磷化、電泳廢水處理工藝的優化與處理能力的提升

張學軍

【摘 ?要】針對磷化電鍍、電泳廢水的水質特點以及原處理設備老化的問題，在不改變原來處理工藝和設備的前提下，通過改善加藥系統和氣浮處理器，提高廢水處理的效率和質量。

【關鍵詞】磷化廢水;電泳廢水;絮凝不足;氣浮效果不佳;補充應急PAC、PAM加藥系統;溶氣泵增加外接空氣源

1.工藝簡介和存在的問題

磷化、電泳工藝作為鋼件重要的防腐蝕、防銹預處理工藝，是多個工業領域不可缺少的表面處理工藝，在我單位也不例外。由于我單位磷化電泳工藝是六、七十年代設計的，陰極電泳產品的工藝沒有像如今技術這樣具有完備的超濾回收、純水沖洗和陽極管保護等裝置，實施技術改造的費用較大。隨著環保要求日益提高，為使該工藝產生的廢水符合環保排放要求，工廠在2007年專門建成投運了電鍍、電泳、磷化廢水處理站，將電鍍酸堿沖洗廢水、含鉻廢水、含氫廢水和磷化電泳廢水通過各自的專用地下管道引入站區，通過各自不同的水處理工藝處理后達標排放。

現在廢水站已運行13年，在潮濕和酸堿腐蝕度高的惡劣環境下運行的水處理設備老化十分嚴重，原來設計的自動檢測和調節、控制系統在常年的嚴重酸堿潮濕環境下，均已失效。目前全靠人工實時監測，來調整藥泵的流量，隔膜加藥泵也由最大120L/h，加大到235L/h。即便如此，當生產任務量大，廢水中漆濃度不斷增加時，現有的處理能力仍然滿足不了達標排放的要求，主要表現是：含高濃度電泳漆的廢水PAC和PAM的絮凝、助凝作用不佳，氣浮池處理懸浮物的能力下降，目測氣浮池水色度重、懸浮物多，水質不清澈且發黃，不得已只能返回排放至調節池，進行二次循環處理。為了保障高強度電泳生產的進行，經綜合分析后確定有以下亟待解決的問題：

（1）調節池中有曝氣裝置，但是操作工害怕水質太雜堵塞提升泵吸入口，常常不開啟，導致調節池內沉淀物堆積，曝氣裝置無法起到的均勻水質的作用，加藥量難以達到合理準確;

（2）原有設計中沒有考慮到高濃度加藥量不足時的應急操作問題，隔膜加藥泵的流量選擇太小，造成實際運行時為了保證處理效果，不得不在反應池上和調節池中人工直接投撒顆粒狀絮凝劑、還原劑和酸堿藥劑，導致投藥效果和濃度難以保障，還造成調節池和反應池中藥泥存量增多，減少了反應空間、降低了反應效率;

（3）氣浮池運行多年，效果極差，急需搶救性檢修;

（4）原來設計的框板式壓泥機效率較低，隨著生產量的擴大，投藥量必然增加，產泥量也隨之增加，而框板式壓泥機即使全負荷運轉，仍然滿足不了系統的壓泥要求，所以自2018年之后，每年都要外協將系統中的存泥清理，增加了運行的成本。

2.電泳磷化水處理工藝改造的思路

針對原廢水處理工藝存在的不足，采取如下的改造措施：

（1）調節池入口，格柵機前增設20目的304不銹鋼網，首先攔截易堵物，堅持開啟曝氣系統，均勻水質，防止調節池存泥。

（2）在豎流沉降池下增加兩組一體化PAC＼PAM加藥罐，容量按照2000L考慮，解決電泳漆水濃度高是出現時臨時應急加藥問題;

（3）氣浮池溶氣管道上增加壓縮空氣接入，更新氣泡釋放器改善氣浮池去除懸浮物的效果。更換刮板橡膠條并徹底清洗氣浮池內壁。

（4）由于現有工業廢水處理工藝在區環保部門進行過設施備案，不便做大的工藝改動，所以暫時擱置更換疊螺式壓泥機的方案，采取預先主動清理系統積泥的方式解決壓泥能力低下的問題。

（5）將原有的米頓羅機械隔膜計量泵由90-120型更換為相同接管管徑中最大流量的240型（GM0240PQ1MNN）。以適應中等濃度廢漆水的加藥處理需求。

3.工藝改造過程和經驗

（1）2020年初該工藝改善方案作為公司年度“工業工程改善項目”獲得批準。3月開始啟動實施：

首先選擇了兩個2000L帶不銹鋼攪拌器的PE加藥罐，罐體厚度7-10mm，考慮到滿載時的筒壁承受的靜壓問題，又額外添加了不銹鋼抱箍增加了滿液罐體的整體強度;選擇25FX-13A不銹鋼耐腐蝕自吸泵，安裝在桶的上方，攪拌電機一側，水泵出口設置轉子流量計，以便根據不同的廢水濃度實時調整供藥流量。電器控制為地面和氣浮池上兩點控制，以方便操作人員邊觀察氣浮池的效果邊調整加藥頻率。經過試運行，效果極佳，可以隨時應付高濃度電泳漆水的無害化處理工作。

（2）接入工廠的壓縮空氣管道至溶氣罐附近，接入點選擇溶氣泵之后，溶氣罐之前;管道采用D12耐壓軟管插入溶氣泵出口管道中，設置止回閥防止泵水倒灌入壓縮空氣管道。測試時逐步開啟球閥，觀察氣浮池內的氣泡產生效果，如果不佳就需要更換氣泡釋放器，氣泡要求細膩密集、擴散快速，去除懸浮物能力才能增強。經過試運行，清理后的氣浮池水質清澈、去浮效果很好。

（3）更換了大流量隔膜泵后，大部分時間的中低濃度廢水都可通過調節機械隔膜泵的行程完成流量調節，大大降低了兩個應急加藥罐的使用機率。

（4）目前正在推進外協疊螺式清泥車進行系統積泥的清理工作。目標是兩個大的調節池和豎流沉降池內的積泥，以備迎接下半年艱巨水處理任務的挑戰。

4.工藝改善項目的經濟效益的評價

該工程3月開始實施，到8月15日調試完成正式交付使用，累計總投資僅3.5萬元。建成前全站月平均運行費用為9萬元左右，包括藥品、水、電、人工費和設備折舊與維修等費用;本工程建成后主要的經濟效益體現在使用藥品數量的大幅下降（經測算下降約20%以上），處理廢水強度不變的前提下，水處理使用藥品的數量降低帶來化學危廢污泥的產出量也得到降低，這兩項合計每年節約站區的運行費用約為4.5萬元。這得益于從工藝上解決了加藥不足的問題;從設備設施上保證了加藥的濃度和藥量，使得電泳含漆廢水和磷化酸堿廢水得到徹底有效的處理。使用舊工業廢水處理設備有力地保障了高強度生產的進行。

評價：該工藝改善活動在基本保留原廢水處理工藝的基礎上，針對運行13年的廢水處理設備出現的各種低效運行問題，通過切合實際的方法，優化和提升了原有水處理工藝，提高了廢水處理效率，延長了廢水處理設備的使用壽命。