定和完備，競爭力已經(jīng)初步形成[1]。2020年11月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，要求深入實(shí)施發(fā)展新能源汽車國家戰(zhàn)略，推動中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，加快建設(shè)汽車強(qiáng)國。這必定會進(jìn)一步促進(jìn)我國新能源汽車的研發(fā)和生產(chǎn)。新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的主要區(qū)別在于所使用燃料或能源的不同，但在新能源汽車本身的生產(chǎn)制造過程中同樣會產(chǎn)生一些廢水，如車身工件漆前表面預(yù)處理脫脂洗水、磷化沖洗廢水、電泳廢水、面漆廢水、生活污水等[2]。因此新能源汽車生產(chǎn)制造過程中的廢水治理措施必不可少，同時由于新能源汽車動力構(gòu)造比傳統(tǒng)汽車更為簡潔，產(chǎn)生的水污染也略有不同，本文以某新能源汽車整車工廠污水站項(xiàng)目工程為例，介紹新能源汽車整車廠廢水的處理。

1 項(xiàng)目概況

浙江省紹興市某新能源汽車整車生產(chǎn)基地一期規(guī)劃產(chǎn)能年產(chǎn)純電動汽車6萬輛，設(shè)計(jì)廢水處理站處理水量30t/h。需要處理的廢水包括連續(xù)排放廢水和間歇排放廢水。連續(xù)排放廢水主要為油漆車間前處理工藝連續(xù)排放的脫脂工序清洗廢水、硅烷處理工序清洗廢水、電泳工藝連續(xù)排放的電泳清洗廢水、純水站制純水產(chǎn)生的濃水和連續(xù)排放的全廠生活污水。間歇排放廢水為油漆車間前處理工藝定期排放的脫脂工序清槽廢液及硅烷處理工序清槽廢液、電泳工藝定期排放的電泳清槽廢液、中面涂噴漆工序定期排放的噴漆廢水、定期排放的總裝車間淋雨線清洗廢水。廢水水質(zhì)情況如表1所示，廢水中的污染物主要是COD、SS、油、磷酸鹽、部分重金屬等。項(xiàng)目污水站設(shè)置出水指標(biāo)需達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的三級標(biāo)準(zhǔn)，其中氨氮和總磷執(zhí)行浙江省地方標(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），處理，要求如表1～表2所示。

表1 水質(zhì)情況表

表2 處理出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限制

2 處理工藝

新能源汽車整車廠產(chǎn)生的廢水有多種，水質(zhì)特性比較復(fù)雜，適宜對其進(jìn)行分質(zhì)分類收集處理，分別進(jìn)行預(yù)處理后再綜合處理。具體工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

1）預(yù)脫脂和脫脂廢液及總裝車間淋雨廢水含油，一同隔油后收集于脫脂廢液收集池，之后通過間歇反應(yīng)沉淀池進(jìn)行混凝沉淀預(yù)處理，處理上清液排入綜合調(diào)節(jié)池，污泥排入污泥池。

2）表面處理采用硅烷化或磷化形成一層薄膜改善工件的表面特性，在本項(xiàng)目中采用的硅烷化工藝，有些產(chǎn)品采用磷化工藝，該工段產(chǎn)生的廢液稱為薄膜廢液，廢水稱為薄膜廢水。本項(xiàng)目中硅烷化廢液收集于薄膜廢液收集池，之后通過間歇反應(yīng)沉淀池進(jìn)行中和、混凝和沉淀預(yù)處理，去除重金屬和懸浮物，上清液排入綜合調(diào)節(jié)池，污泥排入污泥池。

3）電泳廢液、噴漆廢水、打磨室與小修室廢水、滑撬清洗廢水等收集于電泳廢液收集池，通過間歇反應(yīng)沉淀池進(jìn)行中和、混凝和沉淀預(yù)處理，去除懸浮物和重金屬，處理上清液排入綜合調(diào)節(jié)池，污泥排入污泥池。

4）連續(xù)流的脫脂廢水、薄膜廢水、電泳廢水排入綜合調(diào)節(jié)池，與廢液間接處理后的廢水混合，之后進(jìn)行pH調(diào)整、混凝沉淀、混凝氣浮和pH回調(diào)處理，作為生化處理的預(yù)處理。處理出水排入生化調(diào)節(jié)池，污泥排入污泥池。

5）生活污水經(jīng)過機(jī)械格柵后進(jìn)入生化調(diào)節(jié)池，RO濃水也排入生化調(diào)節(jié)池，與物化預(yù)處理后的廢水混合，之后經(jīng)過水解酸化、好氧接觸氧化和二沉池固液分離，出水達(dá)標(biāo)排放，剩余污泥排入污泥池。

6）污泥池污泥通過板框壓濾機(jī)脫水處理，濾液排入綜合調(diào)節(jié)池，脫水污泥外運(yùn)處理處置。

3 主要處理單元及設(shè)備

該廢水處理系統(tǒng)間歇預(yù)處理設(shè)計(jì)處理量為5m3/h，綜合物化預(yù)處理設(shè)計(jì)處理量為22m3/h，生化處理設(shè)計(jì)處理量為30m3/h，24h連續(xù)運(yùn)行。主要構(gòu)筑物如表3所示。

