華中某工程機(jī)械廠生產(chǎn)廢水處理工程案例

楊 娟，韓 亮

（江蘇三一環(huán)境科技有限公司，湖南長沙 410000）

工程機(jī)械行業(yè)駕駛室涂裝車間中，預(yù)處理工序產(chǎn)生脫脂廢液/水，前處理工序產(chǎn)生硅烷廢液/水，電泳工序產(chǎn)生電泳廢液/水，面漆噴涂工序產(chǎn)生噴漆廢水。主要污染物為COD、SS、石油類、氟化物、有機(jī)膠體、金屬離子等［1，2］。廢水排放點(diǎn)位多，水質(zhì)水量差異大，廢水排放不連續(xù)，污染物濃度高，成分復(fù)雜，可生化性差［3，4］。因此，需在廠區(qū)設(shè)污水處理廠，先對廢水進(jìn)行分質(zhì)物化預(yù)處理，再綜合進(jìn)行生化處理?，F(xiàn)以華中地區(qū)某工程機(jī)械廠污水處理站為案例，探索了處理工藝、處理效果、自動控制和材質(zhì)選擇，以期為我國類似生產(chǎn)污水的處理提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 項(xiàng)目概況

華中地區(qū)某機(jī)械廠主要制造重型卡車，污水處理站主要處理小件涂裝，駕駛室涂裝、發(fā)動機(jī)聯(lián)合廠房、產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室、沖壓車間排放的生產(chǎn)廢水以及廠區(qū)生活污水。按廢水性質(zhì)，生產(chǎn)廢水分脫脂廢液（水）、硅烷廢液（水）、電泳廢液（水）和噴漆廢水。

1.1 水質(zhì)水量

該項(xiàng)目設(shè)計(jì)水質(zhì)水量見表1。

表1 設(shè)計(jì)水質(zhì)水量

1.2 設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)

污水站排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 8978-1996，一類污染物執(zhí)行最高允許排放濃度，二類污染物執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn) mg/L

2 工藝流程

廢水處理系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

圖1 廢水處理系統(tǒng)工藝流程圖

2.1 脫脂廢水處理系統(tǒng)

2.1.1 脫脂廢液預(yù)處理系統(tǒng)

脫脂廢液→廢液提升泵→間歇式反應(yīng)槽→至脫脂廢水預(yù)處理系統(tǒng)處理。

1.脫脂廢液排入脫脂廢液池，由池內(nèi)配備的潛污泵，與PLC程序連鎖，自動定量提升廢液進(jìn)入間歇式反應(yīng)槽內(nèi)進(jìn)行處理，采用批序式物化反應(yīng)處理工藝。

2.向廢液中投加氫氧化鈣溶液及氫氧化鈉溶液進(jìn)行攪拌，對廢液中的污染物進(jìn)行化學(xué)氧化還原反應(yīng)，同時調(diào)整廢液pH值至10～11左右。

3.向廢液中投加PAC溶液進(jìn)行攪拌，進(jìn)行絮凝反應(yīng)，捕捉廢液中的COD、BOD、SS、石油類、有機(jī)膠體、金屬離子等污染物，形成絮體從廢液中析出。

4.向廢液中投加PAM溶液進(jìn)行攪拌，對槽內(nèi)廢液中產(chǎn)生的絮體進(jìn)行助凝處理，捕捉廢液中所有的細(xì)小絮體，形成比重大而密實(shí)的絮凝體。

5.經(jīng)過混凝反應(yīng)處理結(jié)束后的廢液進(jìn)入澄清批序階段，采用靜止澄清工藝對廢液進(jìn)行固液分離處理，沉降分離去除廢液中的絮凝體。

6.經(jīng)過澄清后的上清液排入脫脂廢水池，進(jìn)入脫脂廢水預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行再次處理。

7.在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的污泥沉降于本槽體底部的集泥斗內(nèi)，通過底部的排泥閥排入物化污泥池進(jìn)行后續(xù)的污泥處理。

