涂装废水处理工艺的改进

文/杨柳

摘要：采用“调节池+水解酸化+SBR生化法+MBR膜法+紫外杀菌”的涂装废水处理工艺，该工艺投资少、处理成本低，是一种绿色环保、经济可行的工艺。

关键词：涂装废水；SBR生化法；MBR膜法

1　涂装废水处理改进工艺

涂装工艺生产过程中产生的废水分为磷化废水、含油废水和涂装有机废水。对三大类不同涂装废水采取不同工艺的分质处理，之后将单独预处理后的废水排放至综合污水池，再对综合污水池的废水采用“调节池+水解酸化+SBR生化法+MBR膜法+紫外杀菌”，即通过物化去除部分重金属和有机物后，再进行生化处理。经过MBR膜法与紫外杀菌后再进行中水回用，回用工艺采用“絮凝沉淀+超滤+反渗透”。

1.1　磷化废水

1.1.1　磷化废水水质

磷化废水主要来自磷化的后洗液及磷化液，该类废水含有微量有机物、锌、磷以及镍等污染物，具体水质如表1所列。

1.1.2　磷化废水处理工艺

由于磷化废水中含有大量磷酸盐等生化不能完全去除或难去除的物质，必须依靠物化法来去除。在实际工程中多采用石灰乳将废水的pH控制在11.5以上，使磷酸根和锌离子生成羟基磷灰石和氢氧化锌沉淀物而去除，使废水中的磷酸盐浓度低于3.0 mg/L。然后进行絮凝沉淀反应，去除废水中其他杂质、颗粒和悬浮固体。一级处理磷化废水达不到除磷标准，必须进行多级处理，最后加上一级调节池，絮凝反应沉淀，既能满足后续生化反应的需要，又可满足出水磷酸盐稳定达标。磷化废水经过一系列物化处理后，处理过的废水排放至综合污水池。具体工艺流程如图1所示。

1.2　含油废水

1.2.1　含油废水水质

含油废水主要来自手工预清洗液，脱脂后的水洗液，具体水质如表2所列。

1.2.2　含油废水处理工艺

含油废水处理工艺是将含油废液池中的废水通过提升泵输入至pH调节池， 投加熟石灰并辅助投加CaCl2，利用Ca2+完成乳化油，高分子树脂的脱体脱稳、凝聚过程，经过PAC、PAM混凝沉淀处理后进入气浮隔油装置进一步除油。高浓度的含油废水中大部分乳化油、高分子树脂、表面活性剂被分离出来，同时处理后的废水中含油量较少，降低后续污泥负荷，也减轻了生化处理的负担，处理后的废水与涂装有机废水混合进行下一步处理。涂装废水中的含油废水主要处理工艺如图2所示。

其中含油废水的核心处理工艺采用国外先进的Suparator油水分离技术。

Suparator油水分离技术具有以下特点：

1）采用“先除油后除渣”的工艺。配置有纸袋过滤器的油水分离器系统，采用“先除油后除渣”的先进除油理念，可有效保证槽液的洁净度、减少滤纸的消耗、保证系统的稳定运行。

2）Suparator“薄膜”分离技术。在脱脂槽液中，质量较大的颗粒会从液相中分离出来沉淀在槽底，作为污物被定期地从槽底排除（实际从系统配置的旋液分离器、磁性过滤器定期排除）。但更细微的颗粒在脱脂液中则更倾向于悬浮在液相里，Suparator的“薄膜”分离技术能及时除去这种带油状态的微小杂质，将这种微小杂质在还未来得及沉淀前被迅速去除，从而保持槽液中持续较低的油含量及清洁度。

3）除油设备具备槽液静止及除渣功能。

4）使用破乳型表面活性剂。破乳型活性剂为非离子型，可帮助多个小油滴增长为一个大油滴，油滴直径越大，油越容易上浮，油滴容易从槽液中脱离出来漂浮在槽液表面，油水分离器内置的撇油器能持续将其撇除。

德国某国际汽车公司采用Suparator油水分离处理工艺可将含油量8 g/L的槽液降低到0.25 g/L以下，绿色环保，成本低，是一项新兴的含油废水处理技术。

1.3　涂装有机废水

1.3.1　涂装有机废水水质

涂装有机废水主要来源于钝化后冲洗水及倒槽废液，喷漆房的循环水，打磨废水以及经过预处理后的含油废水。废水中有机物含量高且悬浮物较高，具体水质如表3所列。

1.3.2　涂装有机废水处理工艺

涂装有机废水与处理后的含油废水COD高，且含有较高的悬浮物，需经过预处理去除水中的悬浮物、微量的金属离子以及部分有机物，再进入综合污水池与处理后的磷化废水进行深度处理。涂装有机废水与预处理后的含油废水主要处理工艺如图3所示。

