PRODUCT CLASSIFICATION
產(chǎn)品分類鋁合金表面處理行業(yè)工廠中,一般都有除油酸堿洗氧化工序及清水洗工序,特殊的還有染色封孔等工序;使用除油粉、各種酸和堿及各種工業(yè)洗滌劑、紅黑染料等;有些鋁件加工要進行多次清洗,因此該類型工廠生產(chǎn)上具有廢水量大,而且水質(zhì)富含PH、CODcr、石油類、磷酸鹽、Zn2+、Cr6+等多種污染物,有些還含有較濃的色度。因此,該類型的生產(chǎn)廢水雖然水質(zhì)污染濃度不高,但是其水量大,水中污染物種類多而對水體造成比較嚴重污染。因此規(guī)模較大的鋁合金件表面處理工廠在考慮對生產(chǎn)廢水進行處理達標的同時,還多出于效益考慮要求對廢水進行回用,并多回用于沖廁、綠化澆灌等用途。實踐證明,采用混凝氣浮-二級生化-機械過濾法處理此類生產(chǎn)廢水,能夠保證出水達到環(huán)保要求及達到相關(guān)回用要求。某電子公司鋁件表面加工處理工序的生產(chǎn)廢水,采用上述工藝進行,設(shè)計處理能力1000m3/d,廢水進水PH、CODCr、石油類、磷酸鹽、Zn2+分別為3~6、200~350mg/L、12~30mg/L、50~75mg/L和20~30mg/L,經(jīng)處理后,CODCr、石油類、磷酸鹽、Zn2+的去除率分別達90%、93%、99.5%和96%,使出水穩(wěn)定達到地方污水排放一級標準。
關(guān)鍵詞:混凝氣浮 二級生化 機械過濾 鋁件表面處理廠生產(chǎn)廢水
1、 前言
不同的鋁合金表面處理工廠,除了采用基本的酸性除油/堿性腐蝕/磷酸氧化處理工序一致外,由于還采用了具有附加值的染色、封孔等工序,通常染黑色、紅色等,并且一般在工序之間一次或多次清洗,有些還循環(huán)清洗;因而所排放的生產(chǎn)廢水千差萬別,主要污染物為酸堿、COD、磷酸鹽、石油類、氟化物、LAS、色度等,并可能含重金屬鉻。故該種廢水具有水量大、污染物種類多等特點,屬于較難降解的工業(yè)廢水。處理該種廢水一般以物理化學(xué)處理方法為主,也可以附以生物處理。本文斜述該廢水物化兼生化處理并且進行廢水回用工藝,證明適當(dāng)生化處理也是也可以取得較好的效果。
某電子有限公司,主要產(chǎn)品為線圈、驅(qū)動架、鋁支架、五金件,生產(chǎn)過程分除油/酸堿洗、清水洗兩大工序。該廠的生產(chǎn)廢水主要在鋁件表面處理過程中產(chǎn)生,生產(chǎn)過程中主要使用除油粉、氫氟酸、硫酸、硝酸、磷酸及工業(yè)洗滌劑。外排的生產(chǎn)廢水中含有大量的泡沬、較高濃度的磷酸鹽、較多的懸浮態(tài)和膠體態(tài)有機物及部分浮油成分,具有磷酸鹽濃度高、可生化性差等特點。針對這類生產(chǎn)廢水的特征,設(shè)計采用先經(jīng)混凝氣浮,使大部分有機物、磷酸鹽和石油類得以混凝去除,然后再經(jīng)二級生化處理,利用高度馴化的特種微生物去除剩余的有機物,后采用二級纖維球過濾去除水中微細的懸浮物而達到回用水的要求。采用該工藝具有處理負荷高、耐沖擊、出水穩(wěn)定等特點,在實際應(yīng)用中取得了理想的效果。
2、廢水水量水質(zhì)及排放標準
2.1 廢水水量
設(shè)計廢水水量:1000m3/d,24h運行。
排水規(guī)律:每天3班24h穩(wěn)定排放。
2.2 廢水水質(zhì)
根據(jù)現(xiàn)場多次取樣監(jiān)測結(jié)果,水質(zhì)見表1。