2.1.2 脫脂廢水預(yù)處理系統(tǒng)

脫脂廢水→廢水提升泵→混凝反應(yīng)槽→斜管沉淀槽→絮凝氣浮槽→pH反調(diào)及監(jiān)測槽→至混合污水生化處理系統(tǒng)處理。

1.脫脂廢水經(jīng)泵提升進(jìn)入混凝反應(yīng)槽，投加NaOH、Ca（OH）2、PAC、PAM藥劑，調(diào)整廢水pH值至9～10進(jìn)行反應(yīng)，再進(jìn)入斜管沉淀槽，采用斜管澄清工藝對廢水進(jìn)行固液分離處理。

2.經(jīng)過沉淀槽處理后的廢水進(jìn)入絮凝反應(yīng)區(qū)，與投加的PAC和PAM溶液進(jìn)行攪拌反應(yīng)，再進(jìn)入氣浮裝置的浮選區(qū)域，采用溶氣氣浮工藝對廢水進(jìn)行浮選固液分離處理，進(jìn)一步去除污水中比重輕的污染物。氣浮裝置在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的浮渣進(jìn)入氣浮的渣泥槽，進(jìn)物化污泥池進(jìn)行后續(xù)的污泥處理。

3.經(jīng)過高效氣浮處理后的廢水進(jìn)入pH反調(diào)及監(jiān)測槽，與自動投加的H2SO4溶液進(jìn)行pH反調(diào)攪拌處理，這一過程由pH在線監(jiān)測儀與變頻硫酸投加計(jì)量泵聯(lián)鎖自動運(yùn)行，確保處理后的廢水pH值控制在7.5～8.5之間；經(jīng)過pH反調(diào)處理后的廢水自流進(jìn)入混合污水生化處理系統(tǒng)處理。當(dāng)處理后的廢水pH大于8.5或pH小于7.5為不合格水，通過槽底的排空閥回流至脫脂廢水池內(nèi)進(jìn)入系統(tǒng)重新處理。

2.2 硅烷廢水預(yù)處理系統(tǒng)

硅烷廢水處理系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

1.硅烷廢液預(yù)處理系統(tǒng)。硅烷廢液→廢液提升泵→間歇式反應(yīng)槽→至硅烷廢水預(yù)處理系統(tǒng)處理。

2.硅烷廢水預(yù)處理系統(tǒng)。硅烷廢水→廢水提升泵→混凝反應(yīng)槽→斜管沉淀槽→絮凝氣浮槽→pH反調(diào)及監(jiān)測槽→至混合污水生化處理系統(tǒng)處理。

2.3 電泳噴漆廢水預(yù)處理系統(tǒng)

電泳噴漆廢水處理系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

1.電泳廢液預(yù)處理系統(tǒng)。電泳廢液→廢液提升泵→間歇式反應(yīng)槽→至電泳廢水預(yù)處理系統(tǒng)處理。

2.電泳噴漆廢水預(yù)處理系統(tǒng)。電泳噴漆廢水→廢水提升泵→混凝反應(yīng)槽→斜管沉淀槽→絮凝氣浮槽→pH反調(diào)及監(jiān)測槽→至混合污水生化處理系統(tǒng)處理。

2.4 生化處理系統(tǒng)

生化處理系統(tǒng)工藝流程如圖2所示。

圖2 生化處理系統(tǒng)工藝流程圖

生化處理部分設(shè)兩套系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行。采用水解酸化＋生物接觸氧化的處理工藝。