涂装有机废水与处理后的含油废水混合进入pH调节池，加碱调节pH至12，之后进行絮凝沉淀反应，添加PFS与助凝剂PAM，使其形成具有明显沉淀的絮凝体，然后形成浮渣或大颗粒物沉淀而除去。处理后的水再次进入pH反调槽，加入硫酸调节pH至中性，排放至综合污水池进行深度处理。

1.4　综合污水池废水处理工艺

经过预处理后的磷化废水、含油废水、涂装有机废水均排放至综合污水池，进一步处理。安得膜分离技术工程（北京）有限公司通过多个涂装废水处理厂的设计与实际运行，发现采用“物化+生化”法处理涂装废水是经济可行的，能达到预期的处理效果。但也存在一些问题，需要对此工艺进行优化与改进。对于综合污水排放池的混合废水，改进后的新型工艺如图4所示。

2　工艺改进的几点说明

2.1　调节池

经过预处理后的磷化废水、含油废水、涂装有机废水，为了进行深度处理，统一排放至综合污水池，再进入调节池。由于涂装废水大多间歇排放，瞬时排放水量大，浓度高，必须在调节池内混合均匀，减少对后续处理的冲击。在设计调节池时，废水须在池内停留足够的时间来混合均匀。一般调节池的有效容积占设计水量的40%以上，运行时特别注意池内必须留出安全容积来稀释从倒槽废液池中泵入的高浓度废液，防止水质的大幅波动，造成系统无法稳定运行。

2.2　水解酸化池

涂装废水的重要特征之一是可生化性差，采用水解酸化来提高废水的可生化性能是首要条件。水解酸化的设计水量停留时间一般为6 ～ 9 h，BOD5/CODCr由原来的0.2提高到0.3以上。池内设置兼性菌附着生长的填料，使兼性菌生长在立体弹性填料上，挂膜后可以形成类似于悬浮型污泥床的污泥层，废水经过挂膜后的填料层，水中含有的污染物被微生物的新陈代谢功能所消耗而得到降解或被微生物菌群的吸附作用从水中吸附而分离，基本满足生化反应的条件。但从多个工程实例的对比来看，在水解酸化池中安装填料，组成复合水解酸化工艺，CODCr的去除率提高20% ～ 30%，废水可生化性提高15%左右，减轻SBR的处理负荷。

2.3　SBR生化池

目前涂装废水的好氧工艺多采用SBR法，其运行方式为：进水时间4 h，进水1 h后进行曝气8 h，沉淀2 h，排水0.5 h，闲置0.5 h。SBR池供氧采用罗茨鼓风机和微孔曝气器，池内溶解氧的浓度控制在2.0 ～ 5.0 mg/L。

2.4　MBR膜工艺

MBR简称膜生物反应器，是以膜法为主，兼有活性污泥的处理装置。传统超滤膜处理工艺无法去除COD和氨氮，而安得膜公司采用的MBR工艺，既能够除氨氮，又能够降低水中悬浮物、固体颗粒。此外，MBR膜与活性污泥法的结合，生化反应器内微生物浓度3 ～ 5 g/L提高到15 ～ 20 g/L，生化反应器体积小，生化反应效率提高，并且使活性污泥完全截留在好氧池内，提高了生化系统的污泥浓度，使得生化系统的效率大大提高。对污水中氨氮、CODCr的去除效果更好，从而能减小系统的占地面积，实现泥与水的分离。

2.5　紫外杀菌

经过MBR工艺处理后的出水中含有病菌、微生物，不能直接回用或排放，需要消毒杀菌方可回用。目前市场上广泛应用的是紫外杀菌。紫外线具有杀菌消毒作用是因为紫外线对微生物的核酸可以产生光化学危害，当微生物被紫外线照射时，细胞的核酸生物活性因吸收紫外线而可能改变，从而引起菌体内蛋白质和酶的合成障碍，导致结构发生变异使微生物发生死亡。

2.6　回用水工艺

回用水工艺采用“絮凝沉淀+超滤+反渗透”。经过紫外杀菌后的废水部分达标排放，部分进行回用。回用水首先经过絮凝沉淀去除水中悬浮物、胶体，再进入超滤去除色度，降低浊度，达到反渗透进水要求。经过超滤处理后的产水进入保安过滤器进入反渗透，去除其中的盐分，反渗透产水即可直接回用。

３　结语 

总之，对于涂装废水的处理，必须对原水进行分质分流，每种水质进行单一的预处理，处理后的废水进入综合污水池，方可进行深度处理。实践表明，目前广泛采用的“物化+生化”法处理涂装废水是经济可行的，较之其他方法具有处理效果稳定、运行成本低、操作维护简单等特点。而本文对综合污水池处理所采用的“调节池+水解酸化+SBR生化法+MBR膜法+紫外杀菌” 工艺，回用水采用了“絮凝沉淀+超滤+反渗透”工艺处理，出水水质能达标排放并可回用，是一种新型的有前景的“物化+生化”处理工艺。