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涂料废水处理工艺

发布时间:2015-2-21 8:38:25  中国污水处理工程网

涂料废水主要来源于配料罐、反应釜的清洗和配制不同颜色的涂料过程。废水有机物浓度高,色度和悬浮物含量也较高; 此外,还含有大量纳米级无机物料,如二氧化钛、高岭土和各种有色颜料等。

国内外学者对涂料废水的处理进行了大量的研究,吴永胜采用沉降法处理氟涂料废水,处理后COD 等指标大幅降低,但会产生大量污泥,且污泥干化后需进行焚烧处理,经济性较差。王菊芳采用萃取—破乳—焦炭吸附法对高浓度有机涂料废水进行预处理,再与低浓度废水混合后经气浮—电解—氧化塘处理,出水COD < 200 mg/L。赵雪等采用气浮池和两级曝气生物滤池的工艺处理涂料废水,也取得了较好的效果。

1 工程实例

1. 1 废水水质、水量

常州某环保涂料有限公司主要生产工业用卷材涂料、水性涂料、汽车涂料、防腐涂料、建筑涂料、特种涂料、树脂涂料等七大系列产品。废水量为200m3/d,其中5%的废水COD 约为25 000 mg/L,其余95%的废水COD 约为500 mg/L,有时会达到1 000mg/L。两种废水进行混合处理。废水主要成分: 苯类、酯类、酮类,以及少量固体物(颜料、填料、机械杂质等) 。

废水水质及排放标准见表1。

 1. 2 工艺流程

高浓度涂料废水中TSS 含量较高,需进行气浮处理以去除少量SS 及油性物质,气浮处理出水与低浓度废水混合进入调节池。调节池出水进入水解酸化池,出水进入一体化氧化沟,主要完成有机污染物的去除和同步硝化反硝化脱氮,再通过生物吸收塔和深度处理工艺,以确保出水达标排放。具体处理工艺如图1 所示。

 2 主要构筑物及设计参数

2. 1 预处理

①调节池

调节进水水质、水量,必要时对来水进行加热,以提高后续处理工艺的效率。有效池容为240 m3,钢混结构。

②气浮池

设计流量为10 m3/h,碳钢防腐结构。配备刮渣机1 台,宽为3 m。

③事故池

贮存生产事故时排放的废水,有效容积为486m3,钢混结构。

④初期雨水池

收集厂区的初期雨水,进入好氧系统进行处理。有效容积为1 269 m3,钢混结构。

2. 2 厌氧池

在水解酸化池中投加少量活性炭,为厌氧污泥提供生长载体。有效池容为532 m3,停留时间为48h,钢混结构。配备推流器2 台,直径为400 mm,功率为3 kW。

2. 3 一体式氧化沟

氧化沟采用鼓风曝气。废水中好氧微生物利用氧气进行自身繁殖,降解水中大部分有机物,并去除N、P 等营养物质。在其中同样投加活性炭,以提高去除效果。

氧化沟有效容积为1 500 m3,钢混结构,停留时间为10 d,容积负荷为0.45 kgCOD/(m3·d) 。主要设备: 4 台推流器,直径为1.8 m,功率为0.75kW; 两台风机,风量为10 m3/min,风压为63.7 kPa,功率为18.5 kW。

2. 4 二沉池

二沉池有效容积为275 m3,表面负荷为0.17m3/(m2·h) ,钢混结构。

2. 5 集泥池

沉淀池排放的污泥经过该池后回流至一体式氧化沟。有效容积为75 m3,钢混结构。主要设备: 污泥回流泵,流量为50 m3/h,扬程为150 kPa,功率为3.0 kW,1 用1 备。

