綜合廢水處理方法及實踐探究——以機(jī)械電子加工行業(yè)為例

溫州市工業(yè)科學(xué)研究院 鄭卉

作為經(jīng)濟(jì)重要支柱產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械加工行業(yè)是浙江創(chuàng)新發(fā)展行業(yè)，該行業(yè)涉及金屬磷化、酸洗、電泳、切削加工等高污染行業(yè)。隨著浙江省經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展成績，機(jī)械加工行業(yè)也取得了令人矚目的發(fā)展，然而該行業(yè)的廢水排放量隨之也日益增多。

此類廢水中含有各類防腐劑、乳化劑、酸、堿等各類污染物，嚴(yán)重威脅人民環(huán)境健康，而且此類廢水還有難降解、生化性差、成分復(fù)雜等諸多特點，屬于廢水處理的難點與熱點[1-2]。

一、項目概況

浙江某機(jī)械電子加工企業(yè)年產(chǎn)各類精密機(jī)械沖壓件8000萬只，光學(xué)玻璃蓋板120萬m2，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，主要產(chǎn)生大量三路廢水。一是產(chǎn)品前處理過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水，具有COD濃度高、總磷濃度高、廢水量不多的特點，CODCr的濃度約100g/L，總磷的濃度約500mg/L，廢水總量占比大約為5%；二是產(chǎn)品拋光精雕過程中產(chǎn)生的酸洗廢水，具有pH低、氟化物濃度高的特性，pH值為2，氟化物濃度約為150g/L，廢水總量占比約為20%；三是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的一般清洗用水，CODCr的濃度約1000mg/L，廢水總量占比約為80%。針對上述廢水特性，使用前置收集預(yù)處理-混凝沉淀工藝處理[2]，能夠穩(wěn)定、高效地去除水中污染物，出水的要求可達(dá)到三級排放標(biāo)準(zhǔn)（詳見《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996，下同）[3]。

二、設(shè)計水量及水質(zhì)

該機(jī)械電子加工企業(yè)的前處理廢水量約為5m3/d，含酸廢水量約為20m3/d，一般清洗廢水量約為70m3/d，廢水總量約為95m3/d，綜合考慮企業(yè)發(fā)展規(guī)劃、變化系數(shù)等因素，廢水站的設(shè)計處理能力應(yīng)不低于120m3/d，廢水站的各處理單元調(diào)節(jié)池設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)見表1。

表1 設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)

三、設(shè)計重難點

該企業(yè)生產(chǎn)廢水具有COD濃度高、總磷及氟化物含量高、pH值低等特性，設(shè)計中需充分考慮廢水前置處理[4]，去除部分高濃污染物，充分發(fā)揮定調(diào)節(jié)池勻質(zhì)勻量作用，再經(jīng)深化處理工藝綜合處理廢水，確保水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

四、處理流程

對于高濃度含磷廢水，化學(xué)混凝沉淀法是最傳統(tǒng)也是最經(jīng)濟(jì)的方法之一，其是廢水處理中最普遍的主體工[5-6]。該企業(yè)的生產(chǎn)廢水中，由于存在大量清洗工藝，清洗劑中磷的溶解至廢水中，導(dǎo)致廢水中含有大量的磷，因此本處理工藝采用的是以化學(xué)除磷為主體的污水處理工藝。處理過程中前處理廢水經(jīng)單獨收集，經(jīng)多級混凝沉淀反應(yīng)去除高濃度COD及總磷后排至調(diào)節(jié)池。前處理廢水定量泵至一級反應(yīng)桶內(nèi)，與部分調(diào)節(jié)池廢水混合后，在桶內(nèi)投加化學(xué)藥劑，經(jīng)化學(xué)混凝沉淀后，上清液進(jìn)入二級反應(yīng)桶，二級反應(yīng)桶上清液進(jìn)入三級反應(yīng)桶，三級反應(yīng)桶的上清液進(jìn)入到調(diào)節(jié)池。對于含酸廢水實行單獨收集，在反應(yīng)池內(nèi)投加片堿與氯化鈣后，去除高濃度氟化物后，上清液溢流至調(diào)節(jié)池[7]。綜合廢水排放到調(diào)節(jié)池中，泵至二級混凝沉淀池中間，投加堿液以控制其pH值在7-8之間，投加PAM和PAC之后，最終在沉淀區(qū)出現(xiàn)泥水分離現(xiàn)象（所有池體污泥排到污泥池，上清液溢流到標(biāo)準(zhǔn)排放口）。濾液排回到調(diào)節(jié)池，污泥泵至壓濾機(jī)實現(xiàn)脫水，將泥餅委托給有資質(zhì)第三方企業(yè)進(jìn)行外運處置。具體工藝流程如圖1。

