“预处理 AO MBR”在汽车生产废水处理中的应用.pdf

再生资源与循环经济襍2023年/第16卷/第9期襊Analysis and research on resource utilization ofmunicipal solid wasteZHAO Yuhai,WEI Xianzhen,WANG Xin,ZHANG Song（Tianjin Recyclable Resources Institute,All China Federation of Supply and Marketing Cooperatives,Tianjin 300191,China）Abstract:At present,the treatment of solid waste mostly adopts the way of resource reuse.resource reusetechnology can not only further enhance the value of solid waste maximization,but also is very friendly to theenvironment.In view of this,this paper mainly carried out in-depth analysis and research on the reuse of municipal solidwaste resources.Keywords:Municipal Solid Waste;resource utilization;treatment（收稿日期圆园23原03原23）汽车生产过程中排放的废水主要集中在汽车和汽车零部件的制造，包括金属铸造、喷漆、表面处理和组装工艺1。其中涂装车间产生的废水包括预脱脂、脱脂废水，磷化废水，电泳废水以及漆雾净化废水；注塑件涂装车间产生的废水主要有清洗废水以及漆雾净化废水；其他车间产生的废水主要有乳化液、清洗废水、机加工含油废水等。各生产车间排放废水的种类繁多，废水成分极为复杂。脱脂、预脱脂废水主要含有沉积物（SS）、表面活性剂、石油类等；磷化废水主要含有有机物、PO43-、SS等；电泳废水主要含有离子型环氧树脂、醇类、颜料等难降解有机物2。该类废水含有大量的有害物质，若不处理或处理不当不慎排入环境中，可对环境造成严重危害，最终危害人类健康3。项目以湖南某汽车生产废水处理项目为例，提出“分类预处理+AO+MBR工艺”进行处理，使其出水在水质水量变化大的情况下能稳定达标运行。1工程概况项目为汽车车间生产废水，废水进出水水质指标如表1所示。根据水质预处理分为3套系统：磷化废水、磷化废液预处理系统，喷漆废水、电泳废液预处理系统，脱脂废液预处理系统。该3套预处理系统处理水量均按照10 m3/h进行设计，运行时间24 h。3套预处理出水进入生化系统调节池汇合，后续生化系统按30 m3/h进行两套并联设计。作者简介：刘君（1989-），女，湖南新化人，硕士，工程师，研究方向：污水处理工艺及设备通讯作者：朱春游（1985-），男，湖北宜昌人，博士，高级工程师，研究方向：污水处理工艺及设备。基金项目：湖南省自然科学基金（2020JJ4145）“预处理+AO+MBR”在汽车生产废水处理中的应用刘君，向伟，余晗，朱春游，岳中秋（湖南航人凯天水务有限公司，湖南 长沙 410000）摘要：针对汽车生产废水含脱脂、磷化、电泳等废水废液，成分复杂、可生化性差、水质差异大的特点，以湖南某汽车生产车间废水处理项目为例，分析进水水质情况，脱脂废水进行脱脂预处理；磷化废水化学沉淀除磷；电泳废液进行高级氧化提高可生化性。预处理后废水集中收集后经“AO+MBR”生化工艺处理，出水达到 污水综合排放标准（GB 89781996）中三级排放标准，设计工况下总运行费用为6.15元/m3。工程对该工业园区复杂废水处理的设计具有参考和借鉴作用。关键词：汽车生产废水；预处理；AO+MBR；总运行费用中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：1674-0912（2023）09-0041-04“预处理+AO+MBR”在汽车生产废水处理中的应用再 生 利 用41襍2023 Vol.16.No.9襊2工艺流程2.1各类废水预处理流程2.1.1脱脂废液/水预处理系统脱脂废液和脱脂清洗废水中含有较高的有机物和油脂，设计采用“混凝沉淀+气浮”进行处理，使出水满足后续生化系统的要求。废水预处理工艺流程如图1所示。2.1.2磷化废液/水预处理磷化废水、磷化废液Ni2+、PO43-和Zn2+含量较高，磷化废液单独收集后经泵定量提升至磷化废水调节池经过两级沉淀进入后续生化调节池和其他废水混合进行生化处理。废水预处理工艺流程如图2所示。2.1.3喷漆废水、电泳废液/水预处理系统喷漆废水、电泳废液/水有机物含量高达10000mg/L，废水收集分别经调节池进行水质水量调节后进行气浮除油，而后进行高级氧化预处理，降低废水有机物的量，同时提高废水可生化性，工艺流程如图3所示。2.2生化处理流程预处理后出水均统一进入生化调节池进行水质水量均衡。由于废水中有机物浓度较高，污染物成分复杂，设计选用“A/O+MBR膜工艺”进行处理，如图4所示。