汽車生產廢水綜合處理并回用工程實踐
摘要：在某汽車公司年產24萬輛乘用車項目的廢水處理工程中，采用物化預處理／DAT—IAT／深度處理工藝集中處理汽車生產綜合廢水。運行實踐表明，該工藝運行效果良好，出水水質達到了生活雜用水水質標準并回用為廠區雜用水，成功實現了生產廢水的零排放。
關鍵詞： 汽車工業廢水,綜合處理,零排放
汽車生產過程中排放的廢水主要來源于沖壓車間、焊裝車間、注塑車間、注塑件涂裝車間、車身涂裝車間、發動機裝配車間、總裝車間、壓鑄車間、機加工車間等。其中涂裝車間產生的廢水包括脫脂、預脫脂廢水、磷化廢水、電泳廢水以及漆霧凈化廢水；注塑件涂裝車間產生的廢水主要有清洗廢水以及漆霧凈化廢水；其他車間產生的廢水主要有乳化液、清洗廢水、機加工含油廢水等。
各生產車間排放廢水的種類繁多，廢水成分極為復雜。脫脂、預脫脂廢水主要含有SS、石油類、表面活性劑等；磷化廢水主要含有COD、Zn2+、PO：一、 Ni、Ss等；電泳廢水主要含有離子型環氧樹脂、醇類、顏料、COD等；噴漆廢水主要含有漆渣、油漆溶劑、COD等。由于各生產車間排放的廢水成分、濃度各異，可生化性不佳，處理難度大，且排放周期也不相同，造成廢水水量、水質變化很大且無規律可循。
考慮到以上因素，設計廢水處理站時一般對含鎳廢水與其他生產廢水分別進行預處理，然后進行集中綜合處理，相比于單獨處理各種廢水，集中混合處理的基建、運行費用更低，管理費用也更少。
1廢水水質、水量
某汽車公司新建工廠設計產能為年產24萬輛乘用車，計劃分兩期建設，其中一期計劃年產12萬輛乘用車；二期建成后能達到年產24萬輛乘用車的生產規模。
資料顯示，進入廢水處理站的廢水主要為涂裝車間和樹脂及散件車間所產生的脫脂廢水、磷化廢水、電泳漆廢水、噴漆廢水及廠區生活污水。其中一期生活污水量為160 m3／d，磷化廢水(含鎳) 172 m3／d，一般工業廢水量為800 m3／d，噴漆廢水 400 m3／次；二期合計生活污水量為300 m3／d，磷廢水(含鎳)量為320 m3／d，一般工業廢水量 1 280 m3／d，噴漆廢水為400 m3／次。一期工程廢水質見表1。
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廢水處理站設計規模考慮接納工廠一、二期建成投產后所產生的全部廢水量，具體土建部分、生化部分設備和含鎳廢水預處理沒備按二期規模實施，其余設備分期實施。
含鎳廢水物化預處理設計處理能力為20 m3／ h；其他生產廢水物化預處理設計處理能力為7 ITl3／h；生化處理設計處理能力為100 m3／h。出水質要求達到《城市污水再生利用城市雜用水水質》 (GB／T 18920--2002)標準(見表2)。
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2工藝流程
根據汽車工業廢水成分復雜、處理難度大的特性，廢水處理站采用物化預處理、水解酸化一好氧處理、深度處理相結合的處理工藝，含鎳廢水與其他工業廢水分別進行單獨物化預處理后與生活污水均勻混合進入后續的生化、深度處理系統。
考慮到廢水水質以及排放周期的巨大差異，對不同性質、濃度的廢水分別設置獨立的調節池，調節池均設微孔曝氣裝置，通過氣流攪動使原水均勻混合，阻止懸浮物沉淀，同時也起到預生化作用。具體工藝流程見圖1。
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①物化工藝
磷化等含鎳廢水中主要含有PO4 3-、重金屬離子，物化處理采用混凝沉淀處理工藝；其他工業混合廢水則含有油類、表面活性劑以及較高的SS，物化處理采用混凝沉淀加溶氣氣浮工藝。
含鎳廢水與其他工業混合廢水分別進入各自對應的混凝反應槽，混凝反應槽中順序投加H2SO4、 NaOH、PAC、FeCI3、PAM、Ca(OH)2等藥劑。首先通過投加酸、堿調節廢水的pH值使其在金屬離子沉淀的最佳pH值范圍內；汽車工業生產廢水是一種成分復雜、穩定的分散體系，單一的絮凝劑往往無法獲得滿意的處理效果，為此選用了無機高分子絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)和有機高分子絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)，同時配合無機低分子絮凝劑FeCl3復合使用；最后投加石灰水以達到物化除磷的目的；出水再經沉淀、氣浮等物化處理后，不僅能降低廢水中的 COD與Ss，而且能有效去除廢水中的重金屬離子。
②生化工藝
在酸化水解池內難降解的大分子有機物轉化為小分子有機物，提高了廢水的可生物降解性，同時也使后續好氧處理停留時間縮短、能耗降低。
針對汽車生產廢水中含磷量高、去除難度大的情況，好氧生化段采用了A／DAT—IAT工藝，該工藝連續進水，連續、間歇曝氣，和傳統序批式活性污泥法相比，具有更靈活、完備的預反應區，從而使 DAT與IAT能夠保持較長的污泥齡和很高的MLSS 濃度，對有機物負荷及毒物有較強的抗沖擊能力。廢水從DAT池首端連續進入，立即與從IAT回流的混合液和原池中的混合液充分混合，然后經導流墻靠近水面處的導流孑L進入導流區，由上往下流動，使活性污泥絮凝，有利于活性污泥在IAT池進行沉淀，在去除有機物的同時有效降低廢水中的氮、磷含量。
