上海某汽车塑料零配件有限公司专业从事汽车塑料零配件的设计、制造及生产。在生产过程中排放涂装废水约85m3/d，处理出水指标需满足上海市《污水排入城镇下水道水质标准》(DB31/445—2009)，达标后纳管排放。原废水站建于2007年，采用传统生化处理工艺，运行效果较差，处理设施大多损坏停用，已不能满足纳管排放要求。该废水站改造工程于2015年9月启动，2016年4月竣工验收，至今出水效果良好，优于出水要求。 1、设计水量和水质 该公司共有三条涂装生产线，每生产7天左右，停线12h。开线时连续不断地产生前处理溢流水，停线时产生循环导槽废水及前处理导槽废水，两股导槽废水同时排放。前处理废水(前处理溢流水和前处理导槽废水)设计水量为75m3/d，循环导槽废水设计水量为10m3/d，设计总水量为85m3/d。循环废水内含有大量的漆渣及漆渣絮凝剂，有机污染物较多，且可生化性较差。前处理废水是清洗零部件表面后的溢流水，原水为一级ＲO出水，较为洁净，有机物浓度较低。具体进、出水水质见表1。 
2、改造前存在的问题及分析 原处理工艺为循环废水收集池+前处理废水收集池+调节池+水解酸化池+两级接触氧化池+二沉池+污泥池+污泥脱水，对存在的问题分析如下: ①存在工艺缺陷。循环废水收集池前设置8mm人工格栅，但细小颗粒漆渣可通过格栅进入收集池，因漆渣有粘性，一段时间后会聚集为大颗粒漆渣，堵塞泵体等设备，且不易被厌氧微生物水解，不利于后续好氧微生物的生长。二沉池没有活性污泥回流措施，不能补充活性污泥至生化池。 ②除钢筋混凝土池体外，动力设备(如鼓风机、污泥脱水机、加药系统等)大多已损坏，改造前废水站已基本处于瘫痪状态。 ③自动化水平较低，存在一定的运行隐患，不能及时发现和处理突发问题。 ④运行管理不到位，栅渣、二沉池污泥未能及时处理，设备维修不及时。 3、技术改造及调试运行 3.1 改造工艺路线 针对原废水站存在的问题，本着节省投资成本，尽量利用原有废水处理设施的原则，采用如图1所示的改造流程。相比原工艺，在水解酸化池前增加混凝气浮预处理单元，将调节池出水中微小漆渣颗粒及可絮凝物质去除，为后续生化处理提供有利条件，并能有效防止泵体堵塞;另外，在水解酸化池中悬挂组合填料，尽量提高废水可生化性。采用手动及自动两种方式控制运行。 
3.2 主要处理单元 ①循环废水收集池(改造)。半地上式，钢混结构，尺寸为5．52m×3．76m×4．00m，内设格栅池。停留时间为7．5d。由浮球液位计控制液位高低。人工格栅(利旧)2道，栅间隙分别为10mm及8mm;穿孔曝气管;电缆浮球液位计1套;潜污泵2台，Q=10m3/h，H=150kPa，N=1．5kW，开式叶轮，带可切割功能，铸铁材质;玻璃转子流量计，口径DN40，运行流量控制在0．5～1．8m3/h。 ②前处理废水收集池(改造)。全地下式，钢混结构，尺寸为4．14m×2．76m×4．00m，内设格栅池。停留时间为7．2h。人工格栅(利旧)2道，栅间距为10mm及8mm;穿孔曝气管;电缆浮球液位计1套;潜污泵2台，Q=8m3/h，H=120kPa，N=1．1kW，开式叶轮，铸铁材质;电磁流量计1套，口径DN32，内衬材质F4，电极材质Ti，运行流量控制在3．2～4．0m3/h。 ③调节池(改造)。全地下式，钢混结构，尺寸为2．76m×2．64m×4．00m，停留时间为6．5h。均衡循环废水与前处理废水的水量及水质，并将废水提升至混凝气浮池。穿孔曝气管;电缆浮球液位计1套;潜污泵2台，Q=10m3/h，H=200kPa，N=2．2kW，半开式叶轮，铸铁材质;电磁流量计，口径DN32，内衬材质F4，电极材质Ti，运行流量控制在4．0～5．0m3/h。 ④混凝气浮池(新增)。采用部分回流加压溶气组合气浮池。在pH值为8～9时，加入适量的PAC及PAM，使可絮凝的漆渣物及悬浮物发生絮凝反应，在大量微小气泡的作用下，密度比水小的物质上浮而去除，密度比水大的物质通过沉降去除。