汽車生產(chǎn)廢水綜合處理并回用工程實踐
摘要：在某汽車公司年產(chǎn)24萬輛乘用車項目的廢水處理工程中，采用物化預(yù)處理／DAT—IAT／深度處理工藝集中處理汽車生產(chǎn)綜合廢水。運(yùn)行實踐表明，該工藝運(yùn)行效果良好，出水水質(zhì)達(dá)到了生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)并回用為廠區(qū)雜用水，成功實現(xiàn)了生產(chǎn)廢水的零排放。
關(guān)鍵詞： 汽車工業(yè)廢水,綜合處理,零排放
汽車生產(chǎn)過程中排放的廢水主要來源于沖壓車間、焊裝車間、注塑車間、注塑件涂裝車間、車身涂裝車間、發(fā)動機(jī)裝配車間、總裝車間、壓鑄車間、機(jī)加工車間等。其中涂裝車間產(chǎn)生的廢水包括脫脂、預(yù)脫脂廢水、磷化廢水、電泳廢水以及漆霧凈化廢水；注塑件涂裝車間產(chǎn)生的廢水主要有清洗廢水以及漆霧凈化廢水；其他車間產(chǎn)生的廢水主要有乳化液、清洗廢水、機(jī)加工含油廢水等。
各生產(chǎn)車間排放廢水的種類繁多，廢水成分極為復(fù)雜。脫脂、預(yù)脫脂廢水主要含有SS、石油類、表面活性劑等；磷化廢水主要含有COD、Zn2+、PO：一、 Ni、Ss等；電泳廢水主要含有離子型環(huán)氧樹脂、醇類、顏料、COD等；噴漆廢水主要含有漆渣、油漆溶劑、COD等。由于各生產(chǎn)車間排放的廢水成分、濃度各異，可生化性不佳，處理難度大，且排放周期也不相同，造成廢水水量、水質(zhì)變化很大且無規(guī)律可循。
考慮到以上因素，設(shè)計廢水處理站時一般對含鎳廢水與其他生產(chǎn)廢水分別進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行集中綜合處理，相比于單獨處理各種廢水，集中混合處理的基建、運(yùn)行費(fèi)用更低，管理費(fèi)用也更少。
1廢水水質(zhì)、水量
某汽車公司新建工廠設(shè)計產(chǎn)能為年產(chǎn)24萬輛乘用車，計劃分兩期建設(shè)，其中一期計劃年產(chǎn)12萬輛乘用車；二期建成后能達(dá)到年產(chǎn)24萬輛乘用車的生產(chǎn)規(guī)模。
資料顯示，進(jìn)入廢水處理站的廢水主要為涂裝車間和樹脂及散件車間所產(chǎn)生的脫脂廢水、磷化廢水、電泳漆廢水、噴漆廢水及廠區(qū)生活污水。其中一期生活污水量為160 m3／d，磷化廢水(含鎳) 172 m3／d，一般工業(yè)廢水量為800 m3／d，噴漆廢水 400 m3／次；二期合計生活污水量為300 m3／d，磷廢水(含鎳)量為320 m3／d，一般工業(yè)廢水量 1 280 m3／d，噴漆廢水為400 m3／次。一期工程廢水質(zhì)見表1。
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廢水處理站設(shè)計規(guī)？紤]接納工廠一、二期建成投產(chǎn)后所產(chǎn)生的全部廢水量，具體土建部分、生化部分設(shè)備和含鎳廢水預(yù)處理沒備按二期規(guī)模實施，其余設(shè)備分期實施。
含鎳廢水物化預(yù)處理設(shè)計處理能力為20 m3／ h；其他生產(chǎn)廢水物化預(yù)處理設(shè)計處理能力為7 ITl3／h；生化處理設(shè)計處理能力為100 m3／h。出水質(zhì)要求達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》 (GB／T 18920--2002)標(biāo)準(zhǔn)(見表2)。
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2工藝流程
根據(jù)汽車工業(yè)廢水成分復(fù)雜、處理難度大的特性，廢水處理站采用物化預(yù)處理、水解酸化一好氧處理、深度處理相結(jié)合的處理工藝，含鎳廢水與其他工業(yè)廢水分別進(jìn)行單獨物化預(yù)處理后與生活污水均勻混合進(jìn)入后續(xù)的生化、深度處理系統(tǒng)。
考慮到廢水水質(zhì)以及排放周期的巨大差異，對不同性質(zhì)、濃度的廢水分別設(shè)置獨立的調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池均設(shè)微孔曝氣裝置，通過氣流攪動使原水均勻混合，阻止懸浮物沉淀，同時也起到預(yù)生化作用。具體工藝流程見圖1。
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①物化工藝
