喷涂废水处理工程设计范文

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天津某企业为扩大生产能力，新建了一个大型车轮毂生产基地，在其生产过程中产生的生产废水和生活污水由某环保公司进行设计处理。生产废水主要是来自喷涂工艺中产生的喷涂废水，包括油漆废水、槽液以及冷却液废液。工程设计中对槽液、废液和油漆废水先进行分质预处理，然后与生活污水混合，达到均化水质和提高废水可生化性的目的，为避免油漆中的有机物质在回用中积累，该部分废水处理后直接外排，出水达到GB8978－1996一级标准，而其它废水通过中水回用系统，使悬浮物SS的质量浓度降到5mg/L以下，进行回用。

1废水水质与设计水量

该工程所需处理的废水有生活污水、喷涂废水以及其它废水，其它废水主要是生产上除喷涂废水以外的生产废水和洗浴污水，经中水回用系统处理后进行回用，设计进水水质详见表1。喷涂废水成分复杂，与其它各类废水混合处理将增大处理难度，将导致处理费用增加，也不能达到废水排放标准，所以对废水进行分类收集。其中厕所冲洗污水、餐饮、洗衣废水、油漆废水、冷却液废液、糟液的排放量分别为600、202.5、175、10、0.5m3/d，计988m3/d，为总量的38%；其它废水排放量为1625m3/d，为总量的62%。

2处理工艺的确定

2.1总体流程项目需处理的废水为喷涂废水、生活污水、其它废水，主要去除污水中的COD、SS及N、P等污染物，喷涂废水及生活污水处理后达到GB8978－1996一级标准外排，其它废水处理后达到GB8978－1996一级标准并进一步处理去除废水中SS以便回用。喷涂废水若单一使用物化处理工艺不但处理费用相对较高，而且其出水水质不稳定较难达到GB8978－1996排放标准，所以在国内外，物化+生化处理工艺已取代了单独物化处理工艺并将成为处理涂装废水的主流工艺。车轮毂喷涂废水较汽车涂装废水，使用单一涂料可相对避免废水的成分复杂性，但其废水依旧具有水量波动大、COD高、浊度高和可生化性差等特点。结合企业自身排放废水的特点，工艺生产中产生喷涂废水的同时还排放大量生活污水，所以工程中先对生产废水进行物化预处理，采用混凝+气浮组合工艺去除油类和大量悬浮物质，预处理后的废水再与大量生活污水混合，均化水质，降低难降解有机物含量，进而削弱其对后续生物处理中生物降解过程的抑制。通过生活污水的混合作用达到补充可生化降解有机物和稀释难生化降解有机物的目的，提高综合混合废水的可生化性。为了使生物处理效果更佳，后续采用水解酸化+接触氧化组合工艺降解有机物，再通过混凝+沉淀组合工艺除磷，使得出水水质稳定，达到GB8978－1996一级排放标准。

2.2污水处理系统该企业产生的废水中污染较为严重的是喷涂废水和生活污水，这2种废水的主要污染物为有机物，针对这一特点将采用如图1所示的处理工艺。喷涂废水中的糟液、废液由生产线用水泵提升至破乳池，在破乳池进行破乳，然后进入隔油沉淀池，在隔油沉淀池中浮油通过撇油器刮除，水排入调节池1中与油漆废水混合，油漆废水进入混合反应器池1，通过加入混凝剂聚合氯化铝（PAC）、助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）将废水中的悬浮物质颗粒增大，废水中油污、乳化剂、悬浮物及重金属离子等污染物凝聚成块形成絮体后，但是有些絮体密度较小，难易沉淀，所以再通过气浮系统将悬浮颗粒从废水中分离[2]。气浮池出水进入调节池2和生活污水混合均匀后进入水解酸化池。水解酸化池的主要作用是将废水中的大分子有机化合物通过厌氧细菌的作用分解成生化性能较好的小分子有机物，使BOD5/COD由0.15提高到0.43，污水的可生化性增强，为后续生化处理创造一个好的条件[3]。水解酸化出水进入兼氧池+接触氧化池+二沉池，该部分主要目的是通过好氧细菌的作用将废水中的有机物质进行分解转化成无害的CO2和N2，并将废水中的氨氮转化为硝酸氮而降低废水的危害性。二沉池出水通过加入碱和铝盐调节一定的pH，将pH调至11左右，可以去除90%的TP。混凝反应后由斜板沉淀池沉淀去除废水中的磷酸根离子，斜板沉淀池出水即可达到GB8978－1996一级排放标准，该废水通过计量排放槽计量后可直接外排。