1.廠區(qū)產(chǎn)生的生活污水（包括淋浴廢水）通過廠區(qū)排水管網(wǎng)重力排至集水池中，池中設(shè)置機(jī)械細(xì)格柵，然后經(jīng)過泵提升進(jìn)入混合污水池中，與預(yù)處理后的生產(chǎn)廢水混合?；旌虾蟮奈鬯?jīng)自耦式潛污泵提升至水解酸化池，提高廢水的可生化性。水解酸化池出水自流進(jìn)入生物接觸氧化池，接觸氧化池分四級，池內(nèi)均設(shè)組合填料，池底均設(shè)微孔曝氣器，通過鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣，保證溶解氧含量在2～4 mg/L之間。進(jìn)一步去除污水中的有機(jī)污染物。第四級接觸氧化池內(nèi)設(shè)內(nèi)循環(huán)回流泵，回流至水解酸化池。多級生物接觸氧化池中，第一、二、四級設(shè)置在線溶解氧儀，對曝氣池中的溶解氧進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

2.接觸氧化池出水進(jìn)入二沉池配水槽然后在斜板沉淀池內(nèi)完成固液分離，出水進(jìn)入中間水池，經(jīng)監(jiān)測達(dá)標(biāo)后溢流排放。必要時，可向配水槽進(jìn)水端投加PAC和PAM，進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。

2.5 污泥處理系統(tǒng)

物化污泥處理系統(tǒng)工藝流程如圖3所示，生化污泥處理系統(tǒng)工藝流程如圖4所示。

圖3 物化污泥處理系統(tǒng)工藝流程圖

圖4 生化污泥處理系統(tǒng)工藝流程圖

設(shè)兩套污泥系統(tǒng)，分別處理物化污泥和生化污泥。濃縮效果不佳時可往濃縮池內(nèi)投加PAM 陽離子。

各系統(tǒng)產(chǎn)生的物化污泥排入物化污泥池，生化段二沉池污泥經(jīng)靜壓排泥至生化污泥池，再由污泥提升泵提升至相應(yīng)污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，濃縮后的污泥由污泥泵送入隔膜壓濾機(jī)，帶二次壓榨，泥餅送入固廢中轉(zhuǎn)站臨時堆放，定期外運(yùn)處置。污泥濃縮池上清液、壓濾液返回混合污水處理系統(tǒng)進(jìn)行再處理。

2.6 加藥系統(tǒng)

藥劑均采用計(jì)量泵投加。

98%濃硫酸存于立式碳鋼儲罐中，采用計(jì)量泵投加。NaOH由粉狀NaOH配置，濃度為5%。

PAC由粉狀PAC配制，配制濃度10%；PAM陰離子由粉狀PAM配制，配制濃度0.1%；Ca（OH）2由粉狀Ca（OH）2配制，配制濃度10%。

藥液由人工配置，藥液箱設(shè)置液位計(jì)并設(shè)置低液位報(bào)警。

2.7 鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)

鼓風(fēng)機(jī)房設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)，均設(shè)置變頻器，為混合污水好氧處理提供氧氣，同時對廢液池、廢水池、污泥池進(jìn)行混合攪拌。

3 自動控制

污水處理站工藝控制較復(fù)雜，為保證系統(tǒng)運(yùn)行控制可靠、靈活、管理方便，該污水處理站采用樹形分支放射式布置，低壓控制元件集中設(shè)置在電控柜內(nèi)，在現(xiàn)場可以進(jìn)行手動控制和自動控制的轉(zhuǎn)換。整個控制系統(tǒng)采用一套可編程序控制器（PLC）及現(xiàn)場總線通訊控制系統(tǒng)對污水處理站電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動控制。設(shè)中控室集中控制與現(xiàn)場操作站，在集中控制間設(shè)上位機(jī)，通過上位機(jī)監(jiān)控操作設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)對下位機(jī)實(shí)時的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)圖形界面顯示及控制等操作。

4 污泥儲存

污泥儲存區(qū)用于堆放壓榨后的污泥，不準(zhǔn)堆放其它廢物。物化泥屬危險(xiǎn)廢物，其包裝、運(yùn)輸、貯存等應(yīng)符合《危險(xiǎn)廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18597-2001）之規(guī)定。危險(xiǎn)廢物應(yīng)分別堆放在各自的堆放區(qū)內(nèi)，不準(zhǔn)混合堆放。各堆放區(qū)之間應(yīng)保持至少0.8 m的間距，堆放區(qū)與地溝之間應(yīng)保持至少0.5 m的間距，以保證空氣暢通。固體廢物堆放高度不超過2 m。