图3喷漆废水、电泳废液/水预处理系统图2磷化废液/水预处理系统表1设计废水进出水水质指标脱脂废液脱脂废水磷化废液磷化废水电泳废水喷漆废水排放标准COD/（mgL-1）6 000耀16 000150耀250200耀30050耀10010 00012 0005 00010 000500TP/（mgL-1）-6003050-石油类/（mgL-1）50050-臆2010128912564691069SS/（mgL-1）-600-2 500200200400项目pH图1脱脂废液/水预处理系统“预处理+AO+MBR”在汽车生产废水处理中的应用再 生 利 用42再生资源与循环经济襍2023年/第16卷/第9期襊缺氧池：池中的兼氧菌具有水解作用和产酸作用，将废水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，部分不溶性的有机物转化为溶解性的有机物，部分难降解的大分子有机物转化为小分子的易降解有机物，从而去除部分COD并进一步提高废水的可生化性。好氧池：缺氧池出水流入好氧池，在好氧池内好氧微生物进行有氧呼吸，进一步把有机物分解为无机物，从而去除有机污染物。同时，在充足的氧环境下自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。MBR池：MBR利用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤，实现泥水分离。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使池中的活性污泥浓度大大增加，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底，另一方面，由于膜的高过滤精度，去除了大部分悬浮物质，得到高质量的产水。3主要构筑物及工艺参数3.1调节池3.1.1脱脂废液和磷化废液调节池设计进水流量均为2 m3/h，停留时间为40 h，有效容积80 m3，尺寸：5 m伊4 m伊4.5 m，钢砼结构，2座。3.1.2脱脂废水、磷化废水和电泳废水调节池设计进水流量为18 m3/h，停留时间为10 h，有效容积180 m3，尺寸：11.25 m伊4.0 m伊4.5 m，钢砼结构，3座。3.1.3电泳废液和喷漆废水调节池设计进水流量均为1 m3/h，停留时间为80 h，有效容积8.0 m3，尺寸：5 m伊4 m伊4.5 m，钢砼结构，2座。3.1.4生化调节池设计进水流量均为30 m3/h，停留时间为8 h，有效容积240 m3，尺寸：8.0 m伊7.5 m伊4.5 m，钢砼结构，2座。3.1.5事故池停留时间为10 h，有效容积100 m3，尺寸：6.25 m伊4 m伊4.5 m，钢砼结构，2座。所有的调节池和事故池都配备有长轴液下泵、超声波液位计、电磁流量计和空气搅拌装置。3.2脱脂废液/水预处理系统3.2.1混凝沉淀池沉淀装置尺寸：3.75 m伊3.5 m伊3.8 m；PAC混凝池0.75 m伊1.0 m伊3.8 m，PAM絮凝池0.75 m伊1.0 m伊3.8 m，斜管沉淀池3.0 m伊3.5 m伊3.8 m，磷化废水出水pH调节池0.75 m伊1.0 m伊3.8 m。3.2.2气浮装置尺寸：混凝、聚凝池0.5 m伊1.2 m伊3.8 m，浅层气浮池渍1.5 m伊1.1 m。结构形式：碳钢防腐。其中浅层气浮系统包含溶气水泵，加压溶气罐，刮渣机等配套设施。主机功率1.3 kW，溶气系统功率3.0 kW，处理水量10 m3/h。3.3磷化废液/水反应沉淀装置分两组反应沉淀装置，尺寸：4.5 m伊3.5 m伊3.8 m。一级反应沉淀池有：pH调节池0.75 m伊1.0 m伊3.8 m，PAC混凝池0.75 m伊1.0 m伊3.8 m，PAM絮凝池0.75 m伊1.0 m伊3.8 m，斜管沉淀池2.25 m伊2.5 m伊3.8 m。二级反应沉淀池有：氯化钙反应池0.75 m伊1.0 m伊3.8 m，PAC混凝池0.75 m伊1.0 m伊3.8 m，PAM絮凝池0.75 m伊1.0 m伊3.8 m，斜管沉淀池2.25 m伊2.5 m伊3.8 m。3.4电泳喷漆气浮装置尺寸：混凝、聚凝池0.5 m伊1.2 m伊3.8 m，浅层气浮池渍1.5 m伊1.1 m。结构形式：碳钢防腐。其中浅层气浮系统包含溶气水泵，加压溶气罐，刮渣机等配套设施。主机功率1.3 kW，溶气系统功率3.0 kW，处理水量10 m3/h。3.5多元催化氧化芬顿装置尺寸：2.4 m伊5.6 m伊3.8 m。结构形式：碳钢防腐，防腐采用玻璃钢三布五油。图4生化处理系统“预处理+AO+MBR”在汽车生产废水处理中的应用再 生 利 用43襍2023 Vol.16.No.9襊Application of Pretreatment+AO+MBR on the treatment ofautomobile production wastewaterLIU Jun,XIANG Wei,YU Han,ZHU Chunyou,YUE Zhongqiu（Hunan Aerospace Kaitian Water Co.,Ltd.,Changsha 410100,China）Abstract:According to the characteristics of automobile production wastewater containing