③深度處理工藝
深度處理選用了混凝沉淀、石英砂過濾與活性炭過濾工藝。混凝沉淀主要為進一步降低廢水中的磷含量，使出水磷含量能夠穩定在0．4 mg／L以下；過濾階段選用了成套的全自動微分式過濾器，微分式過濾器運行管理方便、過濾效果較好，同時過濾器能夠利用過濾水泵余壓進行自動反洗，節省了專用反洗泵。
④污泥處理
對含鎳污泥、預處理污泥和生化污泥分別進行處理，分別排入相應的污泥濃縮池進行濃縮，然后進行機械脫水，泥餅外運，濃縮池上清液及機械壓濾液回流至相應的廢水調節池繼續進行處理。
3處理構筑物設計參數
3．1前期物化處理
①調節池：考慮到二期建設要求，同時為有效調節廢水水質與水量，設計時采用了較大容積的調節池。調節池共6座(鋼筋混凝土結構)，其中含鎳廢水調節池容積為270 m3，綜合廢水調節池有效容積為540 m3，高濃度清槽液廢水調節池有效容積為 540 m3，事故水調節池有效容積為600 In3，含鎳清槽濃液調節池有效容積為270 m3；生活污水調節池為 400 m3。
②混凝反應槽：含鎳廢水混凝反應槽有效容積為9m3，反應時間為0．45 h；其他工業廢水混凝反應槽有效容積為36 in3，反應時間為0．48 h，鋼制內襯玻璃鋼材質。
③斜板沉淀池：含鎳廢水斜板沉淀池尺寸為 9mx4．5 mx6 m，設計表面負荷為1．15 m3／(In2· h)；其他工業廢水斜板沉淀池尺寸為12 In×6 m x6 m，設計表面負荷為1．0 m3／(m2·h)，鋼制內襯璃鋼材質。
④氣浮池：氣浮反應池尺寸為8m x4m× 2．7 m，鋼制內襯玻璃鋼材質。氣浮池帶刮渣機、釋放器等，配置尺寸為加．8m×3 m的溶氣罐，有效容積為60 n13，設計表面負荷為1．15 llfl3／(m2·h)，水力停留時間為0．8 h。
⑤其他非標設備：氣浮前反應槽尺寸為6m x2 nl×3．9 m，含鎳廢水檢測水箱尺寸為4．5 mX 1．5m×l m，均采用鋼制內襯玻璃鋼材質。
3．2生化處理
生化處理段處理構筑物含廢水混合池、酸化水解池、DAT—IAT池，鋼筋混凝土結構。其中混合池有效容積為90 n13；酸化水解池有效容積為260 m3， HRT=2．6 h：DAT—IAT池有效容積為900m3，HRT =9 h，DAT池有效容積占總有效容積的30％，反應池內設膜片式微孔曝氣器。
3．3深度處理
混凝折板反應池的有效容積為36m3；斜板沉淀池的有效容積為180 m3，表面負荷為1．0 m3／(m2 ·h)，鋼制內襯玻璃鋼材質；檢測水池的容積為60 ITl3；消毒水池的有效容積為60 m3；回用水池的有效池容積為420m3，鋼筋混凝土結構。設置微分式全自動石英砂過濾器與活性炭過濾器各一臺，過濾能力為60 m3／h。
3．4污泥處理
污泥濃縮池3座，分別處理含鎳污泥、預處理污泥和生化污泥，鋼制內襯玻璃鋼材質，尺寸為直徑4.5 m×5.0 m，帶攪拌機；板框壓濾機3臺，帶自動清洗裝置。
工程中所有電動蝶閥、風機、污泥泵、計量泵、儀表均為進口產品。
4工程運行結果及主要技術經濟指標
工廠一期工程廢水處理站投運以來，運行效果較好，經環境監測單位監測，出水水質達到了回用水水質標準(見表3)。
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筑物為360萬元，標準設備為600萬元，自控系統 150萬元，儀表為80萬元，管道為100萬元，其接費用為60萬元。
工程運行費用如下：①動力費。廢水處理站為三級負荷，總裝機容量為380 kW，一期工程實際工作容量為181．6 kW。電價按0．45元/(kW·h 則電費為1．0元/m3。②人工費。操作人員以12 計，平均每人每月工資為l500元，則人工費為0．46 元/m3。③藥劑費。按1．5元/m3計。④維修預計費用。按以上總費用的3．5％計，為0．1元/ m3。運行費用合計為3．06元／m3(未含折舊費用）。
由以上分析可以看出，由于出水水質要求較高，并且采用了較多進口設備，廢水處理站初期投入較高，運行費用也不低，但是從長遠來看，一期工程廢水處理站出水約有1000 m3／d回用于廠區綠化、清洗道路場地、沖洗廁所等，每年可節水20×104m3，同時能夠最大程度地減輕對周圍環境的污染，符合國家節能減排的產業政策。
5結論
①對某公司汽車生產排放廢水進行集中綜合處理后，出水水質達到了回用水水質標準，整個廠區實現了生產廢水的零排放。
②廢水處理站采用了許多先進設備及監測儀表，操作方便、自動化程度高，出水水質穩定。
③藥劑成本較高，如能在運行中優化投量，則不僅能獲得更好的出水水質，而且能減小運行成本。
參考文獻：
[1]嚴瑞楦．水處理劑應用手冊[M]．北京：化學工業出版社，2000．
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