气浮池1座，处理水量为3～5m3/h，CS材质+防腐。带有PAC混凝及PAM絮凝反应池。气浮池尺寸为3．5m×1．0m×2．5m，每个反应池尺寸为0．5m×0．5m×1．9m。气浮加药反应时间为4．8min，接触区HＲT为5min，分离区HＲT为40min，出水回流比为30%。另外，配套搅拌机、溶气罐、溶气水泵、刮渣机、空压机等，总功率为3．72kW。 ⑤水解酸化池(改造)。半地下式钢混结构，尺寸为5．52m×2．76m×4．00m，HＲT=13h，容积负荷≤1．6kgCOD/(m3•d)。1套推流搅拌装置，n=980r/min，N=1．5kW，叶轮及导杆为不锈钢材质，本体为铸铁材质。三角形出水堰1套，CS材质+防腐。150mm组合填料31m3，高密度聚乙烯材质。填料支架由10#槽钢、12mm螺纹钢组成。 ⑥两级接触氧化池(改造)。半地下式，钢混结构。一级接触氧化池尺寸为5．52m×4．26m×4．00m，HＲT为19．5h，容积负荷为1．1kgBOD5/(m3填料•d)。二级接触氧化池尺寸为2．76m×2．76m×4．00m，HＲT=6．3h，容积负荷为0．45kgBOD5/(m3填料•d)。接触氧化池安装悬挂式生物填料，以固定微生物并增加生物量。微孔曝气器70套，直径215mm，ABS材质，服务面积为0．3m2/套。UPVC曝气管网1套。生物填料、填料支架及三角形出水堰同水解酸化池。 ⑦二沉池(改造)。半地下竖流式，钢混结构，尺寸为2．76m×2．76m×4．50m，泥斗底面尺寸为0．5m×0．5m，泥斗卸壁与水平面倾角为55°，HＲT=3．3h，表面负荷为0．56m3/(m2•h)。二沉池设排泥泵，兼作污泥回流泵，补充接触氧化池及水解酸化池的活性污泥，剩余污泥泵入污泥池。二沉池上清液自流至纳管排放口。排泥泵为手动控制。管道排泥泵2台(1用1备)，Q=25m3/h，H=150kPa，N=2．2kW，铸铁材质。导流筒直径300mm，CS材质+防腐，三角形出水堰1套。 ⑧污泥处理系统。污泥池1座，设在设备房内，全地上式钢混结构，尺寸为3．76m×2．7m×1．0m。由于污泥池高度仅为1m且内为平底，不能起到污泥浓缩的作用，仅能暂存污泥。污泥经脱水后，压滤液回流至调节池，二沉池排泥时，需注意不能将清水排进污泥池。设螺杆泵2台(1用1备)，Q=2m3/h，H=600kPa，N=1．5kW，铸铁材质。电接点压力表1块，压力为0～1．0MPa。液压自动保压板框压滤机1套，过滤面积为20m2，N=1．5kW，滤板为增强聚丙烯材质。 ⑨加药系统。加药装置共4套:8%PAC、0．1%阴离子PAM、30%NaOH、15%尿素。带加药搅拌机的1m3加药桶4套，桶体为PE材质，搅拌轴及桨叶为SS304衬塑材质，N=0．25kW。加药计量泵4台，Q=25L/h，压力≥0．3MPa，N=0．025kW，投加NaOH泵头为PVDF材质，其余3台为PVC材质。 ⑩鼓风机。罗茨鼓风机2台(1用1备)，Q=3．68m3/min，ΔP=40kPa，N=5．5kW，铸铁材质。 3.3 调试运行 废水站竣工后运行至今，各项出水指标均能满足上海市纳管排放要求。在工程调试阶段，解决了阻碍通畅运行的各种问题。 ①气浮调试。首先进行气浮池加药小试，再依据小试结果，调整气浮运行加药量:将进水pH值从6～7调至8．5，PAC投加量为20mg/L、PAM为2mg/L，溶气罐压力控制在0．3～0．5MPa，气浮出水较为清澈、透明。当气浮进水COD浓度为700～1000mg/L时，出水COD可降至200～450mg/L，气浮对COD去除率＞55%，这说明气浮对此类涂装废水具有较好的处理效果。当涂装废水COD≤1000mg/L时，可考虑经气浮处理后直接纳管排放。气浮进水COD偶有超过1000mg/L的情况，为保障出水效果稳定，气浮之后仍然进行生化反应。 ②生化池调试。