摘要：以混凝- 氣浮- 過(guò)濾- 膜過(guò)濾- 消毒工藝處理某汽車淋洗廢水，介紹了其工藝及設(shè)備參數(shù)，分析了該工藝對(duì)COD、NH4+-N 及烷基苯磺酸鈉(LAS)的去除效果。2 個(gè)月的工程應(yīng)用運(yùn)行的結(jié)果表明，出水COD 和NH4+-N、LAS 的質(zhì)量濃度分別為17.08 mg/L 和1.15、16.42 mg/L，三者的去除率分別為96.90%、93.47%及98.89%，去除效果良好;總運(yùn)行費(fèi)用0.196 1 元/m3。經(jīng)處理廢水水質(zhì)滿足GB/T 18920-2002 的回用標(biāo)準(zhǔn)，減少了污水排放也降低了新鮮水的用量，達(dá)到了預(yù)期目的。
汽車工業(yè)作為我國(guó)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在近20 年內(nèi)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。汽車作為一種方便的交通工具已廣泛地進(jìn)入人們的日常生活中，隨著人們對(duì)汽車的外觀質(zhì)量、服役壽命、售后服務(wù)等要求的提高，汽車制造行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益增加，但隨之引起的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題也與日俱增。汽車在整車組裝之后，出廠之前需要經(jīng)過(guò)淋洗這一項(xiàng)工序。
淋洗過(guò)程中會(huì)將石蠟、非離子表面活性劑和有毒物質(zhì)等污染物沖洗掉，因此淋洗廢水存在有機(jī)物含量高、毒性大、可生化性差及處理難度高的特點(diǎn)[1-4]。
遼寧省某汽車制造廠原有處理淋洗廢水的工藝為原水- 粗纖維過(guò)濾- 砂濾工藝，處理的水達(dá)不到回用要求。根據(jù)該汽車制造廠淋洗廢水的水質(zhì)水量波動(dòng)情況，為達(dá)到可回用出水水質(zhì)，現(xiàn)采用混凝- 氣浮- 過(guò)濾- 膜過(guò)濾- 消毒工藝對(duì)淋洗廢水進(jìn)行處理，以期為同類企業(yè)處理該類廢水提供有效的參考價(jià)值。
1 廢水處理工藝
淋洗廢水主要特點(diǎn)有機(jī)物含量高、毒性大和可生化性差，COD 為550～600 mg/L，烷基苯磺酸鈉(LAS)、NH4+-N 的質(zhì)量濃度分別為15～18、15～20mg/L，濁度130～160 NTU。
根據(jù)水質(zhì)要達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)的要求，根據(jù)原有的處理工藝進(jìn)行改造，采用混凝- 氣浮- 過(guò)濾- 膜過(guò)濾- 消毒工藝處理淋洗廢水，設(shè)計(jì)水量30 m3/h，24 h運(yùn)行。工藝流程見(jiàn)圖1。
經(jīng)過(guò)初步過(guò)濾的淋洗廢水先經(jīng)過(guò)混凝氣浮作用，使淋洗廢水中污染物的含量大幅度降低，COD、LAS、NH4+-N、濁度的去除率均可達(dá)到90%以上。再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、消毒處理，保證水質(zhì)達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。
2 主要構(gòu)建物及設(shè)備
1)收集池。收集池由鋼筋混凝土筑成，其有效容積為1 000 m3。收集池只收集存儲(chǔ)淋洗廢水，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為12 h。該收集池配有2 臺(tái)提升泵(1備1 用)，規(guī)格為體積流量qV=300 m3/h，揚(yáng)程H=6 m，功率P=25 kW。
2)初期過(guò)濾器。淋洗廢水經(jīng)提升泵送到過(guò)濾器內(nèi)進(jìn)行初步過(guò)濾，去除廢水中大顆粒污染物，規(guī)格為體積流量24～30 m3/h，過(guò)濾精度為2 mm，設(shè)計(jì)壓力為0.6 MPa。
3)絮凝槽。經(jīng)過(guò)初步過(guò)濾的廢水進(jìn)入絮凝槽內(nèi)，投加混凝劑聚合氯化鋁(PAC)、助凝劑聚丙烯酰胺(PAM)，進(jìn)行絮凝反應(yīng)。設(shè)置絮凝反應(yīng)槽2 臺(tái)，其規(guī)格為1.5 m×1.5 m×2.0 m，有效容積為2.5 m3;并設(shè)有2 臺(tái)攪拌裝置，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速分別為100 r/min、50r/min，其功率分別為0.75、0.5 kW。
4)氣浮裝置。絮凝槽的出水由管道輸送到氣浮裝置內(nèi)，進(jìn)入氣浮裝置后，溶氣系統(tǒng)產(chǎn)生大量微氣泡，使其與絮體粘附產(chǎn)生浮渣，通過(guò)刮渣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)固液分離[5]。包括1 臺(tái)溶氣罐、1 套刮渣系統(tǒng)及1 臺(tái)集泥池。其中溶氣罐尺寸為準(zhǔn)500 mm×1 512 mm，刮渣機(jī)功率為0.37 kW，設(shè)計(jì)集泥池容積為2 m3。
