混凝沉淀+A/O法處理水性噴漆廢水的工程應用

林建平

（浙江天弘環境工程有限公司，浙江 臺州 318000）

對機殼、零件表面進行噴漆處理，是臺州市某大型縫紉機生產企業的主要生產工藝之一，噴漆過程使用的油漆為水性漆，廢水中的主要污染因子為CODCr、SS、總氮等。針對排放廢水的水質水量特征，該企業采用以混凝沉淀+A/O法的組合處理技術[1]。自該項目建成運行以來，各項廢水污染因子均穩定、達標排放。

1 工程概況

1.1 污染源強分析和設計水量水質

該企業水簾噴漆臺和噴漆廢氣噴淋塔在16 h/d運行工況下，需要每日排放，日產噴漆廢水40 m3/d。油漆主要成分為水性聚氨酯分散體、水性異氰酸酯、水性氨基樹脂、鈦白粉、填顏料等。廢水中含有少量漆渣，呈乳白色，主要污染因子為CODCr、SS、總氮等。具體水質指標如表1所示。

表1 原水水質

根據企業的污染源強及水量變化系數，設計噴漆廢水處理能力為50 m3/d，物化階段10 h/d運行，生化階段24 h/d運行。

廢水經處理后，污染物要求達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）中的三級排放標準、浙江省地方標準《工業企業廢水氮、磷污染物間接排放限值》（DB33/887-2013）要求。具體標準限值和出水水質指標如表2所示。

表2 標準限值和設計出水水質

1.2 廢水處理工藝流程

由于噴漆廢水含有一定量的漆渣，先對原水進行沉渣。經沉渣后的懸浮液中含有大量的白色膠體顆粒，通過小試確定采用混凝沉淀法去除膠態污染物，同時去除大部分的CODCr、SS等污染物。物化反應后的上部液體清澈透明，將其pH值調節至中性后測其BOD5:CODCr為0.31，生化性較好，采用A/O法對其進行生化處理，確保廢水達標、穩定排放[2]。具體工藝流程如圖1所示。

圖1 廢水處理工藝流程

1.3 主要構筑物和設備

1.3.1 調節池

車間排放的噴漆廢水屬于間歇性排放，且噴漆臺和噴淋塔排放的水質水量有一定差異。為保證本污水處理系統穩定運行，所以設置噴漆廢水調節池對其進行均質均量。鋼砼結構，1座，池內凈尺寸L×B×H=5.0 m×1.5 m×5.3 m，有效容積37.5 m3，HRT=0.75 d。提升泵2臺（一用一備），型號FS40-32-125。配套DN40電磁流量計1只，電纜式液位計1只。

1.3.2 混凝反應池

噴漆廢水經泵泵入混凝反應池，主要利用混凝反應對膠體產生強吸附能力和網捕作用去除廢水中的污染物[3]。首先在反應池加入NaOH，調節廢水的pH在10～11。然后加入CaCl2，利用鈣離子的高電荷對廢水中的懸浮膠態物質進行脫穩、破乳。再加入一定量的凝聚劑PAC、絮凝劑PAM，發生混凝反應。在此過程中，酸堿反應加藥實現自動化。鋼砼結構，表面防腐，3座，池內凈尺寸L×B×H=1.0 m×1.0 m×5.3 m，有效容積9 m3，HRT=1.8 h。反應攪拌機3臺，蝸輪蝸桿式；加藥泵8臺，型號FS32-25-105；pH計1臺。

1.3.3 缺氧池（A池）

沉淀池出水通過回調池固定式pH計，自動調節酸堿度至中性后，出水進入缺氧池，在產酸菌的水解酸化作用下，進一步降解廢水中的有機物，從而提高污水的BOD5/CODCr。水性漆中的含氮有機物在微生物的作用下分解為氨氮，同時從好氧池回流過來的硝酸鹽和亞硝酸鹽則被反硝化菌還原為氣態氮（N2）和氮氧化物[4]。鋼砼結構，2座，池內凈尺寸L×B×H=2.7 m×2.0 m×5.3 m，有效容積53 m3，HRT=27h，缺氧池內DO控制0.2～0.5 mg/L，MLSS約3～5 g/L，容積負荷1.27 kg/（m3·d），總氮負荷率0.006 kgTN/（kgMLSS·d）。膜片式曝氣頭40個，DO溶氧儀1套。

1.3.4 好氧池（O池）

進入好氧池后，廢水中殘留污染物質為容易好氧生物降解的半徑小、結構簡單的小分子有機物質，其中的硝化菌利用水中余留的堿度和缺氧段回收的部分堿度，將剩余的氨態氮氧化成硝態氮和亞硝態氮。鋼砼結構，2座，池內凈尺寸L×B×H=2.91 m×2.80 m×5.30 m，有效容積78 m3，HRT=37 h，缺氧池內DO控制2～4 mg/L，MLSS為2～4 g/L,污泥負荷0.21 kg BOD5/（kgMLSS·d），MLVSS/MLSS取0.7。羅茨風機2臺（1備1用），型號BSR80，風量Q=3.89 m3/min，風壓P=53.9 kPa，功率N=7.5 kW，膜片式曝氣頭64個，DO溶氧儀1套。

1.4 工藝特點

在堿性條件下（pH在10～11），采用CaCl2先對噴漆廢水中的乳化態懸浮物進行脫穩，可有效提高后續混凝反應效果，否則常規的混凝反應無法做到沉淀時的污泥上部液體清澈。本項目噴漆廢水中的含氮有機物較多，通過缺氧池的兼性厭氧菌分解、氨化成NH3-N，再通過A/O池的硝化-反硝化可有效脫氮。根據以往同類工程經驗和小試、中試選用合適的設計參數，缺氧池容積負荷取1.27 kg/（m3·d），好氧池污泥負荷取0.21 kgBOD5/（kgMLSS·d），既保證了廢水的處理效率，又節省了投資、運行費用。

2 運行情況

該項目廢水處理設施于2018年3月調試完成并投入使用，至今運行已一年有余，處理效率穩定、運行成本較低，處理后的廢水的各污染因子達到了相應的排放標準要求。

2.1 運行效果

該廢水處理設施運行至今，其進、出水監測結果表明，各污染物指標能穩定達標排放，具體進出水情況如表3所示。

表3 水質監測結果

2.2 工程經濟分析

工程總投資150萬元，日常運行費用主要包括藥劑費、電費和人工費，藥劑費成本為4.385元/m3污水，電費按運行負荷30 kW，功率因子0.75，電費單價1.0元/（kW·h），運行電費為6.015元/m3污水。因此，總運行費用為10.40元/m3污水。

3 結論

本文研究分析了已建成運行的混凝沉淀+A/O法處理水性噴漆廢水的成功案例。研究結果表明，采用“混凝沉淀+A/O法”工藝處理水性噴漆廢水，并針對水性噴漆廢水的水質水量特點，選用合理的處理方法、設計參數，可實現廢水穩定達標排放。