汽车工业涂装生产废水处理研究

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[摘要]针对汽车涂装废水组分复杂、可生化性差等特点，采用芬顿氧化混凝+溶气气浮+水解酸化+接触氧化组合工艺对涂装废水进行处理。运行结果表明，该组合工艺对涂装废水处理效果好，系统运行稳定，处理出水COD、BOD5、TP和SS等各项指标均达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。

[关键词]汽车工业；涂装生产废水；芬顿氧化；水解酸化；接触氧化

1工程概况

某汽车企业涂装车间在涂装前处理工艺和涂装工艺等生产过程中会产生大量的涂装废水，这类废水中含有大量难降解有机物、重金属和悬浮物等污染物，废水组成复杂、污染物种类多、水质水量波动大、可生化性差，目前常用的生处理工艺很难实现这类废水的稳定达标排放，且系统运行不稳定[1-3]。芬顿氧化法是一种高级氧化水处理技术，在反应过程中能够产生大量具有高活性和强氧化能力的羟基自由基，进而实现废水中难降解有机物的有效降解，进一步提高废水的可生化性，可为出水水质稳定达标提供重要保障[4-8]。因此经综合考虑，该企业采用芬顿氧化混凝+溶气气浮+水解酸化+接触氧化组合工艺对汽车生产废水进行处理，废水处理设计规模为300m3/d，处理后出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。设计进出水水质见表1所示。

2废水处理工艺流程

涂装车间生产废水处理工艺流程见图1所示。涂装废水进入调节池均衡水质水量后，由污水泵提升进入芬顿氧化混凝池。芬顿氧化混凝池前端进行芬顿氧化反应，废水中有机物在反应体系生成的大量羟基自由基强氧化作用下得到有效降解，废水可生化性提高，后端在絮凝剂助凝剂作用下使废水中细小悬浮物等聚结成大的絮体，在溶气气浮作用下实现泥水分离[9-13]。气浮出水进入中间调节池调整水质水量后，由污水泵提升进入水解酸化池，废水中有机物进一步得到降解，之后废水进入接触氧化池经好氧生物处理后，出水进入二沉池实现泥水分离，污泥由污泥泵提升进入污泥浓缩池处理。

3主要构筑物及设计参数

3.1调节池。调节池用于调整涂装废水的水质水量，池底安装有水力搅拌用的穿孔曝气系统。调节池1座，钢筋混凝土结构，尺寸为7.5m×6m×5.5m，有效容积为225m3，有效水深为5m，水力停留时间为18h，池内做防渗防腐处理。池内配置污水自吸提升泵2台(1用1备)，Q=20m3/h，H=100kPa，液位计2套，穿孔曝气系统1套，气水比为4∶1。3.2芬顿氧化混凝池。进行涂装废水芬顿高级氧化处理和絮凝处理，使废水中有机物得到有效降解，提高废水的可生化性，降低后续工艺处理负荷。芬顿氧化混凝池1座3格，钢筋混凝土结构，尺寸为4.5m×1.5m×2m，有效容积为10m3，有效水深为1.5m，水力停留时间为0.8h。配置机械搅拌器3套，pH在线检测仪2套(芬顿氧化、混凝各1套)，加药装置5套，分别用于投加水处理剂H2SO4、FeSO4、H2O2、NaOH和PAM。3.3溶气气浮池。混凝处理后的涂装废水中含有大量悬浮絮凝体，在加压溶气气浮作用下，这些絮凝体将会与溶气微气泡接触，进而上浮至水面，实现泥水分离。溶气气浮池1座，碳钢材质，尺寸为2.5m×1.8m×2.5m，有效容积为9m3。配备加压溶气装置和挂泥系统各1套，溶气回流比为30%。3.4中间调节池。调节气浮处理出水，便于废水中残留多余空气逸散完全，避免对后续水解酸化处理处理造成影响。中间调节池1座，钢筋混凝土结构，尺寸为6m×5m×5.5m，有效容积为150m3，有效水深为5m，水力停留时间为12h。配置潜水搅拌器1套，废水自吸提升泵2台(1用1备)，Q=20m3/h，H=100kPa，液位计2套。3.5水解酸化池。进一步降解废水中有机物，提高废水可生化性，为出水稳定达标提供保障。水解酸化池1座3格，钢筋混凝土结构，尺寸为12m×5m×5.5m，有效容积为300m3，有效水深为5m，水力停留时间为24h。池内设置潜水搅拌器，制造缺氧环境，悬挂弹性纤维填料。配备pH和ORP在线检测仪，用于控制污泥回流量。池底设排泥放空装置。3.6接触氧化池。对水解酸化出水进行好氧生物处理，进一步降解去除废水中的有机物，保证出水水质的稳定性。接触氧化池1座，钢筋混凝土结构，尺寸为10m×3m×5.5m，有效容积为150m3，有效水深为5m，水力停留时间为12h。池内悬挂弹性纤维填料，填料高度为3m，池底设微孔曝气器，气水比为20:1，配备溶解氧在线检测仪，用于控制鼓风机运行参数。池底设排泥放空装置。3.7二沉池。对接触氧化处理出水进行泥水分离。二沉池1座，钢筋混凝土结构，尺寸为8m×3m×5.5m，有效水深为5m。设有污泥泵2台(1用1备)，Q=10m3/h，H=150kPa。3.8污泥浓缩池。对气浮分离污泥、二沉池剩余污泥、水解酸化池和接触氧化池放空污泥等进行浓缩处理，降低污泥含水率。污泥浓缩池1座，钢筋混凝土结构，尺寸为3m×3m×7.5m，有效容积为42m3，有效深度为7m。配置叠螺式污泥脱水机1台。

4工程运行情况

经过3个多月的的满负荷调试运行，该企业涂装废水处理工程运行稳定，出水水质良好，满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。

5结论

采用芬顿氧化混凝+溶气气浮+水解酸化+接触氧化组合工艺处理汽车涂装车间生产废水，处理效果好，系统运行稳定，操作简便。该涂装废水处理工程总投资约370万元，其中，土建和设备采购投资约290万元，工程设计、现场安装调试等费用约80万元。废水处理直接运行成本约4.48元/m3。经过3个多月满负荷运行调试，出水水质能够满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准，达到设计要求。

作者:张亮 单位:中冶赛迪上海工程技术有限公司