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      湖南噴漆廢水處理設計方案

      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生的廢水。生產廢水含有大量的水溶性油漆,主要含有噴漆顆粒物、有機物、色度、油類等物質,該廢水經過一定時間的循環使用后,水中污染物累積,污染物濃度較高,其COD值可高達10000mg/L以上,一般需要更換新鮮水。該廢水成分較復雜,難以被生物降解,該噴漆廢水的主要特點是:有機物濃度高、水量水質變化大,生物降解效率低,缺乏營養物質等特點。該廢水若不經處理直接外排,將會帶來嚴重的污染。

        根據湖南噴漆廢水處理工程排放水特點,污水處理站綜合處理能力為200m3/d,生化運行時間按24h/d設計,物化運行時間按20h/d設計。因此,設計水量分別為生化水池8.3m3/h、物化水池10m3/h。結合漓源環保去水樣化驗結果以及實際運行經驗分析,經計算,湖南噴漆廢水處理工程每天需處理的COD總量實際為:1200kg。

        湖南噴漆廢水處理工程項目具有以下特點:

        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行工件噴涂時產生的噴霧、有機溶劑吸收進入水中,排出來的一種有機廢水。該類水一般循環使用,在循環過程中濃度會發生變化,有機物等污染物含量會升高達到飽和,必須定期更換清水,更換排出的廢水會嚴重破壞生態環境,必須進行處理無害后排放。

        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、環氧漆等)等成分。

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

        1、廢水間接性排放,噴漆廢水污染物質濃度隨時間變化較大,導致總體水量水質變化大,給污水的生化處理帶來較大難度。因此要控制每個循環水池的循環量。

        2、有機物濃度高,多為大分子有機物,生物降解速率慢。

        3、項目廢水成分復雜,含有石油類等難以被生物降解的物質,處理難度較大。

        4、污水中營養成分單一,缺乏微生物生產必須的部分營養物質。

        5、該廢水含有的有機物極易溶于水,且低揮發性有機物相對于高揮發性有機物處理難度大,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,毒性較大時會影響生化效果,此時必須進行有效的吸收和反應后再處理。

       湖南噴漆廢水處理工程項目主要是針對噴漆廢水的回用以及排放處理進行設計,項目擬設計處理規模為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,排放水經回用處理工藝后進入再“Fenton+混凝沉淀”的處理工藝進一步處理;本項目采取的工藝具有處理效率高、投資低、運行費用低、運行穩定、有沼氣產生等優點,可確保出水穩定,長期達到一級排放標準。


      設計進出水水質

       結合湖南噴漆廢水處理工程污水處理站實際運行時間和運行周期估算,決定設計進水水質如下:

        CODcr:6000(mg/l)

        PH值:5-7

        BOD5:1500(mg/l)

        SS:1500(mg/l)

        根據湖南某噴漆有限公司要求規劃,廢水經處理達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級標準后排放,具體相關指標如下:

        CODcr:100(mg/l)

        pH:6~9(無量綱)

        BOD5:20(mg/l)

        SS:70(mg/l)


      廢水處理工藝技術分析 

        根據湖南噴漆廢水處理工程項目的現狀和漓源環保大量實驗的結果,漓源環保提出如下建議和設計思路。

        (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,保證出水可以達到一級排放標準。

        (2)湖南噴漆廢水處理工程生產廢水可生化性較差,廢水成分復雜,含有各種難生物降解物質,僅采用好氧工藝來處理這種可生化性差的有機廢水,難以達到理想效果??紤]原水屬于中等濃度有機物廢水,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甲烷階段,廢水在水解酸化階段,進行發酵、產酸,在產甲烷階段進行甲烷化、無害化、無機化,終將有機物降解為甲烷、水和二氧化碳。除了降解有機物外,厭氧分解后的中間產物可以使好氧生物降解能力得到提高,水解酸化發酵后大分子轉化為小分子物質,提高了廢水可生化性,此時進入好氧反應池可以確保好氧正常運行,通過好氧池進一步處理,將有機物終轉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”聯合工藝具有如下特點:

        ①抗沖擊負荷能力強,適用于水質水量波動大、有機物濃度高、難以生物降解的工業廢水;

        ②厭氧后B/C增大,可生化性得到提高;

        ③操作簡單、運行穩定、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??;

        ⑤采用升流式厭氧池,傳質效率得到提高;厭氧池內有填料,膠體物質以及懸浮物容易被截留,填料容易掛膜,同時老化膜在上升水流或曝氣沖刷下會自動脫落;

        ⑥處理負荷高,處理水質良好。

        (3)廢水中難降解物質化學性質穩定,對微生物具有強烈抑制作用。經過生化后進行深度處理,考慮采用以“混凝沉淀+中性催化氧化+MBR”為主的處理工藝,混凝沉淀進一步去除廢水中的膠體、懸浮物質等,中性催化氧化可將殘留的、生物降解不了的有機物質進一步氧化分解,MBR膜生物反應器可降解水中的有機物,同時截留水中的COD、SS等,確保出水澄清。

