馬千里， 盧揚(yáng)， 王語萌

（北控中科成環(huán)保集團(tuán)有限公司成都分公司， 成都 610031）

某涂料公司擬在某工業(yè)集中發(fā)展區(qū)建設(shè)生產(chǎn)基地， 規(guī)劃一期規(guī)模為木器涂料22 000 t、 建筑涂料34 000 t、 萬能膠6 000 t、 固化劑3 000 t、 樹脂5 000 t（中間產(chǎn)品）， 共計(jì)70 000 t。

該公司排放廢水由生產(chǎn)廢水和生活污水組成，共計(jì)300 m3／d。 其中生產(chǎn)廢水主要由樹脂、 固化劑車間的反應(yīng)廢水（高濃度、 油性廢水）和建筑涂料車間設(shè)備清洗廢水（低濃度、 水性廢水）組成， 廢水中主要含樹脂、 醇、 苯、 酯、 顏料粉末和增稠劑等污染物質(zhì)， 具有成分復(fù)雜、 水質(zhì)波動(dòng)大、 COD 和SS濃度高、 可生化性差等特點(diǎn)， 處理難度大， 投資成本高， 不易實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。 本文分析了涂料廢水的水質(zhì)特性， 確定了處理工藝流程和主要設(shè)計(jì)參數(shù)，給出了工程運(yùn)行效果、 投資和運(yùn)行成本， 以期為同類廢水的處理提供參考。

1 設(shè)計(jì)水量、 水質(zhì)

根據(jù)企業(yè)規(guī)模預(yù)測， 樹脂、 固化劑廢水設(shè)計(jì)水量為1 m3／h， 建筑涂料廢水設(shè)計(jì)水量為5 m3／h， 包含生活污水在內(nèi)的綜合廢水設(shè)計(jì)水量為12.5 m3／h。

根據(jù)業(yè)主提供的水質(zhì)資料及取樣檢測結(jié)果， 樹脂、 固化劑廢水與建筑涂料廢水均為可生化性差、難處理廢水。 樹脂、 固化劑廢水COD 濃度高， 且含有大量具有微生物毒性的有機(jī)溶劑； 建筑涂料廢水COD 濃度相對(duì)較低， 但SS 含量較高、 水量相對(duì)較大。 本項(xiàng)目廢水經(jīng)處理后出水達(dá)到GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及主要污染物納管標(biāo)準(zhǔn)后排入污水處理廠。

本項(xiàng)目主要設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1 所示。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)Tab. 1 Design influent and effluent water quality

2 廢水處理工藝流程確定

2.1 工藝方案的選擇

目前， 國內(nèi)外涂料廢水的主要處理方法仍為混凝沉淀（氣?。┓?、 高級(jí)氧化法和生物法等， 在實(shí)際應(yīng)用中大都采用上述處理方法的組合工藝［1］。 混凝沉淀（氣浮）法藥劑消耗大， 出水難達(dá)標(biāo)， 通常作為預(yù)處理使用。 生物法可以有效去除廢水中有機(jī)物、氮、 磷等， 處理費(fèi)用低廉， 但對(duì)難降解有機(jī)物的去除效果不理想， 因此常與高級(jí)氧化法組合使用。 高級(jí)氧化法是基于產(chǎn)生的·OH 和其他一些氧化性物質(zhì)， 把難降解的大分子有機(jī)物分解成小分子物質(zhì)或無毒物質(zhì)， 提高廢水的可生化性。

陳永波［2］采用混凝-厭氧-好氧工藝對(duì)水性涂料廢水進(jìn)行處理， 出水達(dá)到DB44／ 26—2001《水污染排放限值》第二階段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)； 陳紹偉等［3］用混凝沉淀-芬頓催化氧化-活性炭吸附組合工藝對(duì)某涂料廠車間生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理， 最終出水COD 質(zhì)量濃度小于100 mg／L； 胡進(jìn)［4］采用混凝氣浮-水解酸化-生物接觸氧化組合工藝對(duì)水性涂料廢水進(jìn)行試驗(yàn)研究， 出水達(dá)到GB 8978—1996 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)； 左紅影等［5］采用混凝沉淀-氣浮-一段生物接觸氧化-二段生物接觸氧化工藝處理涂料廢水， 出水達(dá)到DB44／ 26—2001 第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)本項(xiàng)目原水水質(zhì)特點(diǎn)， 針對(duì)建筑涂料廢水與樹脂、 固化劑廢水的差異， 采用了分流預(yù)處理的設(shè)計(jì)思路。 建筑涂料廢水具有污染物濃度相對(duì)較低、 SS 濃度較高的特點(diǎn)， 采用污泥調(diào)理-板框壓濾-調(diào)節(jié)池-混凝氣浮的組合工藝， 去除廢水中部分難降解有機(jī)物和絕大部分SS、 色度和濁度， 減輕后續(xù)廢水處理設(shè)施負(fù)擔(dān)。 針對(duì)污染物濃度高、 可生化性差、 有機(jī)溶劑含量高的樹脂、 固化劑廢水，采用調(diào)節(jié)池-隔油沉淀-pH 調(diào)節(jié)-鐵碳微電解-調(diào)節(jié)池-混凝氣浮的物化預(yù)處理， 將樹脂、 固化劑廢水中的部分大分子難降解有機(jī)物進(jìn)行降解， 改善廢水的可生化性。 兩類生產(chǎn)廢水經(jīng)過不同的物化預(yù)處理后， 與廠區(qū)生活污水在綜合調(diào)節(jié)池匯合， 進(jìn)行水量調(diào)節(jié)與水質(zhì)均化后， 采用ABR 厭氧-沉淀-兩級(jí)生物接觸氧化-沉淀的生化處理工藝。 厭氧階段采用高效厭氧的ABR 反應(yīng)器， 進(jìn)一步去除廢水中殘留的大分子難降解有機(jī)物， 并將其轉(zhuǎn)化為小分子易降解有機(jī)物、 CH4、 CO2和H2O， 為后續(xù)的好氧生化處理創(chuàng)造條件［6］。 好氧階段采用兩級(jí)好氧接觸氧化工藝， 將污染物轉(zhuǎn)化為CO2和H2O 等穩(wěn)定無害的無機(jī)產(chǎn)物， 保障出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