圖1 工藝流程圖

五、主要構(gòu)筑物及設(shè)備

（一）前處理廢水收集池

前處理廢水收集池主要收集前處理高濃度生產(chǎn)廢水，同時發(fā)揮水量勻質(zhì)勻量作用，保證相對穩(wěn)定的水量和水質(zhì)。前處理廢水收集池定為1座。尺寸設(shè)為2.5×1.5×3m，池體的材質(zhì)選用6mm厚的碳鋼板材，有效容積則為10m3，進(jìn)行一般的防腐處置。池體內(nèi)部設(shè)提升泵設(shè)為2臺，原則上1用1備，單臺流量Q為2m3/h，揚程H為8m，功率P為1kW。

（二）反應(yīng)池

通過投加化學(xué)藥劑產(chǎn)生化學(xué)混凝反應(yīng)，經(jīng)沉淀處理后去除水體中的污染物。

反應(yīng)池定為3座。單池尺寸設(shè)為1.5×1.5×3m，池體的材質(zhì)選用6mm厚碳鋼板材，單池有效容積6m3，進(jìn)行一般的防腐處置。每個池體內(nèi)部設(shè)攪拌機(jī)定為1臺，型號定為CV32-1500-30S，功率P為1kW，設(shè)提升泵設(shè)為2臺，原則上1用1備，單臺流量Q為2m3/h，揚程H為8m，功率P為1kW。

（三）含酸廢水收集池

主要用于收集含酸清洗廢水，同時起到穩(wěn)定水量和水質(zhì)的作用，廢水定期泵至一級混凝沉淀池。

含酸廢水收集池定為1座，采用全地下鋼砼結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行一般的防腐防滲處置。單池尺寸設(shè)為4×2.5×3m，水力停留時間1.5d，單池有效容積30m3。池體設(shè)塑料泵2臺，原則上1用1備，單臺流量Q為3m3/h，揚程H為8m，功率P為1kW。

（四）一級混凝沉淀池

用于處理含酸清洗廢水，投加石灰（片堿+氯化鈣）以去除酸度及氟化物。

一級混凝沉淀池定為1座。單池尺寸設(shè)為3×3×4m，池體的材質(zhì)選用6mm厚碳鋼板材，表面負(fù)荷為0.4m3/(m2×h)，池體有效容積為30m3，并進(jìn)行一般的防腐處置。池體設(shè)有2座反應(yīng)池，尺寸為0.5×1×2m，設(shè)反應(yīng)攪拌機(jī)2臺，型號為CV22-200-30S，功率P為0.2kW，堿加藥裝置2套，配置計量泵1臺，流量Q為240L/h，PAM加藥裝置設(shè)為1套，配置計量泵設(shè)為1臺，流量Q為100L/h，pH監(jiān)測儀計1臺，斜管及支架1套。

（五）調(diào)節(jié)池

用于收集前處理廢水出水、綜合廢水及含酸清洗廢水出水，發(fā)揮均質(zhì)均量的作用。廢水經(jīng)動力提升至二級混凝沉淀池。調(diào)節(jié)池定為1座。使用全地下鋼砼結(jié)構(gòu)，并實行一般的防，防滲處置。池體尺寸設(shè)為10×5×3m，有效容積150m3。池體潛水泵2臺，流量Q為20m3/h，揚程H為12m，功率P為2kW；管道電磁流量計配置1臺，用于計量進(jìn)水的瞬時流量及累計流量，最大計量流量為Q=50m3/h，配置超聲波液位計1臺，用于計量池體液位高度。