表3 主要構(gòu)筑物一覽表

續(xù)表

3.1 間歇反應(yīng)沉淀池

間歇反應(yīng)沉淀池是一種間歇進(jìn)行pH調(diào)整、混凝反應(yīng)、靜置沉淀和排水排泥的設(shè)備，碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，有效容積20m3，3套，設(shè)置有攪拌機(jī)、pH計(jì)、液位控制器，配套加藥裝置，如酸、堿、氯化鈣、PAC和PAM。

3.2 混凝沉淀池

混凝沉淀池集成了3個反應(yīng)池和一個斜板沉淀池，包含pH調(diào)整和混凝反應(yīng)池。反應(yīng)池有效容積5m3，單個反應(yīng)池停留時間10min。斜板沉淀池邊長4.2m，寬2.2m，池深3m。

3.3 混凝氣浮機(jī)

混凝氣浮機(jī)采用回流加壓溶氣氣浮，使水中的細(xì)小懸浮物黏附在微小空氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成浮渣，達(dá)到除去水中懸浮物，改善水質(zhì)的目的[3]。該項(xiàng)目采用氣浮機(jī)處理量為30m3/h，功率為4.55kW，集成了混凝反應(yīng)池和pH調(diào)整池，另配套氫氧化鈉、PAC和PAM加藥裝置各1套與其他設(shè)備共用。

3.4 水解酸化池

水解酸化過程是完整厭氧生物處理過程的一部分，是一種不徹底的有機(jī)物厭氧轉(zhuǎn)化過程，其作用在于使結(jié)構(gòu)復(fù)雜的不溶性或溶解性的高分子有機(jī)物經(jīng)過水解和產(chǎn)酸，轉(zhuǎn)化為簡單的低分子有機(jī)物，提高污水的可生化性。本項(xiàng)目水解酸化池有效容積為138m3，停留時間為4.6h，配制潛水?dāng)嚢铏C(jī)2臺。

3.5 好氧生物接觸氧化池

好氧生物接觸氧化池兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)，與普通活性污泥好氧池相比，微生物群落更豐富，更能適應(yīng)水質(zhì)的變化，低能耗高負(fù)荷，對污水中的有機(jī)物具有更好的去除效果。本項(xiàng)目好氧生物接觸氧化池有效容積570m3，停留時間為19h，配制鼓風(fēng)機(jī)2臺。

3.6 二沉池

二沉池是活性污泥法常用構(gòu)筑物，使污泥分離，混合液澄清。本項(xiàng)目采用異向流斜板沉淀池，有效容積90m3，停留時間3h，表面負(fù)荷1.09m3/（m2·h）。

4 運(yùn)行效果及分析

在實(shí)際運(yùn)行過程中，間歇反應(yīng)沉淀池會有一部分浮渣隨著出水排入綜合調(diào)節(jié)池，之后在連續(xù)混凝氣浮中得到去除。間歇收集池中的廢液污染物濃度較高，COD可達(dá)到4 000mg/L以上，經(jīng)過間歇混凝沉淀，進(jìn)入綜合調(diào)節(jié)池與低濃度廢水混合后，COD可降至1 000mg/L以下。綜合調(diào)節(jié)池廢水通過進(jìn)一步混凝沉淀和混凝氣浮的處理，出水在生化調(diào)節(jié)池中與生活污水和RO濃水混合后，COD可降低到500mg/L以下。廢水中存在的少量重金屬經(jīng)過間歇混凝沉淀和連續(xù)的混凝沉淀和混凝氣浮，也都全部去除達(dá)標(biāo)。項(xiàng)目穩(wěn)定運(yùn)行6個月后系統(tǒng)運(yùn)行一個月的監(jiān)測數(shù)據(jù)如表4所示，最終處理后出水各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)標(biāo)。

表4 出水水質(zhì)情況表

結(jié)合表1的原水水質(zhì)情況和表4的處理出水水質(zhì)情況，生產(chǎn)廢水中氮磷含量較少，表明新能源汽車生產(chǎn)線工藝對含氮磷成分原料的使用進(jìn)行了有效控制，減少了環(huán)境污染。另外受到地方環(huán)境管理要求的影響，所有污水包括生活污水和RO濃水都必須經(jīng)過污水站的處理后再排放，因此使得混合后的污水污染物濃度得到稀釋有所降低，從COD的數(shù)據(jù)看比較明顯，在生化處理前COD指標(biāo)就基本達(dá)標(biāo)。經(jīng)過生化處理后，最終出水的水質(zhì)遠(yuǎn)好于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）中的三級標(biāo)準(zhǔn)，接近一級標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)論

新能源汽車整車廠產(chǎn)生的廢水種類較多，水質(zhì)情況復(fù)雜，水質(zhì)水量變化大，需要通過分質(zhì)分流收集，分別做好預(yù)處理。通過混凝沉淀和混凝氣浮結(jié)合的物化預(yù)處理與水解酸化和好氧接觸氧化結(jié)合的生化處理組合工藝能有效處理新能源汽車整車廠廢水，工藝能夠運(yùn)行穩(wěn)定可靠，出水達(dá)標(biāo)。從節(jié)能減排的角度考慮，新能源汽車整車廠廢水的處理，可以進(jìn)一步考慮回收利用，甚至實(shí)現(xiàn)零排放處理，實(shí)現(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。