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清远喷漆化工废水处理工程设计方案

工程概况

  清远某塑胶有限公司主要生产、销售电子塑胶配件、塑胶玩具、电子智能玩具、室内无线电话机、通讯电子产品、家用电子产品、汽车电子产品、音响电子产品,塑胶模具制品以及上述产品的零配件等。

  清远某塑胶有限公司所排放的废水主要来源于员工生活污水、喷漆废水等,喷漆废水主要来源于喷漆式水帘柜吸收喷雾后产生的废水,生活污水主要含有CODCr、BOD5、SS、NH3-N、P等。生产废水含有大量的水溶性油漆,主要含有喷漆颗粒物、有机物、色度、油类等物质,该废水经过一定时间的循环使用后,水中污染物累积,污染物浓度较高,其COD值可高达10000mg/L以上,一般需要更换新鲜水。该废水成分较复杂,难以被生物降解,该喷漆废水的主要特点是:有机物浓度高、水量水质变化大,生物降解效率低,缺乏营养物质等特点。该废水若不经处理直接外排,将会带来严重的污染。

  贵司在生产经营的同时,对环境保护十分重视,已经投资建设了有一座污水处理系统,处理生活污水。

  对于喷漆废水,目前只有一座循环水池,现贵司计划投资对喷漆废水进行处理,对现有循环水池进行改造,经改造处理后废水排放部分可以达到广东省地方排放标准《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二时段一级标准。现公司水帘柜循环水量126m3/h,间歇排放水量200T/月左右,即6.7T/d;生活污水水量40T/d。水帘柜循环水通过添加除漆剂后回用于生产线上。本项目主要是针对排放部分的喷漆废水、生活污水处理进行设计,项目拟设计处理规模为48T/d。本工程主要采用“预处理+水解调节+UASB+接触氧化”处理工艺,该工艺具有处理效率高、投资低、运行费用低、运行稳定、有沼气产生等优点,可确保出水稳定,长期达到一级排放标准。


设计进水水量水质

1.设计废水水量

  根据建设单位的要求,结合该企业排放水特点,污水处理站综合处理能力为48T/D,生化运行时间按24h/d设计,物化运行时间按4h/d设计。因此,设计水量分别为生化水池2T/h、物化水池2T/h(不含生活污水)。

2.废水进水水质

  根据该单位提供的生产工艺分析,废水主要来自于生产工艺中的水帘柜喷漆废水、生活污水等,废水中含有大量有机物、悬浮物、色度、油类等。

  根据我司对贵司提供的水样进行了具体的化验和小试,其测验结果如下表2-1:

表1:建设单位提供的水样化验数据表

污染指标CODcr(mg/l)备注
原水11735
混凝沉淀后10962

  通过以上监测化验,结合污水处理站实际运行时间和运行周期估算,决定设计进水水质如下表2-2:

表2:进水水量水质指标

污染指标水量PH值CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)氨氮(mg/l)石油类(mg/l)色度
生活污水设计水质限值40T/d7-835018020018--
喷漆废水设计水质限值8T/d6-71200032001000-451200
合计48T/d6-8229268333315--

  根据以上资料计算,每天需处理的COD总量实际为:110kg。


污水处理排放标准

  根据业主要求规划,废水经处理后出水的排放标准执行广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二时段一级标准,具体相关指标如下表2-3所示(单位为mg/l):

表3:出水指标排放标准

项目《广东省水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二时段一级标准一般排污单位
pH6~9(无量纲)
BOD520(mg/l)
CODcr90(mg/l)
SS60(mg/l)
氨氮10(mg/l)
磷酸盐0.5(mg/l)
LAS5(mg/l)
动植物油10(mg/l)

工艺设计分析

  根据该项目的现状和漓源环保大量实验的结果,提出如下建议和设计思路。

  (1)采用“气浮+生化”工艺,通过气浮,废水中含有大量的油类物质和悬浮物可以得到有效去除,剩下的再通过生化去除,保证出水可以达到一级排放标准。

  (2)生化厌氧段主要采用两相厌氧工艺,厌氧工艺分为产酸阶段和产甲烷阶段,这两个阶段在细菌种类、消化速率、环境要求、降解过程和产物等方面均有所不同。将产酸菌和产甲烷菌分别置于两个反应池器内,并为它们提供了的生长和代谢条件,能够使它们发挥各自活性,能提高产酸相的有机负荷率,提高缓冲能力,以及对废水中的有毒物质的降解率,较单相厌氧消化工艺的处理能力和效率大大提高。该段即采用“水解酸化池+UASB厌氧反应池”工艺,首先将难降解,对生物抑制性大的喷漆废水置于接纳性大的水解酸化池中,与生活污水混合进行发酵,即为喷漆废水补充了营养物质,使生物降解能力提高,又能使难降解有机物得到稀释,水解酸化发酵后大分子转化为小分子物质,发酵代谢产物毒性也被大大削弱,此时进入厌氧反应池可以确保厌氧反应正常运行,通过厌氧反应池进一步处理,将有机物转化为甲烷、水和二氧化碳等。