2.3中水回用系统生产上的除喷涂废水外的其它废水和洗浴污水，首先通过调节池3调节水量和水质，然后投加混凝剂PAC和助凝剂PAM，并在混凝反应池中进行絮凝反应，反应后出水通过斜板沉淀池沉淀去除废水中的大部分污染物质使废水的悬浮物SS的质量浓度达到10mg/L以下，表观特征为清澈透明。沉淀后废水进入中水池，在中水池中由二氧化氯发生器产生的二氧化氯对出水进行消毒，以便可以回用。中水池出水后再通过机械过滤器进一步将废水中的悬浮物SS的质量浓度降到5mg/L以下外排。

2.4污泥处理系统污泥处理系统的主要作用是将污泥减量化。斜板沉淀池1～3、二沉池、气浮池所产生的污泥首先收集到污泥浓缩池，在污泥浓缩池中污泥的水的质量分数将由98%降低到95%以下，污泥体积将降为原来的50%左右。污泥浓缩池的污泥再通过气动隔膜泵抽吸到板框压滤机中进行压滤，将污泥的含水率进一步降到75%左右，此时体积为原来的12%左右。板框压滤机出来的干污泥外运进行填埋或焚烧处理，污泥浓缩池上清液和板框压滤机所出清水回流到调节池2再进行处理。

3主要构筑物设计

3.1槽液、废液预处理段根据实际废水水质分析，槽液、废液中含有乳化油类物质，向废水中投加换型乳化剂CaCl2，使以钠皂为乳化剂的水包油乳状液转换为以钙皂为乳化剂的油包水乳状液，此时乳液非常不稳定，然后利用隔油沉淀池进行油水分离。破乳池的设计尺寸为2m×1m×3m，设计有效容积6m3，设计HRT为30min，钢结构+纤维增强复合材料（FRP）防腐，配有搅拌机1台、加药系统2套、计量泵2套、pH计1台。隔油沉淀池的设计尺寸为2.5m×2m×3m，设计有效容积15m3，设计HRT为1.5h，钢结构+FRP防腐，配有撇油器1台。

3.2油漆废水预处理段

3.2.11#调节池车轮毂喷涂工艺产生的油漆废水水量波动大，设置调节池调节水量。调节池1#的设计尺寸为5m×6m×3m，设计有效容积75m3，设计HRT为9.4h，钢筋混凝土结构，配有自吸污水泵3台，1用2备用，体积流量qV=10m3/h，扬程H=20m，功率P=2.2kW。

3.2.21#混合反应器和气浮池混凝所处理的对象主要是水中的微小悬浮固体和胶体杂质，在工业废水处理中可以去除多种高分子物质、有机物、重金属等物质。气浮法用于固液、液液分离。根据实际废水水质分析，涂料中含有的油类、高分子树脂、颜料等在溶剂、助剂和表面活性剂的作用下将稳定地分散在废水溶液中，通过向废水中投加混凝剂，形成带正电荷集团的絮体用以中和油类、高分子树脂等污染物的电位，使废水中颗粒物质脱稳，然后通过吸附架桥作用吸附脱稳后的颗粒物质，形成相对密度小于或接近于1的悬浮物，在承接气浮池形成稳定的浮渣层，通过间歇运作去除大量悬浮颗粒。1#混合反应器的设计尺寸为1.5m×1m×3m，设计有效容积3.75m3，设计HRT为28min，钢结构+FRP防腐，配有搅拌器1台、加药系统3套、计量泵3套。气浮池的设计尺寸为4m×1m×3m，设计有效容积10m3，设计HRT为60min，钢结构+FRP防腐，配有溶气罐1个、刮泥机1套、溶气泵2台、释放器1套。

3.3排放废水综合处理段

3.3.12#调节池喷涂废水与生活污水在2#调节池中进行混合，均化水质与水量，稀释喷涂废水中污染物的含量，提高其可生化性，根据废水的排放规律以及后续工艺对废水水质、水量稳定性的要求，设置2#调节池减少对后续工艺的水力冲击。2#调节池的设计尺寸为5m×15m×3m，设计有效容积201m3，设计HRT为6h，钢筋混凝土结构，配有自吸污水泵3台，一用两备，qV=40m3/h，H=16m，P=4kW。