2. 6 深度处理池

在深度处理池内设有絮凝加药和活性炭投加吸附装置,进一步降低二沉池出水各污染物的浓度。有效容积为275 m3,表面负荷为0.17 m3/(m2·h) ,钢混结构。

2. 7 清水池

①清水池一

主要用来贮存深度处理出水,部分用作冷却塔的循环补充水,部分外排。有效容积为275 m3,停留时间为2 d,钢混结构。

②清水池二

有效容积为138 m3,停留时间为2 d,钢混结构。

2. 8 污泥池

主要用来贮存气浮池排放的浮渣和一体式氧化沟沉淀区排放的剩余污泥。有效容积为138 m3,钢混结构。

3 运行效果分析

3. 1 对有机物的去除

该工程经过4 个月的调试后进入稳定运行阶段。稳定运行期间对有机物的去除情况如图2 所示。

 由图2 可知,稳定运行阶段由于涂料废水间歇排放,进水COD 依然波动很大,初期进水COD 高达2 000 mg/L 以上,但出水COD 基本维持在100 mg/L 以下,COD 去除率> 95%,这说明经过前期的调试运行后,水解酸化池及氧化沟内的微生物已基本适应了该种废水的水质且污泥活性较高,能充分降解废水中的有机物。此后进水COD 下降到1 000 mg/L 左右,出水COD 也降至50 mg/L 以下。但第42 ~48 天,出水COD 浓度为118.2 ~ 237.6 mg/L,超过了排放标准。最终出水COD 稳定在60 ~ 85 mg/L,平均出水COD 浓度为70 mg/L,达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923—2005) 标准。

3. 2 对氨氮的去除

本工程对氨氮的去除情况如图3 所示。

 从图3 可知,进水氨氮浓度基本保持在10 ~ 40mg/L,经过处理后,出水氨氮降至0.01 ~ 4 mg/L,去除率> 90%,这说明氧化沟对氨氮具有较好的去除效果。另外,当进水氨氮的浓度急剧上升到100mg/L 左右时,出水氨氮仍维持在0.5 mg/L 以下,大大低于10 mg/L 的排放标准,这说明氧化沟内的微生物生长状态良好,对进水水质具有较强的抗冲击能力。

3. 3 对总磷的去除

图4 是总磷去除情况。

 由图4 可知,进水总磷较低,基本在5 mg/L 以下,经过水解酸化池-氧化沟处理后,出水总磷下降到0.5 mg/L 以下,能够达标排放。但运行中同时发现,第42 ~ 46 天出水总磷基本在1 mg/L 以上,超过了排放标准,所以在深度处理池中需要投加适量药剂,进行化学除磷。

4 运行费用估算

4. 1 化学药品费用

①调节池用碱液

调节池调节pH 值采用48% 的液碱,价格为950 元/t,费用为0.1 元/m3。

②气浮所用PAC、PAM

气浮池进水前,需投加一定量的PAC、PAM,使悬浮物生成絮体,便于气浮去除。PAC 价格为2 000元/t,PAM(阳离子) 为30 000 元/t,PAC 投药量为0.02 kg/m3,PAM 投药量为0.005 kg/m3,费用为0.19 元/m3。

③深度处理所用PAC、PAM

PAC 投药量为0.04 kg/m3,PAM 投药量为0.008 kg/m3,费用为0.32 元/m3。

④污泥调理药剂

系统污泥产量为150 m3/d,含水率为99.2%。污泥脱水需要加入一定量的阴离子PAM,PAM 投加量为0.005 kg/kgDS,PAM(阴离子) 价格为12 000元/t,则费用为0.3 元/m3。

⑤化学分析

常规COD、VFA 等分析用药剂费用约0.02 元/m3。

以上各项合计为0.93 元/m3。

4. 2 电费

总装机功率约为103.5 kW,其中24 h 开机功率约为51.05 kW。电价按0.57 元/(kW·h) 计算,电费为0.145 元/m3。

4. 3 人工费

定员2 人,工资按2 000 元/(月·人) 计算,则人工费为0.67 元/m3。具体参见http://www.topicons.com更多相关技术文档。

直接运行费用为以上各项费用合计,共1.74元/m3。

5 结论

采用水解酸化/一体化氧化沟工艺处理涂料生产废水,并在水解酸化池及氧化沟中投加生物活性炭,取得较好效果,处理出水水质达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923—2005) 标准,也可直接排入城市污水管网。

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