劉君，向偉，余晗，朱春游，岳中秋

（湖南航人凱天水務(wù)有限公司，湖南 長沙 410000）

汽車生產(chǎn)過程中排放的廢水主要集中在汽車和汽車零部件的制造，包括金屬鑄造、噴漆、表面處理和組裝工藝[1]。其中涂裝車間產(chǎn)生的廢水包括預(yù)脫脂、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)脫脂廢水主要含有沉積物（SS）、表面活性劑、石油類等；磷化廢水主要含有有機(jī)物、PO43-、SS 等；電泳廢水主要含有離子型環(huán)氧樹脂、醇類、顏料等難降解有機(jī)物[2]。該類廢水含有大量的有害物質(zhì)，若不處理或處理不當(dāng)不慎排入環(huán)境中，可對環(huán)境造成嚴(yán)重危害，最終危害人類健康[3]。

項目以湖南某汽車生產(chǎn)廢水處理項目為例，提出“分類預(yù)處理+AO+MBR 工藝”進(jìn)行處理，使其出水在水質(zhì)水量變化大的情況下能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行。

1 工程概況

項目為汽車車間生產(chǎn)廢水，廢水進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)如表1 所示。根據(jù)水質(zhì)預(yù)處理分為3 套系統(tǒng)：磷化廢水、磷化廢液預(yù)處理系統(tǒng)，噴漆廢水、電泳廢液預(yù)處理系統(tǒng)，脫脂廢液預(yù)處理系統(tǒng)。該3 套預(yù)處理系統(tǒng)處理水量均按照10 m3/h 進(jìn)行設(shè)計，運(yùn)行時間24 h。3 套預(yù)處理出水進(jìn)入生化系統(tǒng)調(diào)節(jié)池匯合，后續(xù)生化系統(tǒng)按30 m3/h 進(jìn)行兩套并聯(lián)設(shè)計。

表1 設(shè)計廢水進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)

2 工藝流程

2.1 各類廢水預(yù)處理流程

2.1.1 脫脂廢液/水預(yù)處理系統(tǒng)

脫脂廢液和脫脂清洗廢水中含有較高的有機(jī)物和油脂，設(shè)計采用“混凝沉淀+氣浮”進(jìn)行處理，使出水滿足后續(xù)生化系統(tǒng)的要求。廢水預(yù)處理工藝流程如圖1所示。

圖1 脫脂廢液/水預(yù)處理系統(tǒng)

2.1.2 磷化廢液/水預(yù)處理

磷化廢水、磷化廢液Ni2+、PO43-和Zn2+含量較高，磷化廢液單獨收集后經(jīng)泵定量提升至磷化廢水調(diào)節(jié)池經(jīng)過兩級沉淀進(jìn)入后續(xù)生化調(diào)節(jié)池和其他廢水混合進(jìn)行生化處理。廢水預(yù)處理工藝流程如圖2 所示。

圖2 磷化廢液/水預(yù)處理系統(tǒng)

2.1.3 噴漆廢水、電泳廢液/水預(yù)處理系統(tǒng)

噴漆廢水、電泳廢液/水有機(jī)物含量高達(dá)10 000 mg/L，廢水收集分別經(jīng)調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)后進(jìn)行氣浮除油，而后進(jìn)行高級氧化預(yù)處理，降低廢水有機(jī)物的量，同時提高廢水可生化性，工藝流程如圖3 所示。

圖3 噴漆廢水、電泳廢液/水預(yù)處理系統(tǒng)

2.2 生化處理流程

預(yù)處理后出水均統(tǒng)一進(jìn)入生化調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量均衡。由于廢水中有機(jī)物濃度較高，污染物成分復(fù)雜，設(shè)計選用“A/O+MBR 膜工藝”進(jìn)行處理，如圖4 所示。

圖4 生化處理系統(tǒng)

缺氧池：池中的兼氧菌具有水解作用和產(chǎn)酸作用，將廢水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸，部分不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為溶解性的有機(jī)物，部分難降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子的易降解有機(jī)物，從而去除部分COD 并進(jìn)一步提高廢水的可生化性。

好氧池：缺氧池出水流入好氧池，在好氧池內(nèi)好氧微生物進(jìn)行有氧呼吸，進(jìn)一步把有機(jī)物分解為無機(jī)物，從而去除有機(jī)污染物。同時，在充足的氧環(huán)境下自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-，通過回流控制返回至A 池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮（N2）完成C、N、O 在生態(tài)中的循環(huán)，實現(xiàn)污水無害化處理。

MBR 池：MBR 利用膜對生化反應(yīng)池內(nèi)的含泥污水進(jìn)行過濾，實現(xiàn)泥水分離。一方面，膜截留了反應(yīng)池中的微生物，使池中的活性污泥濃度大大增加，使降解污水的生化反應(yīng)進(jìn)行得更迅速更徹底，另一方面，由于膜的高過濾精度，去除了大部分懸浮物質(zhì)，得到高質(zhì)量的產(chǎn)水。

3 主要構(gòu)筑物及工藝參數(shù)

3.1 調(diào)節(jié)池

3.1.1 脫脂廢液和磷化廢液調(diào)節(jié)池設(shè)計進(jìn)水流量均為2 m3/h，停留時間為40 h，有效容積80 m3，尺寸：5 m×4 m×4.5 m，鋼砼結(jié)構(gòu)，2 座。

3.1.2 脫脂廢水、磷化廢水和電泳廢水調(diào)節(jié)池設(shè)計進(jìn)水流量為18 m3/h，停留時間為10 h，有效容積180 m3，尺寸：11.25 m×4.0 m×4.5 m，鋼砼結(jié)構(gòu)，3 座。

