某馬口鐵企業(yè)生產(chǎn)廢水處理工藝設(shè)計

王曉丹

（1.廣東省環(huán)境科學研究院，廣東 廣州 510045；2.廣東環(huán)科院環(huán)境科技有限公司，廣東 廣州 510045）

馬口鐵是鍍錫薄板的俗稱，其主要的生產(chǎn)過程是在薄鋼板的表面上鍍上一層錫。其生產(chǎn)廢水主要來自電鍍前處理工序、鍍錫工序、鈍化工序、廢氣處理工序、急冷水回用處理工序以及其他清洗廢水等，屬于典型電鍍行業(yè)廢水，廢水成分復雜，有機污染濃度大，部分工序廢水重金屬毒性大［1］，因此治理難度大。

1 工程設(shè)計

1.1 工程概況

因生產(chǎn)需要，廣州某馬口鐵企業(yè)進行生產(chǎn)線改造，經(jīng)改造后，增產(chǎn)馬口鐵28萬t／a。該企業(yè)原有一套廢水處理設(shè)施，但由于項目改造后產(chǎn)量的擴大以及環(huán)保標準的提高，當前的污水處理站在處理能力和處理效果上均已不能滿足項目改造投產(chǎn)后相關(guān)的要求，亟需新建一套廢水處理系統(tǒng)處理改造生產(chǎn)線后的廢水。

1.2 水量及水質(zhì)

根據(jù)項目環(huán)評要求，鍍鋅和化學鈍化工序產(chǎn)生的廢水分別進入現(xiàn)有的蒸發(fā)系統(tǒng)和離子交換系統(tǒng)進行處理，不排入新建廢水站中。進入新建廢水站的廢水主要包括前處理工序廢水、堿洗、酸洗工序后的水洗液，酸堿霧噴淋廢水，急冷槽溢流水，NF濃水等制水棄水，地板沖洗水等。總設(shè)計處理規(guī)模為1600m3／d，每天運行20h，則小時設(shè)計水量為80m3／h。由于前處理工序廢水污染物濃度較高，按照清污分流的原則，設(shè)計將廢水分成兩類：高濃度酸堿廢水、綜合廢水。項目出水水質(zhì)執(zhí)行 《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》 （GB 3838-2002）IV類限值，具體設(shè)計進出水質(zhì)如表1所示。

表1 設(shè)計進、出水水質(zhì)指標一覽表

2 工藝設(shè)計分析

2.1 廢水分流設(shè)計分析

電鍍廢水中的污染物主要有酸類和堿類物質(zhì)以及生產(chǎn)中使用的各類添加劑。另外，鍍件預處理中還有油、金屬氧化物等雜質(zhì)帶入電鍍廢水中。電鍍廢水的分類與各種污染物的處理方法、廢水排放分類措施以及廢渣回收利用都有關(guān)系。如果不加于分類收集或者收集混亂，形成混排廢水，在技術(shù)上極難處理，且運行費用極高［2-3］。

電鍍前處理部分廢水主要來源于兩個方面：一是電鍍工件的防銹油問題；二是工件除油過程中使用了大量的表面活性劑問題。表面處理只是加工完成產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的一個中間環(huán)節(jié)。產(chǎn)品從制造廠送至電鍍企業(yè)進行表面處理時，為防止工件表面腐蝕生銹，在工件表面涂摸防銹油。而工件表面形狀各不相同，有的存在兜帶作用，有的存在毛細作用，致使大量的防銹油在前除油系統(tǒng)中被清洗下來，此部分廢水COD很高，甚至高達10000mg／L以上。由于工件所帶的油污絕大部分是非皂化性的礦物油，只能采用表面活性劑乳化方式除油，因此工件在除油過程中，為確保工件表面清洗干凈，保證表面處理的效果和質(zhì)量，企業(yè)通常采取使用過量的表面活性劑的方法來將表面清洗干凈。表面活性劑進入廢水中，同樣導致廢水的COD升高。對本項目整個排放的廢水而言，前處理工序外的其他廢水，包括急冷、噴淋塔廢水等幾股廢水的COD不高，一般在40～150mg／L，只有前處理部分廢水COD較高。

由于在本項目中，前處理工序會定期排放小量的前處理工序槽液。此槽液污染物濃度非常高，直接與其他廢水混合，容易導致混合水質(zhì)的波動。因此單獨收集進行強化預處理之后，再與其他污染物濃度較低的各類水洗和噴淋廢水混合進行后處理。本項目廢水分流系統(tǒng)按照各生產(chǎn)線排放廢水中主要污染物考慮，將廢水分為前處理濃酸堿廢水和綜合廢水兩股廢水。

2.2 濃酸堿廢水工藝分析

根據(jù)濃酸堿廢水水質(zhì)特點，其主要的去除對象為有機污染物、油類及懸浮物等，部分有機污染物來源于油類物質(zhì)。因此，該類廢水的去除的關(guān)鍵是對油類物質(zhì)的去除，其中較難處理的是呈乳化狀的油脂。本項目廢水油類物質(zhì)主要的存在形式包括浮油、乳化油、分散油。由于存在形式不同，宜采用不同的處理工藝。常用的去除浮油工藝為重力分離法；去除分散油的工藝為氣浮法或過濾法；乳化油的去除一般是在破乳的基礎(chǔ)上采用氣浮、電化學、膜分離等［4］。結(jié)合項目的實際情況，設(shè)計采用 “絮凝破乳＋氣浮”組合工藝對濃酸堿廢水進行有效預處理。

