噴漆活性炭廢水處理方案設(shè)計研究
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摘要：噴漆活性炭再生冷凝廢水水質(zhì)復雜，有機物含量高，難生物降解，處理困難。本文根據(jù)噴漆活性炭再生冷凝廢水的特點，設(shè)計了廢水處理工藝及構(gòu)筑物、相關(guān)設(shè)備、工程投資及運行費用。
關(guān)鍵詞：噴漆活性炭再生冷凝廢水；有機廢水；方案設(shè)計
引言
油漆在噴涂過程中，會釋放大量苯系物等有機成分，這些物質(zhì)對人體和環(huán)境都會造成嚴重危害[1-3]。同時，在噴涂廢氣采用活性炭吸附水蒸氣再生冷凝產(chǎn)生廢水，其廢水主要特點是：（1）含多種有毒、難于生化降解的高分子有機化合物且濃度高；（2）水量不大，但成分非常復雜[3,4]。導致廢水處理起來難度較大，一般處理工藝無法達標排放。本文在分析廢水水質(zhì)特征基礎(chǔ)上，提出詳細的處理方案，并計算投資成本，以期為噴漆活性炭再生冷凝廢水的處理提供一個可靠的參考。
1方案設(shè)計背景
廣東某集裝箱生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要對集裝箱進行噴漆處理，噴漆廢氣采用活性炭吸附，飽和后采用水蒸氣進行冷凝，冷凝廢水中有機物含量高，如果排放至環(huán)境中將對環(huán)境產(chǎn)生很大的影響[4]。為避免對環(huán)境產(chǎn)生影響，同時減少污水的排放，擬就該股廢水建設(shè)一套污水處理系統(tǒng)。根據(jù)前期調(diào)查，廢水水量為80m3/d。處理后出水水質(zhì)滿足廣東省地方標準（DB44/26-2001）中其他排污單位第二時段三級排放標準。為滿足標準要求，該廢水處理系統(tǒng)設(shè)計出水COD低于500mg/L。
2方案設(shè)計
2.1工藝選擇
該廢水主要污染物為酮類、醇類、苯、二甲苯、醋酸丁酯、類雜環(huán)溶劑等[5]。溶劑的主要成分為天那水，常溫下?lián)]發(fā)性強的特點。其污水的COD高達75000mg/L以上，可生化性差，濃度變化范圍大。目前，國內(nèi)外常用的廢水處理方法主要是物化和生物法。本項目因污水中有機物含量高，直接生化處理存在對微生物有毒害作用的物質(zhì)。因此，針對該高濃度廢水處理要達到的排放指標，采用單一的物化或生物處理工藝，難以保證達標排放[3]。同時，還存在一次性投資大，運行費用高，占地面積大，操作管理復雜，處理效率低等不足。根據(jù)項目廢水特點，經(jīng)綜合分析比較，本方案擬采用物化+生化的組合工藝。
2.2工藝流程圖
如圖1所示，廢水先在值調(diào)節(jié)池內(nèi)進行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)。經(jīng)調(diào)節(jié)后的廢水用泵提升至芬頓pH調(diào)節(jié)池，投加H2SO4調(diào)節(jié)pH值至2.5~3之間，再進入氧化池一投加FeSO4，在芬頓氧化池二內(nèi)投加H2O2；利用芬頓的氧化作用對廢水進行氧化，降解其中的有機物，經(jīng)過氧化后的廢水進入pH調(diào)節(jié)池二，加入NaOH調(diào)節(jié)pH值至8左右，再進入絮凝池，加入PAC、PAM進行絮凝反應(yīng)；經(jīng)絮凝反應(yīng)后的廢水進入斜管沉淀池內(nèi)進行泥水分離，上清液進入中間水池，同時加入生活污水稀釋2倍，適當加入營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)調(diào)節(jié)后的廢水進入?yún)捬醴磻?yīng)池；厭氧反應(yīng)池出水進入三級AO生化處理。出水經(jīng)過混凝沉淀后，進入綜合污水池。
3工程設(shè)計
根據(jù)廢水特點和處理工藝情況，設(shè)計了如下反應(yīng)器構(gòu)筑物和設(shè)備。
3.1調(diào)節(jié)池一結(jié)構(gòu)：鋼砼地下式；數(shù)量：1座；進水規(guī)模：125m3/d；停留時間：12h；有效容積：70m3；內(nèi)設(shè)液位控制系統(tǒng)一套，提升泵2臺。