表1:生產(chǎn)廢水進水水質(zhì)
項目 | PH值 | 懸浮物 | LAS | 總鋅 |
廢水水質(zhì) | 3~6 | 80~100 | 25~30 | 20~30 |
項目 | CODcr | 磷酸鹽 | 石油類 | |
廢水水質(zhì) | 200~350 | 50~75 | 12~30 | |
2.3 廢水排放標準
廢水處理后要求達到《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準,具體指標見表2。
表2:廢水排放標準
項目 | PH值 | 懸浮物 | LAS | 總鋅 |
廢水水質(zhì) | 6.0~9.0 | ≤60 | ≤5.0 | ≤2.0 |
項目 | CODcr | 磷酸鹽 | 石油類 | |
廢水水質(zhì) | ≤90 | ≤0.5 | ≤5.0 | |
2.4 回用水水質(zhì)要求
回用水水質(zhì)要求達到廁所沖洗、綠化澆灌要求。因而回用水水質(zhì)執(zhí)行《生活雜用水水質(zhì)標準》CJ25.1-89中用于廁所便器沖洗及城市綠化項目的水質(zhì),具體水質(zhì)指標部分摘錄見表3。
表3:生活雜用水水質(zhì)標準部分摘錄
項目 | PH值 | 懸浮物 | LAS |
廢水水質(zhì) | 6.5~9.0 | ≤10 | ≤1.0 |
項目 | CODcr | 濁度 | 色度 |
廢水水質(zhì) | ≤50 | ≤20度 | ≤30度 |
3、廢水處理工藝流程及特點
3.1 廢水處理工藝流程
廢水處理工藝流程見圖1。
圖1 工藝流程
3.2 工藝特點
本廢水處理及回用工程由預(yù)處理系統(tǒng)、混凝氣浮處理系統(tǒng)、生化處理系統(tǒng)、機械過濾系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)組成,工藝特點為:
(1)、預(yù)處理系統(tǒng)包括格柵井和調(diào)節(jié)池,以隔除雜物、緩沖水量、均化水質(zhì),設(shè)置空氣攪拌系統(tǒng)。
(2)、混凝氣浮處理系統(tǒng)含混凝反應(yīng)區(qū)、渣水分離區(qū)、清水區(qū)等,其原理是化學(xué)混凝氣浮法。先調(diào)節(jié)廢水pH值,然后加入混凝劑和助凝劑,以氣浮法產(chǎn)生浮渣形式的去除廢水中不溶性有機物及磷酸鹽,并去除絕大部分石油類。該環(huán)節(jié)針對性,由于鋁件在進行表面氧化之前,都要用洗滌劑除油,而石油類污染物經(jīng)混凝反應(yīng)后生成的“礬花”,有些不容易沉淀,故用氣浮法除之成為較好選擇。
(3)、厭氧生化處理系統(tǒng)只發(fā)生水解和酸化作用,池中安裝半軟性填料,填料上的生物膜把部分復(fù)雜且難降解的大分子有機物水解成易降解的簡單有機物,懸浮和膠體狀的有機物水解成可溶性物質(zhì),同時可降低廢水中的SS濃度,使廢水中溶解性有機物和可生化降解有機物所占的比例顯著增加,改善廢水的可生化性,為后續(xù)好氧生化處理創(chuàng)造條件。
(4)、好氧生化處理系統(tǒng)采用二級好氧法。*級采用生物接觸氧化池,第二級也采用生物接觸氧化池。好氧環(huán)境中,好氧的微生物在不斷供氧的環(huán)境中,氧化水中的有機物,特別是對酸、酮、醇、糖有較高的分解作用,并用分解產(chǎn)生的能量進行繁殖和生長活動,這部分用作能量的有機物終被轉(zhuǎn)化為CO2、NH3、H2O,而另一部分有機物則由微生物合成新細胞。該法具有體積負荷高、生物活性高、污泥產(chǎn)量低、出水水質(zhì)好而穩(wěn)定、動力消耗低、不存在污泥膨脹問題等優(yōu)點,因而能穩(wěn)定地保證出水水質(zhì)指標在回用水質(zhì)范圍內(nèi)。