2.3 綜合廢水工藝分析

本項目綜合廢水處理系統(tǒng)包括濃酸堿廢水經(jīng)預處理后的排水，堿洗、酸洗工序后的水洗液，酸堿霧噴淋廢水，急冷槽溢流水，NF濃水等制水棄水，地板沖洗水等，其中含有的污染物種類較小，濃度較低，但其出水水質(zhì)要求較高。結(jié)合項目實際情況，設(shè)計擬采取 “預處理＋深度處理”組合工藝對其進行處理。

綜合廢水預處理的關(guān)鍵是去除廢水中的懸浮物、膠體物質(zhì)及少量的混排金屬氧化物等污染物，采用物化法對其進行預處理最為簡單，即可通過調(diào)整廢水的pH，使之達到設(shè)計要求之后，依次投加混凝劑和絮凝劑，并在其作用下使廢水中的懸浮物、膠體物質(zhì)及金屬氧化物等污染物容易凝結(jié)成大顆粒絮體，這些絮體通過沉淀工序進行沉降，最終形成沉淀污泥。

根據(jù)當前廢水站綜合廢水的處理情況分析，只靠簡單的混凝絮凝沉淀無法達到設(shè)計要求，必須對沉淀出水再進行深度處理。目前，對初步處理后的廢水進行深度處理的工藝主要有BAF（曝氣生物濾池）和MBR（膜生物反應器）。MBR系統(tǒng)在抗沖擊能力、運行穩(wěn)定性，出水水質(zhì)等方面比BAF更有優(yōu)勢，故選用MBR工藝作為深度處理工藝［5］。

3 工藝流程

項目工藝流程如圖1。

圖1 項目工藝流程圖

主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)：

1）濃酸堿廢水調(diào)節(jié)池。數(shù)量：1座，結(jié)構(gòu)：鋼砼，尺寸：10.0m×4.3m×4.5m。

2）濃酸堿廢水pH調(diào)節(jié)池。數(shù)量：1座，結(jié)構(gòu)：PP板，尺寸：1.0m×1.0m×1.2m。

3）濃酸堿廢水破乳池。數(shù)量：1座，結(jié)構(gòu)：PP板，尺寸：1.0m×1.0m×1.2m，有效容積：6m3。

4）濃酸堿廢水氣浮系統(tǒng)。數(shù)量：1套，結(jié)構(gòu)：SUS304不銹鋼結(jié)構(gòu)。

5）綜合廢水調(diào)節(jié)池。數(shù)量：1座，結(jié)構(gòu)：鋼砼，尺寸：10.0m×16m×4.5m，有效容積：800m3，停留時間：10h。

6）pH調(diào)整池。數(shù)量：1座，結(jié)構(gòu)：鋼砼，尺寸：3.3m×3.3m×3.5m，有效容積：27m3。

7）混凝池。數(shù)量：1座，結(jié)構(gòu)：鋼砼，尺寸：3.3m×3.3m×3.5m，有效容積：27m3。

8）絮凝池。數(shù)量：1座，結(jié)構(gòu)：鋼砼，尺寸：3.3m×3.3m×3.5m，有效容積：27m3。

9）斜管沉淀池。數(shù)量：1座，結(jié)構(gòu)：鋼砼，表面負荷：0.49m3／（m2·h），尺寸：9.45×18.3×4.5m，有效水深：3m。

10）pH回調(diào)池1。數(shù)量：2座，結(jié)構(gòu)：鋼砼，尺寸：3.5m×3.3m×4.5m，有效容積：32m3。

11）pH回調(diào)池2。數(shù)量：2座，結(jié)構(gòu)：鋼砼，尺寸：3.5m×3.3m×4.5m，有效容積：32m3。

12）冷卻水池。數(shù)量：2座，結(jié)構(gòu)：鋼砼，尺寸：5.3m×3.5m×4.5m，有效容積：100m3。

13）MBR池。數(shù)量：1座，結(jié)構(gòu)：鋼砼，尺寸：7.15m×4.3m×4.5m，有效水深：4.3m，有效容積：100m3。

14）清水池。數(shù)量：1座 （分為兩格），結(jié)構(gòu)：鋼砼，尺寸：7.15m×7.3m×4.5m，有效容積：190m3。

15）綜合污泥池。數(shù)量：1座，結(jié)構(gòu)：鋼砼，尺寸：7.15m×4.85m×4.5m，有效容積：110m3

16）重金屬污泥池。數(shù)量：1座，結(jié)構(gòu)：鋼砼，尺寸：9.45m×3.45m×4.5m，有效容積：100m3。

4 運行效果

本工程目前運行情況穩(wěn)定，處理出水效果較好，各項出水指標均達到 《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）IV類限值。項目監(jiān)測進出水質(zhì)見表2。

表2 監(jiān)測結(jié)果一覽表

5 結(jié)論

1）采用 “物化沉淀＋好氧-MBR組合工藝”對綜合廢水進行處理，有效去除廢水中的乳化油、COD、金屬氧化物、SS等污染物，對同類型廢水治理及減排具有良好的環(huán)境效益。

2）濃酸堿廢水必須進行分流預處理，通過利用 “破乳＋氣浮”組合工藝可有效去除有機物，大大減少對后續(xù)綜合處理系統(tǒng)的沖擊。

3）廢水預處理后水溫保持在40～46℃，為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，需考慮在深度處理工藝前端增設(shè)冷卻工序，以滿足后續(xù)MBR系統(tǒng)對溫度的要求。