degreasing wastewater,phosphating wastewater and electrophoresis waste liquid,such as complex composition,poor biodegradability and largedifference in water quality,the wastewater treatment project of an automobile production workshop in Hunan Province istaken as an example to analyze the inlet water quality,degreasing wastewater pretreatment;Phosphorus removal bychemical precipitation of phosphating wastewater;Advanced oxidation of electrophoretic waste solution to improvebiodegradability;After the pretreatment,the wastewater is collected centrally and treated by the biochemical processof AO+MBR.The effluent reaches the level 3 discharge standard of Comprehensive Sewage Discharge Standard(GB 89781996).The total operating cost under the design condition is 6.15 yuan/m3.This project has a good referencefor similar design of automobile production wastewater or complex wastewater treatment in industrial parks.Keywords:automobile production wastewater;pretreatment;AO+MBR;the total operating cost（收稿日期圆园23原05原26）其中包含有：pH调节池1.2 m伊1.2 m伊3.8 m，芬顿反应池2.4 m伊2.0 m伊3.8 m，pH调节池1.2 m伊1.2 m伊3.8 m，紫外消毒池1.2 m伊2.4 m伊3.8 m。3.6AO+MBR池结构形式：碳钢防腐，防腐采用环氧玻璃鳞片其中包含有：厌氧池2.5 m伊4.0 m伊3.8 m 2座，好氧池4.5 m伊6.0 m伊3.8 m 2座，MBR膜池3.0 m伊2.5 m伊3.8 m 2座，MBR产水池3.0 m伊4.0 m伊3.8 m，两套生化系统并联运行。3.7污泥浓缩池尺寸：磷化污泥池渍4.0 m伊3.8 m，喷漆、生化污泥池渍5.0 m伊3.8 m。结构形式：碳钢防腐，防腐采用玻璃钢三布五油。配备叠螺式污泥脱水机2台，污泥处理量10 m3/h。4结论4.1工程于2021年8月建成投产，现日平均处理水量约为600 m3/d，实际运行时接入部分园区生活污水，其运行进水水量和水质均低于最大设计值，实际的进水水质和出水水质如表2所示。4.2汽车生产废水成分复杂，且各类废水水质水量波动大，若统一收集处理难度大，工艺流程复杂，投资建设和运营成本将大大提高。项目采用分类收集，根据水质特点分别进行预处理，后续统一进行“AO+MBR”生化工艺的模式，降低投资成本，并保证出水的稳定达标运行。工程对于汽车生产废水或类似的工业园区复杂废水处理的设计具有很好的参考和借鉴作用。4.3工程项目吨水投资为9 210元/m3，设计工况下直接运行费用预计约为6.15元/m3水（此费用不包括设备维修费及污泥处置费等），其中电费、药剂费和人工费分别为1.8元/m3、4.21元/m3和0.14元/m3。参考文献1Zini L P，Longhi M，Jonko E，et al.Treatment of automotiveindustry wastewater by electrocoagulation using commercialaluminum electrodesJ.Process safety and environmentalprotection，2020，142：272-284.2杨建，聂一波.汽车生产废水综合处理并回用工程实践J.中国给水排水，2009，25(18)：79-81，89.3梅富国.探讨汽车生产废水特点及处理J.科技风，2013(14)：44.“预处理+AO+MBR”在汽车生产废水处理中的应用表2实际进出水水质指标脱脂废液脱脂废水磷化废液磷化废水电泳废水喷漆废水实际出水水质排放标准COD/（mgL-1）6 000耀12 000120耀300180耀25050耀1008 00010 0005 0007 500260400500TP/（mgL-1）-4205001938-510-石油类/（mgL-1）3504202545-1015臆201012891256469106969SS/（mgL-1）-600-2 50020020058400项目pH再 生 利 用44