5 材質(zhì)選擇

5.1 主要設(shè)備

該項(xiàng)目槽體采用碳鋼制作內(nèi)襯玻璃鋼防腐處理（五涂三布），防腐等級pH 2～14，提升泵采用自耦式潛污泵，304不銹鋼材質(zhì)，機(jī)械密封采用碳化硅，介質(zhì)pH 3～13，配套自動耦合手搖裝置。

5.2 管道選擇

1.投藥管道：采用UPVC耐壓管道，耐壓等級1.0 MPa，化工級。

2.自來水（給水）管道：管徑DN≥50 mm采用內(nèi)襯塑（PE）鍍鋅鋼管，法蘭或卡箍連接；管徑DN＜50 mm采用PPR管道，熱熔接連接。管道耐壓等級1.0 MPa。鋼塑復(fù)合管不得與閥門直接連接，應(yīng)采用黃銅內(nèi)襯塑的內(nèi)外螺紋專用過渡管接頭。

3.污泥管道、放空管道、廢水、廢液管道及重力管道埋地部分：采用內(nèi)襯塑（PE）鍍鋅鋼管，化工級，法蘭或卡箍連接；耐壓等級1.0 MPa。污泥二次壓榨水管耐壓等級1.6 MPa。

4.化驗(yàn)間及重力流污、廢水管道采用UPVC排水塑料管，承插粘接。

5.空氣及壓縮空氣管道：空氣管水上部分及室內(nèi)外架空管道采用內(nèi)外熱鍍鋅鋼管，焊接連接；水下部分采用UPVC塑料管，化工級；其余管道除滿足土建埋地管道材質(zhì)要求外采用鍍鋅焊接鋼管。壓縮空氣采用鍍鋅鋼管，絲扣連接。管道耐壓等級1.0 MPa。

5.3 閥門

1.投藥管采用截止閥、球閥或閘閥，耐壓等級1.0 MPa，材質(zhì)與管道同或不銹鋼。

2.生產(chǎn)生活給水及復(fù)用水管道閥門采用球閥、截止閥、蝶閥或明桿閘閥，材質(zhì)為球墨鑄鐵或不銹鋼，耐壓等級1.0 MPa。

3.污泥管道閥門采用截止閥、球閥或明桿閘閥，材質(zhì)為球墨鑄鐵或不銹鋼，與液體接觸材質(zhì)為PVDF或316不銹鋼，耐壓等級1.0 MPa。

4.廢水、廢液壓力管道閥門采用截止閥、蝶閥或明桿閘閥，閥體材質(zhì)為球墨鑄鐵或不銹鋼，與液體接觸材質(zhì)為PVDF或316不銹鋼；耐壓等級1.0 MPa。

5.空氣及壓縮空氣管道采用截止閥或明桿閘閥，材質(zhì)為球墨鑄鐵或不銹鋼，耐壓等級1.0 MPa。

6.水泵出水管上均安裝防水錘消除止回閥。污廢水管道上止回閥為球形止回閥，其余為普通止回閥。

6 結(jié) 論

工程機(jī)械廠前處理和涂裝廢水類型主要分脫脂廢液（水）、硅烷廢液（水）、電泳廢液（水）和噴漆廢水，主要采用分質(zhì)物化預(yù)處理加生化處理方式，主要工藝路線為水質(zhì)水量調(diào)節(jié)＋混凝沉淀＋絮凝氣?。馑峄佑|氧化＋斜管沉淀，達(dá)到污水綜排三級排放標(biāo)準(zhǔn)排入市政管網(wǎng)，具有很好的環(huán)境效益。