(5)、機械過濾法 由于回用水質(zhì)的懸浮物指標比較低,在10mg/L以下,因而要采用二級纖維過濾法,可以保證懸浮物在達到以上指標。
3.3 主要工藝設(shè)計參數(shù)
(1)綜合調(diào)節(jié)池 有效容積170m3,停留時間4.0h。經(jīng)廠方介紹,該廠在每一天中單位小時的排放量相差不大,證明排水量比較穩(wěn)定,因此4.0小時綜合調(diào)節(jié)時間已經(jīng)能滿足均化水量水質(zhì)的要求,同時能滿足后續(xù)工藝(主要是過濾器的反沖時間)的操作要求。
(2)混凝反應(yīng)區(qū) 有效容積28m3,反應(yīng)時間為40min。其中混凝反應(yīng)時間為15至20min,助凝反應(yīng)時間為20至30min。
(3)混凝氣浮池 采用傳統(tǒng)的壓力溶氣氣浮系統(tǒng),全自動控制操作。氣浮接觸室上升流速10mm/s,其名義停留時間為2min;氣浮分離室流速1.5mm/s,表面負荷為3.23 m3/ (m2?h),名義停留時間1h;
(4)PH回調(diào)池 對堿性混凝氣浮排出的清水進行酸性中和,以備進行生化處理,名義停留時間10min,有效容積6.95m3。
(5)水解酸化池 名義停留時間2.0~3.0h,有效容積125m3,利用穿管布水,內(nèi)部設(shè)置復(fù)合填料,污泥負荷Ns=0.68kgCODcr/(kgMLVSS·d)。
(6)生物接觸氧化池 該池按分二級設(shè)計,名義停留時間3.0~4.0h,有效容積166.67 m3,填料負荷1.2kgCOD/m3?d。采用微孔曝氣系統(tǒng)。
(7)混凝沉淀池 采用斜管式沉淀池,前段設(shè)置混凝反應(yīng)區(qū)?;炷磻?yīng)區(qū)反應(yīng)時間為15~20min。沉淀區(qū)表面負荷0.4~0.6m3/m2?h。
(8)高速纖維過濾器 濾層高1.3m,濾速25~32m/h。
廢水處理效果
表4:廢水處理效果表
項目 | CODCr(mg/L) | SS (mg/L) | 石油類 (mg/L) | 磷酸鹽 (mg/L) |
調(diào)節(jié)池 | 338.50 | 87.60 | 27.90 | 68.10 |
氣浮池出口 | 231.87 | 41.6 | 3.37 | 0.71 |
厭氧池出口 | 63.76 | 22.30 | 2.41 | 0.52 |
好氧池出口 | 34.12 | 16.10 | 2.30 | 0.035 |
過濾器出口 | 32.18 | 5.20 | 1.85 | 0.034 |
從表4可知,廢水經(jīng)“混凝氣浮+水解酸化+接觸氧化法”處理后,其CODCr、懸浮物、石油類和磷酸鹽總?cè)コ史謩e為90.5%、94.1%、93.4%和99.9%。
體會與討論
(1)由于生產(chǎn)廢水中的石油類污染物都是來自鋁件表面保護性油膜,容易發(fā)生乳化反應(yīng),并被混凝成“礬花”。但這種“礬花”含有一定的油質(zhì),顯得有粘性,并易結(jié)成團浮于水面。根據(jù)這種特性,采用混凝氣浮法具有較好的泥水分離的效果??梢姡瑲飧」に噷υ搹U水不僅去除石油類污染物,而且還對廢水進行的預(yù)充氧,這就從兩個方面提高了廢水的可生化性,為后續(xù)的生化工藝打下了良好的基礎(chǔ)。