物化單元產(chǎn)生的化學(xué)污泥和浮渣排入污泥調(diào)理池， 生化單元產(chǎn)生的剩余污泥進(jìn)入濃縮池濃縮， 均經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水處理后外運(yùn)處置。

2.2 工藝流程

廢水處理工藝流程如圖1 所示。

圖1 工藝流程Fig. 1 Process flow

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

（1） 樹脂、 固化劑廢水調(diào)節(jié)池。 1 座， 地下鋼砼結(jié)構(gòu)， 內(nèi)部防腐， 尺寸為2.00 m×2.00 m×5.00 m， 有效水深為2.10 m， 水力停留時(shí)間約8 h。 設(shè)提升泵2 臺(tái)， 單臺(tái)流量為2 m3／h， 揚(yáng)程為10 m， 功率為0.37 kW； 浮球液位開關(guān)1 臺(tái)； 電磁流量計(jì)1 臺(tái)。

（2） 隔油沉淀罐。 1 臺(tái)， SS304 材質(zhì)， 地上式，尺寸為φ2.20 m × 3.37 m（含支腳）， 筒體高2.50 m， 超高0.25 m， 水力停留時(shí)間約8 h。 配套布水器、 集水器、 集油槽、 排泥管各1 套。

（3） pH 調(diào)節(jié)罐。 1 臺(tái)， 尺寸為φ0.80 m×1.20 m（不含支腳）， 超高0.20 m， 水力停留時(shí)間約0.5 h。 調(diào)節(jié)廢水pH 值至2.5 ～3.0。 配套攪拌機(jī)1 臺(tái)，轉(zhuǎn)速為20 ～30 r／min， 功率為0.37 kW； pH 在線監(jiān)測儀1 臺(tái)； 硫酸加藥裝置1 套； 加藥計(jì)量泵2 臺(tái)，流量為40 L／h， 壓力為0.1 MPa， 功率為40 W。

（4） 鐵碳微電解罐。 1 臺(tái)， SS304 材質(zhì)， 尺寸為φ2.20 m×3.87 m（含支腳）， 筒體高3.00 m， 超高0.25 m， 曝氣量為32 m3／h， 風(fēng)機(jī)與接觸氧化池共用。 配套布水及布?xì)庋b置各1 套； 內(nèi)置高效微電解填料， 5 m3； pH 在線監(jiān)測儀1 臺(tái)。

（5） 建筑涂料廢水集水池。 1 座， 地下鋼砼結(jié)構(gòu)， 尺寸為4.00 m×2.00 m×5.00 m， 有效水深為2.10 m， 水力停留時(shí)間約3 h。 配套提升泵2 臺(tái)，單臺(tái)流量為10 m3／h， 揚(yáng)程為10 m， 功率為0.75 kW； 浮球液位開關(guān)1 臺(tái)。

（6） 污泥調(diào)理池。 1 座， 地下鋼砼結(jié)構(gòu)， 內(nèi)部防腐， 尺寸為5.87 m × 3.00 m × 3.10 m， 超高0.5 m， 水力停留時(shí)間約8 h。 設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)1 臺(tái)， 功率為1.5 kW； 螺桿泵2 臺(tái)， 單臺(tái)流量為8 m3／h， 揚(yáng)程為60 m， 功率為2.2 kW； 浮球液位開關(guān)1 臺(tái)； 板框壓濾機(jī)1 臺(tái)， 過濾面積為60 m2， 濾室總?cè)萘繛?07 L， 過濾壓力為0.5 ～1.6 MPa， 功率為2.2 kW。