5)高效過(guò)濾反應(yīng)裝置。氣浮處理后的廢水經(jīng)增壓泵泵入多介質(zhì)高效過(guò)濾反應(yīng)裝置;該過(guò)濾反應(yīng)裝置內(nèi)裝活性炭及沸石填料，通過(guò)濾料的攔截及吸附作用去除廢水中的污染物。高效過(guò)濾反應(yīng)裝置尺寸為準(zhǔn)2.0 m×3.68 m，填充7.4 t 的活性炭和沸石填料，設(shè)計(jì)壓力為0.6 MPa。
6)調(diào)節(jié)池?？紤]到過(guò)濾后的廢水具有水質(zhì)和水量變化波動(dòng)大、過(guò)程參數(shù)比較難控制的特點(diǎn)，在該處理系統(tǒng)中間設(shè)計(jì)1 座水質(zhì)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)過(guò)濾后廢水的流量。調(diào)節(jié)池為半地下式鋼砼結(jié)構(gòu)其規(guī)格為3.0 m×1.0 m×2.5 m，有效容積為6 m3，水力停留時(shí)間為2 h。
7)自清洗過(guò)濾器。中間調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水進(jìn)入超濾過(guò)濾裝置前，須通過(guò)超濾給水泵將調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水送入自清洗過(guò)濾器內(nèi)，進(jìn)行膜過(guò)濾的預(yù)處理，進(jìn)一步減小廢水中污染物含量及粒徑，防止堵塞濾膜。自清洗過(guò)濾器體積流量27 m3/h，承壓為1.0 MPa。
8)超濾裝置。超濾裝置，該裝置共設(shè)4 組膜，單支膜通量為3.375 mL/(m2˙s)，設(shè)計(jì)溫度25 ℃，運(yùn)行壓力在0.1～0.4 MPa。經(jīng)超濾處理，廢水可達(dá)到回用要求，COD 在15 mg/L 左右，而NH4+-N、LAS 的質(zhì)量濃度可分別降至1.5、0.15 mg/L，濁度在0.5 NTU以下。
9)清水池。清水池1 座，其規(guī)格為3.5 m×4.0m×5.5 m，并配備1 套液位計(jì)。
10)紫外殺菌器。紫外殺菌器，體積流量為24m3/h，紫外線波長(zhǎng)為254 nm。紫外消毒具有操作簡(jiǎn)單方便、消毒效果好、環(huán)境友好、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
3 運(yùn)行效果
改造后的處理系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試后，已在該汽車制造廠通過(guò)2 個(gè)月的工程應(yīng)用運(yùn)行，其運(yùn)行效果如圖2和圖3 所示。
由圖2 可知，進(jìn)水COD 在514.5～593.3 mg/L，變化浮動(dòng)較大，但出水COD 較平穩(wěn)，在17.08 mg/L左右，平均COD 去除率為96.90%。
由圖3 可知，進(jìn)、出水NH4+-N 的質(zhì)量濃度分別在16.57～ 18.43、1.15～1.71 mg/L，最高、最低NH4+-N去除率分別為93.47%、90.27%;進(jìn)水LAS 的質(zhì)量濃度在16.42～17.72 mg/L，變化不大，出水LAS 含量幾乎一致，質(zhì)量濃度平均在0.19 mg/L 左右，LAS 平均去除率達(dá)到了98.89%。
另，該運(yùn)行期間出水濁度平均為0.9 NTU。
運(yùn)行穩(wěn)定后，將出水與GB/T 18920-2002 進(jìn)行比對(duì)可知，出水已達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)[6]。
4 運(yùn)行費(fèi)用及效益分析
電費(fèi)：該工程總裝機(jī)容量為51.62 kW，常用負(fù)荷26.62 kW，按當(dāng)?shù)仉妰r(jià)0.487 元/kWh 計(jì)，則電費(fèi)為311.13 元/d，動(dòng)力費(fèi)為0.07 元/m3。
藥劑費(fèi)：PAC 價(jià)格為1 200 元/t，每日消耗量0.15kg，則藥劑費(fèi)約為0.004 8 元/m3，PAM 價(jià)格為1 000元/t，每日消耗量為0.05 kg，則藥劑費(fèi)約為0.001 3元/m3，總藥劑費(fèi)為0.006 1 元/m3。
人工費(fèi)：管理人員6 人，每人工資為2 000 元/月，人工費(fèi)為0.12 元/m3。
合計(jì)總運(yùn)行費(fèi)用為0.196 1 元/m3。
該工程穩(wěn)定運(yùn)行后，淋洗廢水經(jīng)處理后可達(dá)到GB/T 18920-2002 回用標(biāo)準(zhǔn)，這樣不僅減少了污水的排放同時(shí)也降低了新鮮水的用量，在水資源保護(hù)及節(jié)約用水方面取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
5 結(jié)論
采用混凝- 氣浮- 過(guò)濾- 膜過(guò)濾- 消毒工藝處理淋洗廢水，出水水質(zhì)達(dá)到GB/T 18920-2002 回用標(biāo)準(zhǔn)。淋洗廢水的再生利用，減少了水資源的浪費(fèi)，并且給該汽車制造廠帶來(lái)的一定的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)該工藝可為處理該類廢水提供有效的參考價(jià)值。
來(lái)源:《水處理技術(shù)》 作者:劉軍等
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