生化池调试主要在于菌种驯化、控制DO、均衡营养物质。因条件受限，以满负荷生化池进行微生物驯化，投加5．5t电镀废水生化池含水率为80%的脱水污泥。其中水解酸化池均匀投加1．6t污泥，一级及二级生物接触氧化池分别均匀投加2．9t及1．0t污泥。水解酸化池进水COD及氨氮浓度分别为450、0．8mg/L，按厌氧微生物生长所需营养物质比例C∶N∶P=200∶5∶1计，水解酸化池中补充尿素8mg/L。随后开启鼓风机，将生物接触氧化池DO控制在4～5mg/L，闷曝3d，实测DO平均值为4．3mg/L，闷曝后废水颜色已由黑色逐渐转变为淡黄色，好氧微生物长势良好。水解酸化池不设曝气，DO值维持在0．3mg/L左右。经检测，当水解酸化池进水COD＜400mg/L时，二沉池出水COD＜60mg/L。二级接触氧化池SV30为18%，污泥沉淀效果良好，二沉池出水较为清澈，正常运行时出水SS＜30mg/L。 ③气浮溶气压异常的处理。气浮正常运行时溶气罐压力为0．35～0．5MPa，溶气压异常会影响气浮的运行效果。调试阶段溶气压曾两次下降至0．2～0．3MPa，主要原因:a．原溶气释放器为碳钢材质，而气浮进水pH值为6～7，释放器受弱酸性水质的长期腐蚀，释放孔径扩大了1mm，导致释放出的气泡直径增大，溶气压降低。将碳钢释放器更换为不锈钢释放器后，溶气压恢复正常。b．回流泵内部或回流泵的进水管路发生堵塞，清堵后可使溶气压恢复正常(0．45MPa)。为避免回流水泵及其进水管路堵塞，气浮开机后，以清水运行30min，再逐渐加废水至满负荷运行，调节加药量，再通过调节出水液位以确保进入清水区的水尽量清澈，没有悬浮物，同时降低了溶气释放器被堵住的可能性。当气浮溶气压超出最高警戒压力值(0．6MPa)，达到0．7MPa，说明溶气罐增压及回流泵运行良好，但溶气释放器的微小孔径被堵塞，此时将释放器清堵即可。 ④循环废水提升泵的更换。循环水池提升泵初期选用普通潜污泵，泵堵塞频率很高，甚至一天需清理两次。这是因为循环废水中许多细小漆渣可通过8mm格栅聚集沉积在池底形成大颗粒漆渣;普通潜污泵叶轮为闭式叶轮，废水中直径为3～4cm的大颗粒物不能通过叶轮的流道。将普通潜污泵更换为带可切割功能的液下泵，并加强现场管理，每天及时清理格栅池内的栅渣，可彻底消除循环废水提升泵堵塞的隐患。选用液下泵，叶轮材质为高铬铸铁合金不锈钢，为全开可切割式。 ⑤管道排泥泵的更换。废水站生化处理效果较好，二沉池中每天产生的生化污泥及气浮池的浮渣共约5m3。初期二沉池选用管道式排泥泵，口径仅为25mm，且进泥管路上安装了6个弯头，泵的入口阻力较大，经常被气浮浮渣及生化污泥聚集成的直径2～3cm的颗粒物堵塞，导致二沉池不能正常排泥，部分污泥发生厌氧分解而上浮，出水SS也高达800mg/L。解决措施:首先，将25mm的管道排泥泵更换为65mm的立式管道泵，叶轮为半开式，流道宽度为5cm，可通过直径为2．5cm的颗粒物。其次，将进泥管管路连接弯头优化至3个。排泥泵更换后，效果良好。 ⑥螺杆泵的维护。螺杆泵作为板框压滤机的进泥泵，正常运行时进泥管压力维持在0．6MPa左右，运行近四个月时，进泥管压力下降至0．4MPa，且泵声音异常，板框压滤机进泥量减小。拆开泵体，发现螺杆泵的碳钢转子与橡胶定子均磨损严重，出现多处较深的沟痕，更换新的转子及定子后，螺杆泵的使用恢复正常。螺杆泵需定期维检。 ⑦滤布的选型。调试初期板框压滤机滤布选用腈纶滤布，运行3个月即发生堵塞且清洗无效。因污泥为中性，具有一定的黏性，且压滤机取得较好的脱水效果即可，不需要高过滤精度，故将滤布更换为丙纶750b。该滤布为厚密型斜纹网状，过滤精度一般，但过滤效率较高。调试结果表明，丙纶滤布更适用于此污泥的板框脱水，耐用且不易堵塞，滤布每月可清洗一次，每8个月更换一次。 ⑧风机运行及降噪。风机的额定风量Q=3．68m3/min，额定风压ΔP=40kPa，额定功率N=5．