工程概述

  湖南某噴漆有限公司所排放的廢水主要來源于噴漆廢水等，噴漆廢水主要來源于水旋式噴漆房吸收噴霧后產(chǎn)生的廢水。生產(chǎn)廢水含有大量的水溶性油漆，主要含有噴漆顆粒物、有機(jī)物、色度、油類等物質(zhì)，該廢水經(jīng)過一定時(shí)間的循環(huán)使用后，水中污染物累積，污染物濃度較高，其COD值可高達(dá)10000mg/L以上，一般需要更換新鮮水。該廢水成分較復(fù)雜，難以被生物降解，該噴漆廢水的主要特點(diǎn)是：有機(jī)物濃度高、水量水質(zhì)變化大，生物降解效率低，缺乏營養(yǎng)物質(zhì)等特點(diǎn)。該廢水若不經(jīng)處理直接外排，將會(huì)帶來嚴(yán)重的污染。

  根據(jù)湖南噴漆廢水處理工程排放水特點(diǎn)，污水處理站綜合處理能力為200m3/d，生化運(yùn)行時(shí)間按24h/d設(shè)計(jì)，物化運(yùn)行時(shí)間按20h/d設(shè)計(jì)。因此，設(shè)計(jì)水量分別為生化水池8.3m3/h、物化水池10m3/h。結(jié)合漓源環(huán)保去水樣化驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)分析，經(jīng)計(jì)算，湖南噴漆廢水處理工程每天需處理的COD總量實(shí)際為：1200kg。

  湖南噴漆廢水處理工程項(xiàng)目具有以下特點(diǎn)：

  水旋噴漆廢水，即噴漆工藝中采用水作為吸收劑的方式將進(jìn)行工件噴涂時(shí)產(chǎn)生的噴霧、有機(jī)溶劑吸收進(jìn)入水中，排出來的一種有機(jī)廢水。該類水一般循環(huán)使用，在循環(huán)過程中濃度會(huì)發(fā)生變化，有機(jī)物等污染物含量會(huì)升高達(dá)到飽和，必須定期更換清水，更換排出的廢水會(huì)嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，必須進(jìn)行處理無害后排放。

  該類廢水主要含有涂料所用的溶劑（如苯類、乙醇、脂類等）、顏料（如硝基漆、環(huán)氧漆等）等成分。

  湖南噴漆廢水處理工程的難點(diǎn)在于噴漆廢水的處理，其主要有以下特點(diǎn)：

  1、廢水間接性排放，噴漆廢水污染物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化較大，導(dǎo)致總體水量水質(zhì)變化大，給污水的生化處理帶來較大難度。因此要控制每個(gè)循環(huán)水池的循環(huán)量。

  2、有機(jī)物濃度高，多為大分子有機(jī)物，生物降解速率慢。

  3、項(xiàng)目廢水成分復(fù)雜，含有石油類等難以被生物降解的物質(zhì)，處理難度較大。

  4、污水中營養(yǎng)成分單一，缺乏微生物生產(chǎn)必須的部分營養(yǎng)物質(zhì)。

  5、該廢水含有的有機(jī)物極易溶于水，且低揮發(fā)性有機(jī)物相對(duì)于高揮發(fā)性有機(jī)物處理難度大，很難將其與水分離出來，造成有一定的處理難度。

  6、噴霧中含有大量噴霧顆粒，因此懸浮物濃度高，色度大。

  7、含有部分有毒物質(zhì)，毒性較大時(shí)會(huì)影響生化效果，此時(shí)必須進(jìn)行有效的吸收和反應(yīng)后再處理。

 湖南噴漆廢水處理工程項(xiàng)目主要是針對(duì)噴漆廢水的回用以及排放處理進(jìn)行設(shè)計(jì)，項(xiàng)目擬設(shè)計(jì)處理規(guī)模為200m3/d。本工程回用處理工藝主要采用“離子氣浮+UASB+接觸氧化+混凝沉淀+中性催化氧化+MBR”的組合工藝，排放水經(jīng)回用處理工藝后進(jìn)入再“Fenton+混凝沉淀”的處理工藝進(jìn)一步處理；本項(xiàng)目采取的工藝具有處理效率高、投資低、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行穩(wěn)定、有沼氣產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)，可確保出水穩(wěn)定，長期達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

 結(jié)合湖南噴漆廢水處理工程污水處理站實(shí)際運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行周期估算，決定設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如下：