(2)由于在生產(chǎn)過程中要對鋁件用工業(yè)洗滌劑進行反復(fù)清洗,故所排廢水不僅水量大而且富含工業(yè)洗滌劑成分,一經(jīng)鼓氣攪拌,會產(chǎn)生大量泡沫,故在混凝反應(yīng)區(qū)與PH回調(diào)區(qū)不適宜用空氣攪拌的方式,并且要在好氧池之前使用消泡劑,改變洗滌劑的表面活性,否則好氧池由于鼓氣產(chǎn)生大量泡沫,無法正常運行。
(3)由于在生產(chǎn)過程中用到的工業(yè)洗滌劑及少量染色劑,它們都是一些難以生物降解的高分子化合物,因此在設(shè)計采用進一步生化處理工藝時,先用水解酸化工序使一些復(fù)雜的大分子物質(zhì)、不溶性有機物水解成小分子物質(zhì)、溶解性有機物,然后再用接觸氧化法對小分子物質(zhì)和溶解性有機物進行氧化分解,才能取得較好的生化處理效果。
(4)水解酸化池中采用機械攪拌器進行攪拌,以增強廢水與污泥之間的接觸,消除池內(nèi)的梯度,避免產(chǎn)生分層,提率。
(5)微生物的生長需按一定的比例攝取碳、氮、磷以及其他微量元素。但此類生產(chǎn)廢水中營養(yǎng)物質(zhì)含量不足,因此采用定期向廢水中投加氮、磷等物質(zhì)的辦法提供微生物代謝所需要的生長元素。
(6)好氧處理段采用接觸氧化法。接觸氧化法是目前應(yīng)用較廣的處理效率高的生物處理技術(shù)。由于池內(nèi)填料比表面積大,池內(nèi)充氧條件好,氧化池內(nèi)單位容積的生物量高于活性污泥法及生物濾池;池內(nèi)曝氣裝置設(shè)在填料之下,供氧充足、傳質(zhì)條件好,池內(nèi)生物活性高,生物膜更新速度快,可以承受的濃度負荷是其它生物法的幾倍,因此可以減少占地,節(jié)省能耗。接觸氧化池分成兩格,每格可采用不同的污泥負荷,并使每格微生物與負荷條件(大小、性質(zhì))相適應(yīng),利于微生物專性培養(yǎng)馴化,提高處理效率。
(7)混凝沉淀池出水后設(shè)有二級纖維過濾器,保證懸浮物的水質(zhì)指標達到回用要求10mg/L以下。需要指出的是,纖維過濾與纖維球過濾不同,纖維球過濾效果遠比不上纖維過濾的效果。在選取濾料時要特別注意,需要根據(jù)水質(zhì)要求而定。
(8)由于生產(chǎn)過程中,廠方經(jīng)常由于車間管理不善,使得膠管、膠條、膠粒、膠手套等生產(chǎn)耗用品隨廢水一起排入廢水調(diào)節(jié)池,使得廢水提升泵經(jīng)常堵塞而損壞。又由于該廠是24小時連續(xù)生產(chǎn)連續(xù)排水,因而在工藝設(shè)計時必須考濾過流泵都要一備一用,才能保證生產(chǎn)的正常運行。否則將會造成難以想象的后果。
結(jié)論
(1)、采用混凝氣浮-二級生化-機械過濾法處理鋁件表面處理廠生產(chǎn)廢水及其回用,該方法具有處理效率高、操作簡便、耐沖擊、日常維護方便等優(yōu)點,水質(zhì)穩(wěn)定達到回用要求,可實現(xiàn)很好的環(huán)境效益及經(jīng)濟效益。
(2)、本工藝CODCr、懸浮物、石油類和磷酸鹽總?cè)コ史謩e為90.5%、94.1%、93.4%和99.9%。
郵箱:jsljixie@163.com
傳真:86-0536-6356711
地址:山東省諸城市皇華鎮(zhèn)駐地西工業(yè)園