5kW，额定电流I=11．6A，实际运行中发现此风机的风量、风压与本工程的正常运行需求相比均略小。当收集水池及调节池曝气量阀门开大一点，接触氧化池水面就没有曝气水花了，调节阀门使各池均有曝气，风机的工作风压在0．045MPa左右，超过了额定风压(0．04MPa)。生物接触氧化池有效水深为3．5m，管路风阻损失一般在0．8～1．2m，风压为0．05MPa的风机更为合适，而风量也应考虑1．2的余量系数。 在各水池正常曝气的情况下，风机三相工作电流为10～10．6A，均小于额定电流，说明此风机仍可以使用，不过产生的噪声较大，风机1m处的噪声为82～85dB。因风机设在值班房内，为尽量避免噪声损害人体健康，采用70mm厚冲孔式消音玻璃棉彩钢夹心板及扇叶直径为300mm的百叶窗式工业排风扇，制作成风机隔音罩，可使风机1m处噪声降至65dB左右。 ⑨预防冰冻。废水站调试期间经历了严冬，2016年1月24日上海地区出现严重冰冻，气温下降至－10℃。因废水站各动力设备及管路并未采取保温措施，导致当日部分UPVC材质的加药管、污水管冻裂，气浮回流水泵叶轮及底座被膨胀的冰体挤压变形。此场冰冻增加了废水站在调试期间的维护成本。一般情况下，上海冬季最低气温不会低于－5℃，若采取管路及设备保温措施一方面增加投资成本，另一方面也不利于夏季散热。在冬季运行时，应积极关注气温变化，当有低温或冰冻天气预警时，应停止进水及运行，并将动力设备及管路积水及时排空，以避免因冰冻而损坏设备及管路。 3.4 运行效果 由于受设备更换维修、污泥处理系统维护、春节假期、冰冻维修等的影响，废水站调试期经历了4个月。虽然调试期较长，但大部分时间二沉池出水COD、NH3－N、SS、pH均达标。一方面因为该废水站涂装废水经调节池混合后COD浓度降至700～1350mg/L，而原水氨氮及pH指标也均满足出水要求，另一方面是由于气浮池对废水中残留的漆渣及SS去除率较高，气浮出水大多数情况下已达到上海市纳管排放要求，再经水解酸化及接触氧化反应后，废水中污染物浓度进一步降低。从2016年4月废水站正式运营至今，运行状况良好，出水COD＜120mg/L，NH3－N＜6．5mg/L，SS＜80mg/L，pH=7～8．5，各项指标远远优于出水标准要求。各单元出水COD浓度变化见表2。 
4、技术经济分析 该废水站改造工程不需要土建施工，仅需工艺设计、设备安装及调试即可，工程量较小。工程建设总成本为36．67万元，其中设备采购费为27．57万元(更换及维修设备2．35万元)，电控及材料费为5．13万元，安装及人工费等为3．97万元。废水站直接运行成本为1．90元/m3，其中药剂费为1．56元/m3、电费为0．34元/m3。 5、结论 ①该工程采用循环废水收集池+前处理废水收集池+调节池+混凝气浮预处理+水解酸化池+两级接触氧化池+二沉池+污泥池+污泥脱水系统工艺处理涂装废水，出水水质优于上海市纳管排放标准，效果良好。 ②混凝气浮池对循环废水及涂装废水的预处理效果良好，可使COD去除率＞55%。若循环废水及涂装废水的混合水COD浓度稳定在1000mg/L以下，可考虑经混凝气浮处理后直接纳管排放，既简化了工艺流程，又节省了投资成本及运行管理成本。 ③对于生产汽车塑料零配件产生的涂装废水，循环废水池提升液下泵应选用开放式叶轮，并带可切割功能，以免废水中细小颗粒聚集成大颗粒堵塞泵体;板框压滤机的滤布选择丙纶750b型较合适，立式管道排泥泵的口径不宜小于50mm。 ④冰冻或低温前应停止废水站的运行，并及时排空动力设备及管路内的积水，以免因冰冻而损害设备及管路，造成不必要的经济损失。 文章来源：亿利首建生态科技有限公司，上海立昌环境工程股份有限公司 本文中文章与图片版权归原作者所有，如有侵权请立即与我们联系，我们将及时处理
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