        (4)經過一段時間的循環使用,廢水中積累了大量難生物降解的有機物,這時候單靠生化系統無法達到好的處理效果,為了確保水質,設計定期進行排放部分水并重新補充新鮮水作為生產工藝使用水。排放的廢水擬采用“Fenton+混凝沉淀”進行處理,Fenton氧化添加芬頓試劑能夠產生一種強氧化物質,分解氧化廢水中殘留的難生物降解物質,使廢水達到排放標準。


      工藝流程

        經氣浮循環處理的廢水→調節池→氣浮池→厭氧調節池→上流式厭氧污泥反應床(UASB)→多級接觸氧化池→二沉池→反應池1→沉淀池1→中轉池→中性氧化池→MBR池→回用水池→Fenton氧化池→反應池2→沉淀池2→達標排放


      工藝流程說明

        在循環水池旁設置一套離子氣浮裝置,用提升泵從循環水池將噴漆循環水打入離子氣浮裝置1,氣浮系統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,使廢水的膠體和細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。經過離子氣浮裝置1處理可以降低循環水漆渣含量,出水返回循環水池,離子氣浮裝置1設計處理量為50m3/h。

        另外在循環水池安裝提升泵(甲方負責),每天定量將200m3噴漆廢水泵入調節池,該廢水通過在調節池進行曝氣攪拌和水質水量均衡后,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、油類及一部分有機物。氣浮可作為調節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出水自流入厭氧調節池進一步處理。

        廢水在厭氧調節池中進行水質水量、溫度、pH等調節,使廢水水質達到厭氧污泥反應床要求的各個條件,再由提升泵輸送到UASB反應器。

        當廢水從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,污泥中的厭氧微生物在分解有機物的同時產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入三相分離器。當沼氣碰到分離器下面的反射板時,折向反射板的四周,穿過水層進入氣室;泥水混合液經過反射板后進入三相分離器的沉淀區,廢水中的污泥發生絮凝作用,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區,使污泥床內積累起大量的污泥;與污泥分離后的處理水則從沉淀區溢流堰上部溢出,排出UASB外。

      UASB的特色主要體現在反應器內顆粒污泥的形成,使反應器內的污泥量大幅度提高,污泥停留時間長,水力停留時間大大縮短。產氣和進水的均勻分布可以形成良好的自然攪拌作用,促進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,設計合理的三相分離器能夠使絕大部分污泥保留在反應器內,保證污泥床內有很高的污泥濃度。

      廢水在厭氧反應器中與厭氧顆粒污泥得以充分接觸,經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,對廢水進行分流,含有厭氧系統污泥的廢水分流至厭氧調節池,并回流至UASB內部系統,另一部分廢水精密計量并排至多級接觸氧化池進行好氧生化處理。

        生物接觸氧化工藝是目前污水處理中應用廣泛的處理方法,生物接觸氧化法在運行初期,少量的細菌附著于填料表面,由于細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物憑借擴散作用,為微生物所利用。但當生物膜達到一定厚度時,氧已經無法向生物膜內層擴散,好氧菌死亡,而兼性細菌、厭氧菌在內層繁殖,形成厭氧層,利用死亡的好氧菌為基質,并在此基礎上不斷發展厭氧菌。經過一段時間后在數量上開始下降,加上代謝氣體產物的逸出,使內層生物膜大塊脫落。在生物膜已脫落的填料表面上,新的生物膜又重新發展起來。在接觸氧化池內,由于填料表面積較大,所以生物膜發展的每一個階段都是同時存在的,使去除有機物的能力穩定在一定的水平上。生物膜在池內呈立體結構,對保持穩定的處理能力有利。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入二沉池,進行泥水分離后,自流進入反應池1,經絮凝反應生成可沉淀的污泥后自流進沉淀池2進行固液分離,沉淀池2出水自流進入中轉池。

        在中轉池中,由提升泵抽至中性氧化池,池內設有催化填料,加入H2O2與水中難降解有機物發生氧化反應使之結構破壞,終氧化分解。

        從中性氧化池出來的水自流進入MBR池,在MBR池中,廢水通過MBR膜生物反應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物質,使廢水中的有機物含量大幅度降低。同時通過硝化菌的作用,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。同時氣泡在上升的過程中可以對膜表面進行氣水擦洗,并在池中形成在的回旋流(均勻的上向流和下向流),使膜絲產生抖動,防止活性污泥對膜的堵塞。膜生化池內,將中空纖維膜組件(由一定數量的簾式膜單體組裝在一個框架內所構成)用導軌進入水中,開動產水泵(自吸泵),使膜絲內形成負壓,引出透過液,從而將廢水分離出來。MBR池出水進入回用水池進行回用。

        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,構成Fenton氧化體系,形成強氧化性的OH,與廢水中的還原性物質反應,去除廢水中的部分有機物,進一步將難以降解的大分子有機物質氧化分解,使有機物長鏈斷開、分解,終無機化。Fenton出水進入反應池2,投加堿與絮凝劑,經過混凝反應產生膠體物質進一步經沉淀池2沉淀去除Fenton氧化后的不溶產物,確保廢水達到排放標準。出水經標準排放口達標排放。

        氣浮裝置、二沉池、沉淀池污泥排放到污泥池,由氣動隔膜泵輸送到壓濾機進行壓濾脫水。污泥壓濾脫水后外運委托有資質的單位進行回收,濾液返回調節池進行處理。


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