工業(yè)涂裝廢水芬頓處理技術(shù)工藝

電泳涂裝是近３０年發(fā)展起來的一種特殊涂膜形成方法，具有水溶性、無毒、易于自動(dòng)化控制等特點(diǎn)，在汽車、電子、建材、五金等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。由此，電泳廢水隨之產(chǎn)生，并成為較廣泛出現(xiàn)的一種工業(yè)廢水，該廢水具有污染物種類多、成分復(fù)雜的特點(diǎn)。此外，由于各行業(yè)、企業(yè)規(guī)模差異較大，電泳廢水水量、水質(zhì)差異也較大，電泳廢水的處理工藝也必然呈多樣性。本工程位于大連某電子企業(yè)，根據(jù)環(huán)保“三同時(shí)"規(guī)定，新上電泳涂裝生產(chǎn)線需配套廢水處理站。本工程廢水量較小，現(xiàn)場(chǎng)用地有限，且要求基本實(shí)現(xiàn)無人值守。本工程設(shè)計(jì)基于上述條件展開。

１設(shè)計(jì)處理規(guī)模、水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

１．１設(shè)計(jì)處理規(guī)模

本工程設(shè)計(jì)規(guī)模由該企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)線參數(shù)確定，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為２４０ｍ３／ｄ，廢水處理站可８ｈ或２４ｈ自動(dòng)運(yùn)行。生產(chǎn)線定期排放的廢液由公司收集、處理，不在本工程處理范圍內(nèi)。

１．２設(shè)計(jì)處理水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

由于廢水處理站必須與新上生產(chǎn)線同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入運(yùn)行，無法通過現(xiàn)場(chǎng)采樣的方式獲得準(zhǔn)確的廢水水質(zhì)，因此本工程原水水質(zhì)由該企業(yè)結(jié)合同行業(yè)水質(zhì)資料確定。排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ＤＢ２１／１６２７—２００８）之排入污水處理廠的水污染物允許排放濃度。設(shè)計(jì)原水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如表１所示。

表１原水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

２工程設(shè)計(jì)

２．１工藝流程

電泳廢水的主要污染物為水溶性樹脂、顏料、填料、助溶劑（酯、酮、酸類）和少量的重金屬離子。Ｆｅｎｔｏｎ試劑因Ｈ２Ｏ２與Ｆｅ２＋的催化作用，可產(chǎn)生具有氧化能力的ＨＯ˙，對(duì)以有機(jī)物為主的各類高濃度污染物有很好的處理效果。根據(jù)電泳廢水的主要污染物構(gòu)成及濃度，并結(jié)合本工程廢水量較小、現(xiàn)場(chǎng)用地有限且要求基本實(shí)現(xiàn)無人值守的條件，本工程設(shè)計(jì)工藝流程為廢水調(diào)節(jié)＋序批式Ｆｅｎｔｏｎ催化氧化＋混凝沉淀＋砂濾。具體工藝流程見圖１。

２．２各單元設(shè)計(jì)

２．２．１廢水調(diào)節(jié)單元

由于本工程水量較小且用地有限，采用批處理方式，因此必須設(shè)置廢水調(diào)節(jié)池以緩沖、調(diào)節(jié)批處理反應(yīng)裝置運(yùn)行期間流入廢水站的原水。廢水調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)有效容積為８ｍ３，ＨＲＴ為８ｈ。池底設(shè)有穿孔曝氣管攪拌廢水以達(dá)到均質(zhì)和防止沉淀的作用，曝氣強(qiáng)度為４ｍ３／（ｍ２˙ｈ）。池頂部設(shè)有提升泵２臺(tái)，１用１備，形式為耐腐蝕泵，Ｑ＝４０ｍ３／ｈ，Ｈ＝１５ｍ，Ｎ＝５．５ｋＷ，泵的啟停同時(shí)受批處理反應(yīng)裝置運(yùn)行時(shí)間控制及廢水調(diào)節(jié)池液位控制。