（7） 建筑涂料廢水調(diào)節(jié)池。 1 座， 地下鋼砼結(jié)構(gòu)， 尺寸為5.88 m×3.00 m×3.10 m， 超高0.5 m，水力停留時(shí)間約7.5 h。 配套潛水?dāng)嚢铏C(jī)1 臺(tái)， 功率為1.5 kW； 提升泵2 臺(tái)， 單臺(tái)流量為10 m3／h，揚(yáng)程為10 m， 功率為0.75 kW； 浮球液位開關(guān)1臺(tái)； 電磁流量計(jì)1 臺(tái)。

（8） 混凝溶氣氣浮機(jī)。 1 臺(tái)， 碳鋼防腐， 尺寸為4.50 m×1.70 m×1.70 m， 處理能力為5 ～10 m3／h。 pH 中和、 混凝反應(yīng)、 絮凝反應(yīng)停留時(shí)間各10 min， 溶氣氣浮停留時(shí)間為50 min； 溶氣水回流比為30%； 系統(tǒng)總功率為3.87 kW； pH 在線監(jiān)測儀1臺(tái)； NaOH、 PAC、 PAM 加藥裝置3 套， 加藥計(jì)量泵6 臺(tái)， 單臺(tái)流量為40 L／h， 壓力為0.1 MPa， 功率為40 W。

（9） 綜合調(diào)節(jié)池。 1 座， 尺寸為4.50 m×2.75 m × 3.10 m， 超高0.5 m， 水力停留時(shí)間約2.5 h。配套廢水提升泵2 臺(tái)（1 用1 備）， 單臺(tái)流量為10 m3／h， 揚(yáng)程為10 m， 功率為0.75 kW； 浮球液位開關(guān)1 臺(tái)； 電磁流量計(jì)1 臺(tái)； 穿孔曝氣系統(tǒng)1 套；HJ-25 浸沒式汽水混合器1 只。

（10） ABR 厭氧池。 1 座， 鋼砼結(jié)構(gòu)， 尺寸為25.00 m×5.00 m×7.00 m； 有效容積為750 m3， 停留時(shí)間為2.5 d， COD 容積負(fù)荷為2.8 kg／（m3·d）。配套生物填料285 m3， 排泥管5 套， 沼氣收集管及水封罐各1 套。

（11） 厭氧沉淀池。 1 座， 尺寸為3.00 m×3.00 m×4.50 m， 超高0.5 m， 設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為1.39 m3／（m2·h）。 配套回流泵2 臺(tái)， 單臺(tái)流量為10 m3／h，揚(yáng)程為10 m， 功率為0.75 kW； 轉(zhuǎn)子流量計(jì)1 只。

（12） 兩級(jí)生物接觸氧化池。 1 座， 分2 級(jí)，鋼砼結(jié)構(gòu)， 尺寸為12.00 m×4.50 m×5.50 m， 有效容積為270 m3， 停留時(shí)間為21.6 h， COD 容積負(fù)荷為3 kg／（m3·d）。 配套羅茨鼓風(fēng)機(jī)2 臺(tái)， 風(fēng)量為4.25 m3／min， 升壓為53.9 kPa， 功率為7.5 kW； 生物填料162 m3， 微孔曝氣器140 套， 曝氣管2 套。

（13） 沉淀池。 1 座， 鋼砼結(jié)構(gòu)， 半地埋式，尺寸為3.00 m×3.00 m×5.50 m， 超高1.0 m， 設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為1.39 m3／（m2·h）。 配套污泥泵2 臺(tái)， 單臺(tái)流量為10 m3／h， 揚(yáng)程為10 m， 功率為0.75 kW；塑料轉(zhuǎn)子流量計(jì)1 只。

4 工程運(yùn)行效果

該工程建成后預(yù)處理調(diào)試為期15 d， 生化調(diào)試為期3 個(gè)月， 實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)運(yùn)行。 各單元的實(shí)際處理效果如表2 所示。

表2 實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)均值Tab. 2 Average values of actual influent and effluent water quality

5 投資及運(yùn)行成本分析

工程直接投資270 萬元， 其中土建投資145 萬元， 設(shè)備投資125 萬元。

廢水直接運(yùn)行費(fèi)用為1.756 元／m3， 其中電費(fèi)0.520 元／m3， 藥劑費(fèi)用為0.217 元／m3， 微電解填料費(fèi)用為0.130 元／m3， 人工費(fèi)0.889 元／m3。

6 結(jié)語

（1） 本項(xiàng)目創(chuàng)新采用板框壓濾工藝去除建筑涂料廢水中高濃度SS， 極大地降低了后續(xù)構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。

（2） 采用鐵碳微電解處理高濃度樹脂、 固化劑廢水， COD 去除率高、 效果穩(wěn)定， 是保障后續(xù)生化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。

（3） 涂料綜合廢水采用ABR 厭氧-兩級(jí)接觸氧化工藝， 可以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

（4） 涂料廢水屬高濃度有機(jī)廢水， 水量變化大， 治理難度大。 該工程在實(shí)現(xiàn)廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)， 能夠?qū)⒔ㄖ苛匣厥赵倮茫?為企業(yè)節(jié)省了大量費(fèi)用。