  CODcr：6000(mg/l)

  PH值：5-7

  BOD5：1500(mg/l)

  SS：1500(mg/l)

  根據(jù)湖南某噴漆有限公司要求規(guī)劃，廢水經(jīng)處理達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)后排放，具體相關(guān)指標(biāo)如下：

  CODcr：100(mg/l)

  pH：6～9（無量綱）

  BOD5：20(mg/l)

  SS：70(mg/l)

廢水處理工藝技術(shù)分析 

  根據(jù)湖南噴漆廢水處理工程項(xiàng)目的現(xiàn)狀和漓源環(huán)保大量實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，漓源環(huán)保提出如下建議和設(shè)計(jì)思路。

  （1）采用“氣浮+生化”工藝，通過氣浮，廢水中含有大量的油類物質(zhì)和懸浮物可以得到有效去除，剩下的再通過生化去除，保證出水可以達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

  （2）湖南噴漆廢水處理工程生產(chǎn)廢水可生化性較差，廢水成分復(fù)雜，含有各種難生物降解物質(zhì)，僅采用好氧工藝來處理這種可生化性差的有機(jī)廢水，難以達(dá)到理想效果。考慮原水屬于中等濃度有機(jī)物廢水，生化處理單元采用“上流式厭氧污泥床（UASB）+生物接觸氧化”工藝。厭氧工藝分為水解酸化階段和產(chǎn)甲烷階段，廢水在水解酸化階段，進(jìn)行發(fā)酵、產(chǎn)酸，在產(chǎn)甲烷階段進(jìn)行甲烷化、無害化、無機(jī)化，終將有機(jī)物降解為甲烷、水和二氧化碳。除了降解有機(jī)物外，厭氧分解后的中間產(chǎn)物可以使好氧生物降解能力得到提高，水解酸化發(fā)酵后大分子轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，提高了廢水可生化性，此時(shí)進(jìn)入好氧反應(yīng)池可以確保好氧正常運(yùn)行，通過好氧池進(jìn)一步處理，將有機(jī)物終轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳等。采用“上流式厭氧污泥床（UASB）+生物接觸氧化”聯(lián)合工藝具有如下特點(diǎn)：

  ①抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，適用于水質(zhì)水量波動(dòng)大、有機(jī)物濃度高、難以生物降解的工業(yè)廢水；

  ②厭氧后B/C增大，可生化性得到提高；

  ③操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便；

  ④好氧采用生物接觸氧化，污泥沉降性能較好，無污泥膨脹問題，污泥回流量小；

  ⑤采用升流式厭氧池，傳質(zhì)效率得到提高；厭氧池內(nèi)有填料，膠體物質(zhì)以及懸浮物容易被截留，填料容易掛膜，同時(shí)老化膜在上升水流或曝氣沖刷下會(huì)自動(dòng)脫落；

  ⑥處理負(fù)荷高，處理水質(zhì)良好。

  （3）廢水中難降解物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)微生物具有強(qiáng)烈抑制作用。經(jīng)過生化后進(jìn)行深度處理，考慮采用以“混凝沉淀+中性催化氧化+MBR”為主的處理工藝，混凝沉淀進(jìn)一步去除廢水中的膠體、懸浮物質(zhì)等，中性催化氧化可將殘留的、生物降解不了的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)一步氧化分解，MBR膜生物反應(yīng)器可降解水中的有機(jī)物，同時(shí)截留水中的COD、SS等，確保出水澄清。

  （4）經(jīng)過一段時(shí)間的循環(huán)使用，廢水中積累了大量難生物降解的有機(jī)物，這時(shí)候單靠生化系統(tǒng)無法達(dá)到好的處理效果，為了確保水質(zhì)，設(shè)計(jì)定期進(jìn)行排放部分水并重新補(bǔ)充新鮮水作為生產(chǎn)工藝使用水。排放的廢水?dāng)M采用“Fenton+混凝沉淀”進(jìn)行處理，F(xiàn)enton氧化添加芬頓試劑能夠產(chǎn)生一種強(qiáng)氧化物質(zhì)，分解氧化廢水中殘留的難生物降解物質(zhì)，使廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

工藝流程

  經(jīng)氣浮循環(huán)處理的廢水→調(diào)節(jié)池→氣浮池→厭氧調(diào)節(jié)池→上流式厭氧污泥反應(yīng)床（UASB）→多級(jí)接觸氧化池→二沉池→反應(yīng)池1→沉淀池1→中轉(zhuǎn)池→中性氧化池→MBR池→回用水池→Fenton氧化池→反應(yīng)池2→沉淀池2→達(dá)標(biāo)排放

