管式微濾膜法處理汽車(chē)企業(yè)涂裝電泳廢水有效性驗(yàn)證

李韻 費(fèi)巍

(上海依科綠色工程有限公司,上海200433)

1 概述

電泳涂裝技術(shù),目前在我國(guó)汽車(chē)行業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中已經(jīng)成為涂裝工藝中至關(guān)重要的一環(huán),在很大程度上決定著汽車(chē)上漆的質(zhì)量。在生產(chǎn)過(guò)程中,電泳工藝產(chǎn)生的廢水不僅量大,且污染物濃度高,其主要污染物為水溶性樹(shù)脂、顏料、填料、助溶劑等有害化學(xué)物質(zhì),必須進(jìn)行有效處理后方可排放。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調(diào)研,將常見(jiàn)的處理工藝、相應(yīng)的特點(diǎn)及應(yīng)用難點(diǎn)作一個(gè)簡(jiǎn)單的歸納,如表1所示。

表1 常見(jiàn)工藝歸納

對(duì)上表中各種工藝進(jìn)行了對(duì)比及篩選,最終選擇膜法中的管式微濾膜工藝對(duì)某汽車(chē)企業(yè)涂裝廢水中的電泳廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果做進(jìn)一步的工程應(yīng)用實(shí)踐及有效性驗(yàn)證。

2 情況說(shuō)明

該汽車(chē)企業(yè)涂裝車(chē)間廢水種類(lèi)為:脫脂廢水(液)、電泳廢水(液)、噴漆廢水、薄膜廢水等。其中脫脂、電泳、噴漆等廢水(液)通過(guò)“混凝反應(yīng)A+斜板沉淀A”混合處理,而薄膜廢水通過(guò)“混凝反應(yīng)B+斜板沉淀B”單獨(dú)處理,上述兩套物化系統(tǒng)出水經(jīng)過(guò)pH反調(diào)后進(jìn)入生化工藝處理,出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》DB31/199-2018中的三級(jí)排放要求。該企業(yè)涂裝車(chē)間曾于2018年將磷化工藝改為鋯系薄膜工藝,薄膜廢水中已不再含有一類(lèi)重金屬污染物,且所含其它各類(lèi)污染物也相對(duì)較低,故而考慮對(duì)B套物化系統(tǒng)進(jìn)行改造,用于單獨(dú)處理其他高濃度的廢水。

根據(jù)企業(yè)最近一年的例行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),電泳廢水(含廢液)在涂裝廢水內(nèi)的水量占比為30%左右,而COD污染物占比則高達(dá)71%左右,屬于相對(duì)高濃度的廢水,故而考慮對(duì)電泳廢水(液)進(jìn)行單獨(dú)處理,期望能夠降低出水COD,并減少污泥產(chǎn)生量(廢棄物產(chǎn)生量)。

3 管式微濾膜的應(yīng)用特點(diǎn)

由于電泳廢水的污染物濃度較高且波動(dòng)較大,故而必須選擇比較穩(wěn)定的單獨(dú)處理工藝,以避免污染物濃度的變化對(duì)后續(xù)生化工藝的影響,而原先的“混凝沉淀+斜板沉淀”工藝,出水質(zhì)量基本取決于混凝沉淀的效果,抗沖擊能力較弱,再結(jié)合表1中各種處理工藝的特點(diǎn),最終選擇了“混凝沉淀+管式微濾膜”工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定效果的處理需求。

管式微濾膜采用PP(聚丙烯)均質(zhì)成膜,在高流速的條件下,流體呈現(xiàn)湍流態(tài),被膜截留的固體顆粒不會(huì)停留在微濾膜的表面,而是在對(duì)微濾膜表面進(jìn)行沖刷作用,避免污染物在微濾膜表面停留。少量附著在膜表面的污染物,也會(huì)在反沖洗作用下脫離。集成了循環(huán)泵和清洗裝置的管式微濾膜分離裝置,其錯(cuò)流式微濾過(guò)濾可以達(dá)到非常好的出水水質(zhì),從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的沉降或澄清工藝。