3.3.2水解酸化池、兼氧池和接触氧化池水解酸化法是将厌氧反应过程控制在第1阶段，在厌氧菌包外酶的作用下将复杂的有机物分解成简单的有机物，然后在产酸菌的作用下将大分子物质分解成易降解的小分子物质，从而提高废水的BOD5/COD，可生化性能增加。根据实际废水水质分析，废水中难降解的有机物先经水解酸化池分解为易降解的小分子有机物，然后接入兼氧池+接触氧化池，通过兼氧池和接触氧化池的生物吸附和氧化分解作用去除废水中的污染物质。水解酸化池的设计尺寸为5m×15m×5.5m，设计有效容积400m3，设计HRT为12h，钢筋混凝土结构。兼氧池的设计尺寸为5m×7m×5.5m，设计有效容积160m3，设计HRT为4.8h，钢筋混凝土结构，配有半软性填料150m3、曝气软管160m。接触氧化池的设计尺寸为8m×14.5m×5m，设计有效容积522m3，设计HRT为13h，钢筋混凝土结构，配有半软性填料464m3、曝气软管480m。

3.3.3二沉池二沉池的设计尺寸为6m×6m×5m，设计有效容积144m3，设计HRT为3.6h，钢筋混凝土结构，配有中心导流筒1台，钢制结构。

3.3.42#混合反应池和1#斜板沉淀池2#混合反应器的设计尺寸为5m×2m×4.5m，设计有效容积40m3，设计HRT为1.2h，钢筋混凝土结构，配有曝气软管40m，加药系统3套、pH控制器1套。1#斜板沉淀池的设计尺寸为6m×5m×4m，设计表面负荷为1.1m3/m2，钢筋混凝土结构，配有斜管30m3。

3.3.5计量排放池计量排放池的设计尺寸为4m×1m×0.8m，砖混结构，配有总排流量计1台。

3.4中水回用系统

3.4.13#调节池3#调节池的设计尺寸为12m×12m×3m，设计有效容积360m3，设计HRT为5.14h，钢筋混凝土结构，配有自吸污水泵3台，1用2备，qV=80m3/h，H=20m，P=7.5kW。

3.4.23#混合反应器和2#斜板沉淀池斜板沉淀池的水流接近层流状态，对沉淀有利，并从构造上增大了沉淀面积、缩短了颗粒沉淀距离，因而大大减少了废水在池中的停留时间，这种池的处理能力高于一般沉淀池，可以提高沉淀50%～60%效率，且在同一面积上可提高处理能力3～5倍[6]。3#混合反应器的设计尺寸为2m×8m×3.5m，设计有效容积48m3，设计HRT为0.7h，钢筋混凝土结构，配有搅拌机1台、加药系统2套、pH控制器1套。2#斜板沉淀池的设计尺寸为6m×8m×3.5m设计表面负荷为1.46m3/m2，钢筋混凝土结构，配有斜管50m3。

3.4.3中水池中水池的设计尺寸为6m×6m×3m，设计有效容积90m3，设计HRT为1.3h，钢筋混凝土结构，配有自吸污水泵2台，1备1用，qV=80m3/h，H=20m，以及二氧化氯发生器1套，产气量500g/h，水质量流量70t/h。

3.4.4机械过滤器机械过滤器2台，采用钢衬胶材质，设计虑速10m/h，配有污水泵2台，1用1备，qV=80m3/h，H=20m。

3.5污泥处理阶段污泥池共2座，设计尺寸为4m×4m×3.5m，设计有效容积54m3，配有板框压滤机1台，隔膜泵2台。

4运行效果与费用

4.1调试及运行该工程自调试以来，设施运转正常，出水稳定，各构筑物出水均达到预计效果，出水各项指标达到GB8978－1996一级标准。各段COD去除效果见表2。工程总排放口的pH为6～9，COD为30～50mg/L，SS、NH3-N、PO43-的质量浓度分别≤20、≤10、≤0.5mg/L。

4.2运行费用水处理系统运行费用：电费0.344元/t（按0.6元/(kW•h)计），人工费0.09元/t（按7人计），药剂费0.30元/t，合计0.734元/t。可知，该工程运行费用相对较低，经济效益显著，加上稳定的处理能力，利于以后推广应用。

5结论

采用物化预处理+生化深度处理工艺处理喷涂废水，处理效果良好，出水水质稳定，COD小于50mg/L，SS的质量浓度小于20mg/L，各项指标均达到GB8978－1996一级标准。该工艺具有运行成本低、工艺简明，处理效果稳定等特点。利用多项组合工艺结合，能充分发挥各个工艺的处理效能。在以后的废水处理中应多注重组合工艺的研究开发，通过双方控制条件的组合合理化，使其发挥出比单独使用时更高效的处理效能。

作者：金艳青 戴清 祁高月 杨小梅 李勇 单位：苏州科技学院环境科学与工程学院 苏州思源环保工程有限公司