２．２．２序批式Ｆｅｎｔｏｎ催化氧化反應(yīng)槽單元

本單元是工藝處理的核心單元，可依次實(shí)現(xiàn)包括調(diào)ｐＨ至酸性、Ｆｅｎｔｏｎ催化氧化、ｐＨ回調(diào)、混凝、沉淀、排水排泥６個(gè)功能。序批式Ｆｅｎｔｏｎ催化氧化反應(yīng)槽本體為鋼制錐底圓罐，內(nèi)襯環(huán)氧樹脂玻璃鋼防腐，總高為４ｍ，直邊高為２．７ｍ，錐斗高為１．３ｍ，錐斗斜邊與水平面夾角６０°，罐體內(nèi)徑為１．８ｍ，反應(yīng)區(qū)總有效容積為６ｍ３。

槽內(nèi)設(shè)有固定式ｐＨ探頭，實(shí)時(shí)在線測(cè)定廢水ｐＨ并傳送至集中控制柜，根據(jù)設(shè)定程序控制各加藥泵的運(yùn)行。槽內(nèi)設(shè)有槳式攪拌機(jī)１臺(tái)，轉(zhuǎn)速為１９０ｒ／ｍｉｎ，Ｎ＝２．２ｋＷ。原水由提升泵提升進(jìn)入反應(yīng)槽，設(shè)計(jì)進(jìn)水歷時(shí)１０ｍｉｎ，達(dá)到設(shè)定液位后攪拌機(jī)啟動(dòng)，同時(shí)Ｈ２ＳＯ４加藥泵在ｐＨ控制器控制下啟動(dòng)，在廢水中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１０％的Ｈ２ＳＯ４溶液，待廢水ｐＨ降至３后停止加藥，設(shè)計(jì)ｐＨ調(diào)節(jié)歷時(shí)５ｍｉｎ。加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１０％的ＦｅＳＯ４溶液及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為２７．５％的Ｈ２Ｏ２溶液，在攪拌下進(jìn)行Ｆｅｎｔｏｎ催化氧化反應(yīng)，設(shè)計(jì)反應(yīng)歷時(shí)６０ｍｉｎ。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)下，確定ＦｅＳＯ４投加量為２００ｍｇ／Ｌ，Ｈ２Ｏ２投加量為６００ｍｇ／Ｌ。

槽內(nèi)設(shè)有固定式ＯＲＰ探頭，實(shí)時(shí)在線測(cè)定廢水ＯＲＰ值并傳送至ＰＬＣ，當(dāng)氧化反應(yīng)后期ＯＲＰ值穩(wěn)定在３００ｍＶ時(shí)認(rèn)為Ｆｅｎｔｏｎ反應(yīng)已完成，否則將再次啟動(dòng)ＦｅＳＯ４加藥泵及Ｈ２Ｏ２加藥泵。當(dāng)然，除非生產(chǎn)線發(fā)生故障或Ｈ２Ｏ２藥劑品質(zhì)出現(xiàn)問題，否則此種異常情況極少發(fā)生。氧化反應(yīng)完成后，Ｃａ（ＯＨ）２加藥泵啟動(dòng)，回調(diào)廢水ｐＨ至８．５，此時(shí)廢水中將產(chǎn)生大量絮體，再加入３ｍｇ／Ｌ質(zhì)量分?jǐn)?shù)為０．１５％的ＰＡＭ溶液，使絮體更大，更易沉降，ｐＨ回調(diào)及ＰＡＭ投加、反應(yīng)過程設(shè)計(jì)歷時(shí)１５ｍｉｎ。

ＰＡＭ投加完成后攪拌機(jī)停止運(yùn)行，廢水逐漸靜止，絮體開始沉淀，沉淀過程設(shè)計(jì)歷時(shí)３０ｍｉｎ，以保證槽體底部錐體內(nèi)的污泥密實(shí)度。沉淀工序完成后自動(dòng)由上至下依次開啟３個(gè)氣動(dòng)閥進(jìn)行排水，將槽體直邊段內(nèi)６ｍ３的廢水平緩排出，之后啟動(dòng)槽體底部的排泥泵，將底部沉淀的污泥排至污泥干化槽，此排水、排泥過程設(shè)計(jì)歷時(shí)１５ｍｉｎ。以上序批式Ｆｅｎｔｏｎ催化氧化反應(yīng)單元運(yùn)行全周期合計(jì)１０＋５＋６０＋３０＋１５＝１２０ｍｉｎ。