（六）二級混凝沉淀池

用于處理綜合廢水，反應(yīng)池內(nèi)分別加入堿液、PAM及PAC，沉淀池實現(xiàn)泥水分離以去除酸度、CODcr、氟化物及懸浮物等。綜合廢水設(shè)計處理能力為120m3/d。

二級混凝沉淀池定為1座，尺寸設(shè)為12×3×4m，有效容積為120m3，材質(zhì)選用8mm厚碳鋼板材，表面負(fù)荷為0.5m3/(m2×h)，并進(jìn)行一般的防腐處置。池體設(shè)有2座反應(yīng)池，尺寸為1.5×1.5×2m，配置反應(yīng)攪拌機(jī)2臺，型號為CV22-200-30S，功率P為0.2kW；片堿加藥裝置1套，配置計量泵1臺，流量Q為240L/h；PAC加藥裝置1套，配置計量泵1臺，流量Q為100L/h；pH監(jiān)測儀計1臺；斜管及支架1套；200mm規(guī)格溢流堰1套。

（七）污泥池

用于收集一級反應(yīng)池、二級反應(yīng)池、三級反應(yīng)池、一級混凝沉淀池、二級混凝沉淀池底部沉淀污泥，經(jīng)濃縮后上清液排回調(diào)節(jié)池，濃縮污泥泵至壓濾機(jī)脫水，污泥經(jīng)經(jīng)壓濾機(jī)處理后，泥餅水質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)為75%。

尺寸設(shè)為7.5×3×3m，則有效容積為60m3，材質(zhì)選用6mm厚碳鋼板材。設(shè)隔膜泵1臺，型號為QBK80，流量Q為24m3/揚程H為70m；設(shè)板框隔膜壓濾機(jī)1臺，型號為XMG80/1000UB，過濾面積為80m2，反壓榨壓力為0.7MPa，功率為P=4kW。

（八）事故應(yīng)急池

用于應(yīng)急收集生產(chǎn)廢水，數(shù)量設(shè)為1座，尺寸6×5×3m，則有效容積90m3，使用全地下鋼砼結(jié)構(gòu)，進(jìn)行一般的防腐防滲處置，設(shè)有潛水泵2臺，原則上1備1用，流量Q為20m3/h，揚程H為12m，功率 P為2kW。

六、運行效果

經(jīng)單機(jī)試機(jī)，聯(lián)機(jī)調(diào)試后，經(jīng)連續(xù)2年運行，采用本工藝處理企業(yè)生產(chǎn)廢水，整套系統(tǒng)運行穩(wěn)定，在進(jìn)水水量水質(zhì)波動較大的情況下，也能夠發(fā)揮很好的處理效果，有效去除廢水能夠中的COD、氨氮、總磷及氟化物，出水的水質(zhì)要求可穩(wěn)定達(dá)到三級排放標(biāo)準(zhǔn)。（見表2）

表2 實測平均處理效果表

七、投資及運行成本

本工程建設(shè)成為約154.9萬元，噸水運行成本約19.51元。具體建設(shè)構(gòu)成及運行費構(gòu)成見表3、表4。

表3 建設(shè)投資構(gòu)成

表4 運行費用構(gòu)成

八、結(jié)論

本處理工程實踐表明，針對機(jī)械電子加工企業(yè)綜合廢水COD濃度高、總磷及氟化物含量高及組分復(fù)雜的特點，采用以混凝沉淀為主體，配套前置預(yù)處理工藝對于處理該類廢水是十分可行的，具有運行穩(wěn)定、處理效果好、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)、運行維護(hù)簡單方便等諸多特點，能保證出水的水質(zhì)要求達(dá)到三級排放標(biāo)準(zhǔn)。本工藝運行成本為19.51元，運行過程要充分發(fā)揮調(diào)節(jié)池及反應(yīng)池的特點，盡量節(jié)約藥劑以求降低運行成本。