3.1.3 電泳廢液和噴漆廢水調(diào)節(jié)池設(shè)計進(jìn)水流量均為1 m3/h，停留時間為80 h，有效容積8.0 m3，尺寸：5 m×4 m×4.5 m，鋼砼結(jié)構(gòu)，2 座。

3.1.4 生化調(diào)節(jié)池設(shè)計進(jìn)水流量均為30 m3/h，停留時間為8 h，有效容積240 m3，尺寸：8.0 m×7.5 m×4.5 m，鋼砼結(jié)構(gòu)，2 座。

3.1.5 事故池停留時間為10 h，有效容積100 m3，尺寸：6.25 m×4 m×4.5 m，鋼砼結(jié)構(gòu)，2 座。

所有的調(diào)節(jié)池和事故池都配備有長軸液下泵、超聲波液位計、電磁流量計和空氣攪拌裝置。

3.2 脫脂廢液/水預(yù)處理系統(tǒng)

3.2.1 混凝沉淀池

沉淀裝置尺寸：3.75 m×3.5 m×3.8 m；PAC 混凝池0.75 m×1.0 m×3.8 m，PAM 絮凝池0.75 m×1.0 m×3.8 m，斜管沉淀池3.0 m×3.5 m×3.8 m，磷化廢水出水pH 調(diào)節(jié)池0.75 m×1.0 m×3.8 m。

3.2.2 氣浮裝置

尺寸：混凝、聚凝池0.5 m×1.2 m×3.8 m，淺層氣浮池φ1.5 m×1.1 m。

結(jié)構(gòu)形式：碳鋼防腐。

其中淺層氣浮系統(tǒng)包含溶氣水泵，加壓溶氣罐，刮渣機(jī)等配套設(shè)施。主機(jī)功率1.3 kW，溶氣系統(tǒng)功率3.0 kW，處理水量10 m3/h。

3.3 磷化廢液/水反應(yīng)沉淀裝置

分兩組反應(yīng)沉淀裝置，尺寸：4.5 m×3.5 m×3.8 m。

一級反應(yīng)沉淀池有：pH 調(diào)節(jié)池0.75 m×1.0 m×3.8 m，PAC 混凝池0.75 m×1.0 m×3.8 m，PAM 絮凝池0.75 m×1.0 m×3.8 m，斜管沉淀池2.25 m×2.5 m×3.8 m。

二級反應(yīng)沉淀池有：氯化鈣反應(yīng)池0.75 m×1.0 m×3.8 m，PAC 混凝池0.75 m×1.0 m×3.8 m，PAM 絮凝池0.75 m×1.0 m×3.8 m，斜管沉淀池2.25 m×2.5 m×3.8 m。

3.4 電泳噴漆氣浮裝置

尺寸：混凝、聚凝池0.5 m×1.2 m×3.8 m，淺層氣浮池φ1.5 m×1.1 m。

結(jié)構(gòu)形式：碳鋼防腐。

其中淺層氣浮系統(tǒng)包含溶氣水泵，加壓溶氣罐，刮渣機(jī)等配套設(shè)施。主機(jī)功率1.3 kW，溶氣系統(tǒng)功率3.0 kW，處理水量10 m3/h。

3.5 多元催化氧化芬頓裝置

尺寸：2.4 m×5.6 m×3.8 m。

結(jié)構(gòu)形式：碳鋼防腐，防腐采用玻璃鋼三布五油。

其中包含有：pH 調(diào)節(jié)池1.2 m×1.2 m×3.8 m，芬頓反應(yīng)池2.4 m×2.0 m×3.8 m，pH 調(diào)節(jié)池1.2 m×1.2 m×3.8 m，紫外消毒池1.2 m×2.4 m×3.8 m。

3.6 AO+MBR 池

結(jié)構(gòu)形式：碳鋼防腐，防腐采用環(huán)氧玻璃鱗片

其中包含有：厭氧池2.5 m×4.0 m×3.8 m 2 座，好氧池4.5 m×6.0 m×3.8 m 2 座，MBR 膜池3.0 m×2.5 m×3.8 m 2 座，MBR 產(chǎn)水池3.0 m×4.0 m×3.8 m，兩套生化系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行。

3.7 污泥濃縮池

尺寸：磷化污泥池φ4.0 m×3.8 m，噴漆、生化污泥池φ5.0 m×3.8 m。

結(jié)構(gòu)形式：碳鋼防腐，防腐采用玻璃鋼三布五油。

配備疊螺式污泥脫水機(jī)2 臺，污泥處理量10 m3/h。

4 結(jié)論

4.1 工程于2021 年8 月建成投產(chǎn)，現(xiàn)日平均處理水量約為600 m3/d，實際運(yùn)行時接入部分園區(qū)生活污水，其運(yùn)行進(jìn)水水量和水質(zhì)均低于最大設(shè)計值，實際的進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)如表2 所示。

4.2 汽車生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜，且各類廢水水質(zhì)水量波動大，若統(tǒng)一收集處理難度大，工藝流程復(fù)雜，投資建設(shè)和運(yùn)營成本將大大提高。項目采用分類收集，根據(jù)水質(zhì)特點分別進(jìn)行預(yù)處理，后續(xù)統(tǒng)一進(jìn)行“AO+MBR”生化工藝的模式，降低投資成本，并保證出水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行。工程對于汽車生產(chǎn)廢水或類似的工業(yè)園區(qū)復(fù)雜廢水處理的設(shè)計具有很好的參考和借鑒作用。

4.3 工程項目噸水投資為9 210 元/m3，設(shè)計工況下直接運(yùn)行費用預(yù)計約為6.15 元/m3水（此費用不包括設(shè)備維修費及污泥處置費等），其中電費、藥劑費和人工費分別為1.8 元/m3、4.21 元/m3和0.14 元/m3。