工藝流程說明

  在循環(huán)水池旁設(shè)置一套離子氣浮裝置，用提升泵從循環(huán)水池將噴漆循環(huán)水打入離子氣浮裝置1，氣浮系統(tǒng)采用加壓溶氣氣浮工藝，投加絮凝劑與助凝劑，和廢水中的大量懸浮物反應(yīng)，使廢水的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚成絮凝體，使油脂隨絮凝體一并去除。該氣浮設(shè)備是將空氣以微小氣泡形式通入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的顆粒粘附，形成水-氣-顆粒三相混合體系，顆粒粘附上氣泡后，密度小于水即上浮水面，形成浮渣層，從水中分離出去。經(jīng)過離子氣浮裝置1處理可以降低循環(huán)水漆渣含量，出水返回循環(huán)水池，離子氣浮裝置1設(shè)計(jì)處理量為50m3/h。

  另外在循環(huán)水池安裝提升泵（甲方負(fù)責(zé)），每天定量將200m3噴漆廢水泵入調(diào)節(jié)池，該廢水通過在調(diào)節(jié)池進(jìn)行曝氣攪拌和水質(zhì)水量均衡后，由提升泵泵入離子氣浮裝置2，在氣浮裝置中添加絮凝劑與助凝劑進(jìn)一步去除廢水中的噴漆霧顆粒，通過氣浮還可以去除廢水中大部分懸浮物、油類及一部分有機(jī)物。氣浮可作為調(diào)節(jié)池后用于去除殘留于廢水中粒徑較小的分散油、乳化油和絨毛、細(xì)小懸浮顆粒等雜物的處理方法。離子氣浮裝置2出水自流入?yún)捬跽{(diào)節(jié)池進(jìn)一步處理。

  廢水在厭氧調(diào)節(jié)池中進(jìn)行水質(zhì)水量、溫度、pH等調(diào)節(jié)，使廢水水質(zhì)達(dá)到厭氧污泥反應(yīng)床要求的各個(gè)條件，再由提升泵輸送到UASB反應(yīng)器。

  當(dāng)廢水從UASB的污泥床底部流入并與顆粒污泥層和懸浮污泥層混合接觸時(shí)，污泥中的厭氧微生物在分解有機(jī)物的同時(shí)產(chǎn)生大量微小的沼氣氣泡，氣泡在上升過程中逐漸增大并攜帶著污泥隨水一起上升進(jìn)入三相分離器。當(dāng)沼氣碰到分離器下面的反射板時(shí)，折向反射板的四周，穿過水層進(jìn)入氣室；泥水混合液經(jīng)過反射板后進(jìn)入三相分離器的沉淀區(qū)，廢水中的污泥發(fā)生絮凝作用，在重力作用下沉降；沉降到斜壁上的污泥沿著斜壁滑回反應(yīng)區(qū)，使污泥床內(nèi)積累起大量的污泥；與污泥分離后的處理水則從沉淀區(qū)溢流堰上部溢出，排出UASB外。

UASB的特色主要體現(xiàn)在反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥的形成，使反應(yīng)器內(nèi)的污泥量大幅度提高，污泥停留時(shí)間長，水力停留時(shí)間大大縮短。產(chǎn)氣和進(jìn)水的均勻分布可以形成良好的自然攪拌作用，促進(jìn)污泥與廢水的接觸混合。

  三相分離器起著氣液分離、液固分離的作用，設(shè)計(jì)合理的三相分離器能夠使絕大部分污泥保留在反應(yīng)器內(nèi)，保證污泥床內(nèi)有很高的污泥濃度。

廢水在厭氧反應(yīng)器中與厭氧顆粒污泥得以充分接觸，經(jīng)三相分離器分離后的厭氧消化液排入流量精密分配器。

  在分配器中，對(duì)廢水進(jìn)行分流，含有厭氧系統(tǒng)污泥的廢水分流至厭氧調(diào)節(jié)池，并回流至UASB內(nèi)部系統(tǒng)，另一部分廢水精密計(jì)量并排至多級(jí)接觸氧化池進(jìn)行好氧生化處理。