污水处理工艺流程

结合该单位废水处理工程进出水水质要求,本工程设计废水处理工艺流程如下:

污水处理工艺流程图

工艺说明

  喷漆循环水通过自流进入集水池(回用水池),该废水通过在集水池(回用水池)进行抱起搅拌和水质水量均衡后,由提升泵泵入气浮装置,在气浮装置中添加除漆剂去除废水中的喷漆雾颗粒后,通过絮凝气浮处理,以去除废水中大部分悬浮物、油类及一部分有机物。经过气浮处理后一部分水回流至集水池(回用水池),可以降低循环水漆渣含量,提高循环水质,再定期通过提升泵(业主负责)回用于生产线上;另一部分自流入后续水解调节池进一步处理。集水池(回用水池)采用2座,间歇交替使用。

  气浮系统采用加压溶气气浮工艺,投加絮凝剂与助凝剂,和废水中的大量悬浮物反应,使废水的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体,使油脂随絮凝体一并去除。该气浮设备是将空气以微小气泡形式通入水中,使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附,形成水-气-颗粒三相混合体系,颗粒粘附上气泡后,密度小于水即上浮水面,形成浮渣层,从水中分离出去。气浮可作为调节池后用于去除残留于废水中粒径较小的分散油、乳化油和绒毛、细小悬浮颗粒等杂物的处理方法。

  水解调节池作水解酸化池和调节池使用,在水解调节池中,利用水解酸化菌的作用将污水中大分子有机物分解成容易降解的小分子有机物,将细微有机颗粒变成可降解的水溶性有机物,给后续的UASB反应器做好保障,同时汇同生活污水进行水质水量、温度、pH等调节,使废水水质达到厌氧污泥反应床要求的各个条件,再由提升泵输送到UASB反应器。废水在厌氧反应器中与厌氧颗粒污泥得以充分接触,经三相分离器分离后的厌氧消化液排入流量精密分配器。

  在分配器中,对废水进行分流,含有厌氧系统污泥的废水分流至厌氧调节池,并回流至UASB内部系统,另一部分废水精密计量并排至多级接触氧化池进行好氧生化处理。

  生物接触氧化工艺是目前污水处理中应用的处理方法,生物接触氧化法在运行初期,少量的细菌附着于填料表面,由于细菌的繁殖逐渐形成很薄生物膜。在溶解氧和食物都充足的条件下,微生物的繁殖十分迅速,生物膜逐渐增厚。溶解氧和污水中的有机物凭借扩散作用,为微生物所利用。但当生物膜达到一定厚度时,氧已经无法向生物膜内层扩散,好氧菌死亡,而兼性细菌、厌氧菌在内层繁殖,形成厌氧层,利用死亡的好氧菌为基质,并在此基础上不断发展厌氧菌。经过一段时间后在数量上开始下降,加上代谢气体产物的逸出,使内层生物膜大块脱落。在生物膜已脱落的填料表面上,新的生物膜又重新发展起来。在接触氧化池内,由于填料表面积较大,所以生物膜发展的每一个阶段都是同时存在的,使去除有机物的能力稳定在一定的水平上。生物膜在池内呈立体结构,对保持稳定的处理能力有利。由于微生物的作用污水中的污染物得以去除。

  接触氧化池出水自流进入二沉池,进行泥水分离后,自流进入中性氧化池,通过加药进一步确保废水达到排放标准后排放。出水再进入原有污水处理站。

  气浮池、二沉池污泥排放到污泥池,由气动隔膜泵输送到压滤机进行压滤脱水。污泥压滤脱水后外运委托有资质的单位进行回收,滤液返回调节池进行处理。


预计处理效

  采用以上工艺以及设计参数,预计出水水质如下:

表4:废水处理预计出水水质

项目CODcr削减变化量(kg/d)CODcr浓度(mg/l)去除率(%)
集水池(回用水池)96120000
混凝反应池+气浮池88110008.3
水解调节池88+14=102(汇同生活污水)21250
UASB厌氧反应池25.553175
多级接触氧化池5.110680
二沉池5.11060
中性氧化池4.088520
出水标准4.3290-
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