3.2調(diào)節(jié)池二結(jié)構(gòu)：鋼砼地下式；數(shù)量：1座；進水規(guī)模：125m3/d；停留時間：6h；有效容積：37.5m3；內(nèi)設(shè)液位控制系統(tǒng)1套，轉(zhuǎn)子流量計2個，提升泵2臺。
3.3芬頓pH調(diào)節(jié)池一有效容積：4.0m3；停留時間：1.0h；配套攪拌裝置一套，加藥系統(tǒng)1套，加藥泵1臺，pH控制器1套。
3.4芬頓氧化池一有效容積：6.4m3；停留時間：1.6h；配套攪拌裝置1套，加藥系統(tǒng)1套。
3.5芬頓氧化池二有效容積：6.4m3；停留時間：1.6h；配套攪拌裝置1套，加藥系統(tǒng)1套。
3.6pH調(diào)節(jié)池二有效容積：5.4m3；停留時間：1.4h；配套攪拌裝置1套，加藥系統(tǒng)1套，pH控制器1套。
3.7絮凝反應(yīng)池有效池深：1.8m；有效容積：5.4m3；停留時間：1.4h；數(shù)量：2座；配套攪拌裝置2套，加藥系統(tǒng)2套，加藥泵2臺。
3.8斜管沉淀池有效池深：4.5m；表面負荷：0.17m3/m2•h。
3.9中間水池有效池深：4.2m；有效容積：50.4m3；停留時間：4.2h；加藥系統(tǒng)2套，加藥泵2臺，液位控制器1套，提升泵2臺。
3.10厭氧反應(yīng)器類型：碳鋼防腐；數(shù)量：1座；設(shè)計流量：12m3/h；有效容積：540m3；停留時間：2.5d。
3.11水解酸化池一形式：上流式厭氧濾池；設(shè)計流量：Q=12m3/h；停留時間：8h；有效高度4.8m；有效容積96m3。
3.12接觸氧化池一有效池深：4.5m；有效容積：360m3；停留時間：1.5d。
3.13水解酸化池二形式：上流式厭氧濾池，設(shè)計流量：Q=12m3/h；停留時間：T=8.8h；有效高度：H=4.4m；有效容積：105.6m3。
3.14接觸氧化池二有效池深：4.3m；有效容積：565m3；停留時間：2.4d；羅茨鼓風機2臺，微孔曝氣系統(tǒng)1套。
3.15絮凝反應(yīng)池有效池深：1.7m；有效容積：9.7m3；停留時間：0.8h；數(shù)量：2座。3.16斜管沉淀池有效池深：4.1m。
4費用計算
4.1工程投資費用
經(jīng)對各項費用的分析，工程總投資為350萬元，其中設(shè)備材料費260萬元，設(shè)計費7萬元，運輸費8萬元，工程管理費15萬元，其它費用60萬元。
4.2運行費用
本系統(tǒng)運行涉及的費用主要包括設(shè)備用電產(chǎn)生的電費、維修費用、藥劑費用、污泥處置費及人工費用等，合計為每噸水的運行成本為26元，計算依據(jù)如下：（1）電費廢水處理系統(tǒng)總裝機容量為44.15kW，每天耗電621.2度，按每度電0.85元計算，每天電費為528.02元，每噸水電費6.6元。（2）藥劑費用系統(tǒng)所需藥劑費用主要為堿、硫酸、PAC、PAM、H2O2、FeSO4等。每噸廢水需投加H2SO4量為0.3kg，投加NaOH量為0.25kg，投加H2O2量為1.2kg，投加FeSO4量為2.5kg，投加PAC為0.1kg，PAM為0.01kg。噸水藥劑成本為6.2元。（3）污泥處置費根據(jù)水質(zhì)情況及加藥量，每噸廢水所產(chǎn)生的干污泥量約為4千克，壓濾機壓濾后的污泥含水率為80%，壓濾后的污泥量為20千克。每噸污泥的外運處置費用為5000元，則每噸廢水產(chǎn)生的污泥處置費用為10元。（4）維修費設(shè)備每年的維修費用為設(shè)備總投資的2%，折算噸水維修費用為1.5元。（5）人工費系統(tǒng)運行所需要的運營人員與綜合污水處理系統(tǒng)共用，但由于本系統(tǒng)的工作量較大，故會導致污水站運營人員增加1人，每個月綜合工資費用為4000元，折合噸水處理成本為1.7元。
結(jié)語
本文分析了噴漆活性炭再生冷凝廢水的性質(zhì)，根據(jù)廢水中組分特點，設(shè)計廢水處理工藝，并詳細設(shè)計了構(gòu)筑物和相關(guān)設(shè)備。通過計算，處理80m3/d的噴漆活性炭再生冷凝廢水，使出水達到回用標準，其工程造價為350萬元，噸水運行成本為26元。
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作者：丁建華 單位：深圳市景泰榮環(huán)?？萍加邢薰?/p>