磷化等含鎳廢水中主要含有PO4 3-、重金屬離子，物化處理采用混凝沉淀處理工藝；其他工業(yè)混合廢水則含有油類、表面活性劑以及較高的SS，物化處理采用混凝沉淀加溶氣氣浮工藝。
含鎳廢水與其他工業(yè)混合廢水分別進(jìn)入各自對應(yīng)的混凝反應(yīng)槽，混凝反應(yīng)槽中順序投加H2SO4、 NaOH、PAC、FeCI3、PAM、Ca(OH)2等藥劑。首先通過投加酸、堿調(diào)節(jié)廢水的pH值使其在金屬離子沉淀的最佳pH值范圍內(nèi)；汽車工業(yè)生產(chǎn)廢水是一種成分復(fù)雜、穩(wěn)定的分散體系，單一的絮凝劑往往無法獲得滿意的處理效果，為此選用了無機(jī)高分子絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)和有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)，同時配合無機(jī)低分子絮凝劑FeCl3復(fù)合使用；最后投加石灰水以達(dá)到物化除磷的目的；出水再經(jīng)沉淀、氣浮等物化處理后，不僅能降低廢水中的 COD與Ss，而且能有效去除廢水中的重金屬離子。
②生化工藝
在酸化水解池內(nèi)難降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，提高了廢水的可生物降解性，同時也使后續(xù)好氧處理停留時間縮短、能耗降低。
針對汽車生產(chǎn)廢水中含磷量高、去除難度大的情況，好氧生化段采用了A／DAT—IAT工藝，該工藝連續(xù)進(jìn)水，連續(xù)、間歇曝氣，和傳統(tǒng)序批式活性污泥法相比，具有更靈活、完備的預(yù)反應(yīng)區(qū)，從而使 DAT與IAT能夠保持較長的污泥齡和很高的MLSS 濃度，對有機(jī)物負(fù)荷及毒物有較強(qiáng)的抗沖擊能力。廢水從DAT池首端連續(xù)進(jìn)入，立即與從IAT回流的混合液和原池中的混合液充分混合，然后經(jīng)導(dǎo)流墻靠近水面處的導(dǎo)流孑L進(jìn)入導(dǎo)流區(qū)，由上往下流動，使活性污泥絮凝，有利于活性污泥在IAT池進(jìn)行沉淀，在去除有機(jī)物的同時有效降低廢水中的氮、磷含量。
③深度處理工藝
深度處理選用了混凝沉淀、石英砂過濾與活性炭過濾工藝；炷恋碇饕獮檫M(jìn)一步降低廢水中的磷含量，使出水磷含量能夠穩(wěn)定在0．4 mg／L以下；過濾階段選用了成套的全自動微分式過濾器，微分式過濾器運(yùn)行管理方便、過濾效果較好，同時過濾器能夠利用過濾水泵余壓進(jìn)行自動反洗，節(jié)省了專用反洗泵。
④污泥處理
對含鎳污泥、預(yù)處理污泥和生化污泥分別進(jìn)行處理，分別排入相應(yīng)的污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，然后進(jìn)行機(jī)械脫水，泥餅外運(yùn)，濃縮池上清液及機(jī)械壓濾液回流至相應(yīng)的廢水調(diào)節(jié)池繼續(xù)進(jìn)行處理。
3處理構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)
3．1前期物化處理
①調(diào)節(jié)池：考慮到二期建設(shè)要求，同時為有效調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)與水量，設(shè)計時采用了較大容積的調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池共6座(鋼筋混凝土結(jié)構(gòu))，其中含鎳廢水調(diào)節(jié)池容積為270 m3，綜合廢水調(diào)節(jié)池有效容積為540 m3，高濃度清槽液廢水調(diào)節(jié)池有效容積為 540 m3，事故水調(diào)節(jié)池有效容積為600 In3，含鎳清槽濃液調(diào)節(jié)池有效容積為270 m3；生活污水調(diào)節(jié)池為 400 m3。
②混凝反應(yīng)槽：含鎳廢水混凝反應(yīng)槽有效容積為9m3，反應(yīng)時間為0．45 h；其他工業(yè)廢水混凝反應(yīng)槽有效容積為36 in3，反應(yīng)時間為0．48 h，鋼制內(nèi)襯玻璃鋼材質(zhì)。
③斜板沉淀池：含鎳廢水斜板沉淀池尺寸為 9mx4．5 mx6 m，設(shè)計表面負(fù)荷為1．15 m3／(In2· h)；其他工業(yè)廢水斜板沉淀池尺寸為12 In×6 m x6 m，設(shè)計表面負(fù)荷為1．0 m3／(m2·h)，鋼制內(nèi)襯璃鋼材質(zhì)。