  生物接觸氧化工藝是目前污水處理中應(yīng)用廣泛的處理方法，生物接觸氧化法在運(yùn)行初期，少量的細(xì)菌附著于填料表面，由于細(xì)菌的繁殖逐漸形成很薄生物膜。在溶解氧和食物都充足的條件下，微生物的繁殖十分迅速，生物膜逐漸增厚。溶解氧和污水中的有機(jī)物憑借擴(kuò)散作用，為微生物所利用。但當(dāng)生物膜達(dá)到一定厚度時(shí)，氧已經(jīng)無法向生物膜內(nèi)層擴(kuò)散，好氧菌死亡，而兼性細(xì)菌、厭氧菌在內(nèi)層繁殖，形成厭氧層，利用死亡的好氧菌為基質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展厭氧菌。經(jīng)過一段時(shí)間后在數(shù)量上開始下降，加上代謝氣體產(chǎn)物的逸出，使內(nèi)層生物膜大塊脫落。在生物膜已脫落的填料表面上，新的生物膜又重新發(fā)展起來。在接觸氧化池內(nèi)，由于填料表面積較大，所以生物膜發(fā)展的每一個(gè)階段都是同時(shí)存在的，使去除有機(jī)物的能力穩(wěn)定在一定的水平上。生物膜在池內(nèi)呈立體結(jié)構(gòu)，對(duì)保持穩(wěn)定的處理能力有利。由于微生物的作用污水中的污染物得以去除。

  接觸氧化池出水自流進(jìn)入二沉池，進(jìn)行泥水分離后，自流進(jìn)入反應(yīng)池1，經(jīng)絮凝反應(yīng)生成可沉淀的污泥后自流進(jìn)沉淀池2進(jìn)行固液分離，沉淀池2出水自流進(jìn)入中轉(zhuǎn)池。

  在中轉(zhuǎn)池中，由提升泵抽至中性氧化池，池內(nèi)設(shè)有催化填料，加入H2O2與水中難降解有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)使之結(jié)構(gòu)破壞，終氧化分解。

  從中性氧化池出來的水自流進(jìn)入MBR池，在MBR池中，廢水通過MBR膜生物反應(yīng)池附著于膜片上的大量不同種屬的微生物群落共同參與下的生化降解和吸附作用，去除廢水中的各種有機(jī)物質(zhì)，使廢水中的有機(jī)物含量大幅度降低。同時(shí)通過硝化菌的作用，在氧量充足的條件下降解污水中的氨氮，使污水中的CODcr值降低到更低的水平，使污水得以凈化。MBR膜是膜生物反應(yīng)器的核心部分，利用向MBR池中通入空氣，供給生物處理中微生物生長所需的氧氣，增加繁殖速度、加快新陳代謝過程。同時(shí)氣泡在上升的過程中可以對(duì)膜表面進(jìn)行氣水擦洗，并在池中形成在的回旋流（均勻的上向流和下向流），使膜絲產(chǎn)生抖動(dòng)，防止活性污泥對(duì)膜的堵塞。膜生化池內(nèi)，將中空纖維膜組件(由一定數(shù)量的簾式膜單體組裝在一個(gè)框架內(nèi)所構(gòu)成)用導(dǎo)軌進(jìn)入水中，開動(dòng)產(chǎn)水泵（自吸泵），使膜絲內(nèi)形成負(fù)壓，引出透過液，從而將廢水分離出來。MBR池出水進(jìn)入回用水池進(jìn)行回用。

  定期在回用水池中用泵將廢水抽送到Fenton氧化池，在Fenton氧化池加入酸、芬頓試劑，構(gòu)成Fenton氧化體系，形成強(qiáng)氧化性的OH，與廢水中的還原性物質(zhì)反應(yīng)，去除廢水中的部分有機(jī)物，進(jìn)一步將難以降解的大分子有機(jī)物質(zhì)氧化分解，使有機(jī)物長鏈斷開、分解，終無機(jī)化。Fenton出水進(jìn)入反應(yīng)池2，投加堿與絮凝劑，經(jīng)過混凝反應(yīng)產(chǎn)生膠體物質(zhì)進(jìn)一步經(jīng)沉淀池2沉淀去除Fenton氧化后的不溶產(chǎn)物，確保廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。出水經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)排放口達(dá)標(biāo)排放。

  氣浮裝置、二沉池、沉淀池污泥排放到污泥池，由氣動(dòng)隔膜泵輸送到壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水。污泥壓濾脫水后外運(yùn)委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行回收，濾液返回調(diào)節(jié)池進(jìn)行處理。