4 管式微濾膜小試結(jié)果

通過(guò)5個(gè)批次的小試,從終端排放COD及產(chǎn)泥量(脫水污泥)兩個(gè)方面,對(duì)微濾膜法及傳統(tǒng)沉淀法進(jìn)行對(duì)比,詳見(jiàn)圖1。其中紅色曲線(xiàn)為常規(guī)斜板工藝,藍(lán)色曲線(xiàn)為微濾膜法工藝,可見(jiàn)微濾膜法在COD去除及產(chǎn)泥量?jī)蓚€(gè)方面均有下降。

圖1 產(chǎn)水COD及污泥產(chǎn)量對(duì)比

5 實(shí)施情況

5.1 改造完成后的工藝流程圖,詳見(jiàn)圖2。

圖2 工藝流程圖

5.2 工藝設(shè)備組成

由緩存槽、反應(yīng)槽、濃縮槽、管式微濾膜系統(tǒng)、pH調(diào)節(jié)槽、污泥脫水設(shè)備、加藥系統(tǒng)組成。其中濃縮槽及管式微濾膜系統(tǒng)為新建,其它設(shè)備為利舊。處理量為150-200m3/d；平均處理能力為10m3/h。

6 實(shí)施效果(項(xiàng)目改造前30 天與項(xiàng)目改造完成后30 天的數(shù)據(jù)對(duì)比)

6.1 氨氮、總磷、pH等指標(biāo)無(wú)明顯變化。

6.2 終端排放COD值:由400mg/l降低為350mg/l左右,降幅約12.5%左右。

6.3 單車(chē)產(chǎn)泥量(脫水污泥):由原來(lái)的410克/臺(tái)降低為320克/臺(tái)左右,降幅約22%左右。

6.4 運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的膜通量衰減及恢復(fù):微濾膜系統(tǒng)自2020年11月16日開(kāi)始連續(xù)運(yùn)行,至2020年12月19日結(jié)束,共運(yùn)營(yíng)33天的時(shí)間,膜通量于第24天開(kāi)始出現(xiàn)衰減跡象,繼續(xù)運(yùn)行9天后,膜通量下降58%左右。可見(jiàn)微濾膜系統(tǒng)的清洗周期以2-3周左右的時(shí)間為宜。2020年12月20日,對(duì)微濾膜進(jìn)行了化學(xué)清洗,清洗藥劑為酸、堿、SOLVENT-PPG,化學(xué)清洗完成后,膜通量恢復(fù)正常。

7 處理經(jīng)濟(jì)效益分析

微濾膜設(shè)備自2020年11月16日開(kāi)始運(yùn)營(yíng)至今共三個(gè)月左右的時(shí)間,出水水質(zhì)良好且穩(wěn)定,杜絕了因斜板跑渣導(dǎo)致出水超標(biāo)的現(xiàn)象,加藥量控制簡(jiǎn)便、幾乎不用進(jìn)行人工調(diào)節(jié)。COD排放總量預(yù)計(jì)減少3.2 噸/年,污泥處置費(fèi)用預(yù)計(jì)減少243111元/年,藥劑費(fèi)減少22500元/年。

結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家和地方政府對(duì)于廢水COD排放總量及危險(xiǎn)廢棄物減量的要求日趨嚴(yán)格,相關(guān)減排、監(jiān)控、收費(fèi)等政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)頻繁出臺(tái),企業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。微濾膜工藝成功應(yīng)用于汽車(chē)企業(yè)電泳廢水的單獨(dú)處理,從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、持續(xù)改進(jìn)和降本增效等方面進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化及創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了企業(yè)“COD排放總量、危險(xiǎn)廢棄物產(chǎn)生量”雙減的新模式。