④氣浮池：氣浮反應(yīng)池尺寸為8m x4m× 2．7 m，鋼制內(nèi)襯玻璃鋼材質(zhì)。氣浮池帶刮渣機(jī)、釋放器等，配置尺寸為加．8m×3 m的溶氣罐，有效容積為60 n13，設(shè)計表面負(fù)荷為1．15 llfl3／(m2·h)，水力停留時間為0．8 h。
⑤其他非標(biāo)設(shè)備：氣浮前反應(yīng)槽尺寸為6m x2 nl×3．9 m，含鎳廢水檢測水箱尺寸為4．5 mX 1．5m×l m，均采用鋼制內(nèi)襯玻璃鋼材質(zhì)。
3．2生化處理
生化處理段處理構(gòu)筑物含廢水混合池、酸化水解池、DAT—IAT池，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其中混合池有效容積為90 n13；酸化水解池有效容積為260 m3， HRT=2．6 h：DAT—IAT池有效容積為900m3，HRT =9 h，DAT池有效容積占總有效容積的30％，反應(yīng)池內(nèi)設(shè)膜片式微孔曝氣器。
3．3深度處理
混凝折板反應(yīng)池的有效容積為36m3；斜板沉淀池的有效容積為180 m3，表面負(fù)荷為1．0 m3／(m2 ·h)，鋼制內(nèi)襯玻璃鋼材質(zhì)；檢測水池的容積為60 ITl3；消毒水池的有效容積為60 m3；回用水池的有效池容積為420m3，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)置微分式全自動石英砂過濾器與活性炭過濾器各一臺，過濾能力為60 m3／h。
3．4污泥處理
污泥濃縮池3座，分別處理含鎳污泥、預(yù)處理污泥和生化污泥，鋼制內(nèi)襯玻璃鋼材質(zhì)，尺寸為直徑4.5 m×5.0 m，帶攪拌機(jī)；板框壓濾機(jī)3臺，帶自動清洗裝置。
工程中所有電動蝶閥、風(fēng)機(jī)、污泥泵、計量泵、儀表均為進(jìn)口產(chǎn)品。
4工程運(yùn)行結(jié)果及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
工廠一期工程廢水處理站投運(yùn)以來，運(yùn)行效果較好，經(jīng)環(huán)境監(jiān)測單位監(jiān)測，出水水質(zhì)達(dá)到了回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(見表3)。
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筑物為360萬元，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備為600萬元，自控系統(tǒng) 150萬元，儀表為80萬元，管道為100萬元，其接費(fèi)用為60萬元。
工程運(yùn)行費(fèi)用如下：①動力費(fèi)。廢水處理站為三級負(fù)荷，總裝機(jī)容量為380 kW，一期工程實際工作容量為181．6 kW。電價按0．45元/(kW·h 則電費(fèi)為1．0元/m3。②人工費(fèi)。操作人員以12 計，平均每人每月工資為l500元，則人工費(fèi)為0．46 元/m3。③藥劑費(fèi)。按1．5元/m3計。④維修預(yù)計費(fèi)用。按以上總費(fèi)用的3．5％計，為0．1元/ m3。運(yùn)行費(fèi)用合計為3．06元／m3(未含折舊費(fèi)用）。
由以上分析可以看出，由于出水水質(zhì)要求較高，并且采用了較多進(jìn)口設(shè)備，廢水處理站初期投入較高，運(yùn)行費(fèi)用也不低，但是從長遠(yuǎn)來看，一期工程廢水處理站出水約有1000 m3／d回用于廠區(qū)綠化、清洗道路場地、沖洗廁所等，每年可節(jié)水20×104m3，同時能夠最大程度地減輕對周圍環(huán)境的污染，符合國家節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策。
5結(jié)論
①對某公司汽車生產(chǎn)排放廢水進(jìn)行集中綜合處理后，出水水質(zhì)達(dá)到了回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，整個廠區(qū)實現(xiàn)了生產(chǎn)廢水的零排放。
②廢水處理站采用了許多先進(jìn)設(shè)備及監(jiān)測儀表，操作方便、自動化程度高，出水水質(zhì)穩(wěn)定。
③藥劑成本較高，如能在運(yùn)行中優(yōu)化投量，則不僅能獲得更好的出水水質(zhì)，而且能減小運(yùn)行成本。
參考文獻(xiàn)：
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