鄭少楠1，周華2
隨著國民經濟的發展日趨工業化，工業生產對環境的污染問題越來越引起人們的重視。噴漆作業是工業生產的一個重要環節，噴漆作業所產生的低濃度大風量的有機廢氣對環境的污染也隨著經濟的發展而加劇。為了保護環境，減輕污染程度，相關企業都采取了一系列對噴漆廢氣進行控制的措施。就目前而言，對噴漆時產生漆霧的治理工藝一般有干式漆霧過濾器和水簾柜，由于水簾柜有著運行阻力小、凈化漆霧比較徹底的優點而受無塵噴漆工藝設計者的青睞。但是水簾柜的缺點就是會造成二次污染，即被吸收下來的漆霧和水混合在一起，形成高濃度的噴漆廢水，廢水在循環使用一段時間后，一般必須更換新鮮水。噴漆廢水間歇性排放，水質水量隨時間變化較大，給廢水工程設計、運行管理增加了困難。噴漆廢水處理方法很多，有物理化學處理法、生物法等。而實際水處理工程常常是多種方法結合，以便取得最佳的效果。本例中，選擇了氣浮- 生化法處理高濃度噴漆廢水，取得了良好的效果，譚福環保。
1 處理工藝流程
1.1 廢水的水量水質及處理方法的選擇
廣東省韶關市某合金車模有限公司，系香港獨資企業，主要生產按比例制造的合金模型車，機動玩具車及各種塑膠和電子玩具。該項目產生的廢水有噴漆廢水、飯堂污水及員工的生活污水。其中噴漆廢水來源于噴漆時水簾柜吸收噴漆廢氣而產生的廢水，該類廢水含大量水溶性油漆，外排量為100t/d，含有SS、CODcr、BOD5、色度、油類等污染物，其中油類濃度可達到50mg/L，CODcr 最高可達15600mg/L，成分復雜，濃度高。譚福環保。另外，員工飯堂每天排放餐飲廢水約50t/d，含有大量油脂、食物殘渣和懸浮物；生活污水來源于員工的生活過程，包括淋浴、洗衣等生活污水總排放量為550t/d，生活污水水質水量波動范圍大，其中含有較多的有機物、表面活性劑含量高。廢水水質狀況如表1 所示。
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該項目產生的廢水特點，除高濃度噴漆廢水外，還有大量生活污水，所以選用氣浮- 生化法來處理該公司的綜合廢水?？紤]到噴漆廢水水量少、濃度高、成份復雜的特性，選用氣浮設備進行預處理，以減輕后續處理的負荷。另外氣浮設備適用于間歇運行，且占地面積小、管理方便、靈活，適合該公司噴漆廢水處理要求，所以我們首先采用氣浮法處理生產污水，再與飯堂污水及生活污水一起進行生化處理，綜合解決該公司產生的幾類廢水處理的問題。廢水經過處理后排放標準執行廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準。譚福環保。
1.2 處理工藝流程
綜合廢水處理工程工藝流程參見圖1。
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噴漆廢水首先通過隔浮渣池，去除廢水中的浮渣和浮油等雜質后進入調節池進行均質、調節水量和水質，再經泵提升至氣浮裝置，在氣浮裝置投加助凝劑和絮凝劑，進行固液分離后，廢水和經過預處理的生活污水、飯堂污水匯合在一起進入綜合調節池，浮渣則排入污泥濃縮池。在綜合調節池中，低濃度、可生化性好的生活污水和高濃度可生化性差的噴漆廢水充分進行均質、調節水量，再經泵提升至厭氧池，污水與從一沉池排出的含磷回流污泥同步進入，在厭氧池中釋放大量磷的同時部分有機物進行氨化，經過厭氧池處理后的水自流入缺氧池，在缺氧池中，反硝化細菌將回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用轉化成氮氣排入大氣中，從而達到脫氮的目的。缺氧池出水進入兩級曝氣池進行好氧處理，由于廢水濃度高，停留時間取9～10h，進行生物降解、硝化反應和對磷的吸收。生化系統產生的污泥利用污泥泵抽到厭氧池，利用微生物消化分解系統中的污泥，減少污泥外排量。剩余污泥排入污泥濃縮池，經過濃縮減少體積后通過帶式壓濾機壓成泥餅后外運處置，濾液回流入調節池。譚福環保。
1.3 主要構筑物和設備
1.3.1 調節池
根據廢水的排放規律，后繼處理構筑物對水質水量穩定性的要求，設置調節池貯存因污水量變化而出現的大水量的剩余水量，削減高峰負荷，以利于下一步的處理、減少后繼處理構筑物的體積和節省投資費用。生產廢水調節池有效容積為50m3，內設2 臺流量為10m3/h 的潛水泵，1 用1 備。綜合廢水調節池有效容積為250m3，內設2 臺流量為30m3/h 的潛水泵，1用1 備。譚福環保。
1.3.2 氣浮裝置
生產廢水的懸浮物及色度較高，含有大量的漆渣和有機物雜質，由于密度比水小，因此不宜采用物化絮凝沉淀。氣浮是依靠微氣泡，使廢水中細小顆粒形成的絮體與微氣泡粘附，從而使絮體視密度下降，并依靠浮力使其上浮，從而實現絮粒的強制性上浮，達到固液分離，凈化廢水。污水在進入氣浮機時投加助凝劑及絮凝劑。氣浮裝置處理能力為10m3/h，反應時間3-5min，停留時間30min，表面負荷5m3/ （m2·h）。
1.3.3 厭氧池
其主要功能是利用廢水在厭氧池與回流污泥充分混合接觸，回流污泥中的聚酸菌吸收去除污水中一部分有機物，同時釋放出大量磷，初步分解有機污染物，沉淀懸浮物以利于后級的生化處理。厭氧池有效容積為120m3，停留時間4h，用彈性填料。譚福環保。
1.3.4 缺氧池
在缺氧池，厭氧池出水與好氧池回流的混合液利用潛水泵充分接觸，回流污泥中的反硝化菌利用厭氧池出水中的有機物作為碳源，將回流混合液中的大量NO2-N 還原為N2 而達到脫氮目的。缺氧池有效容積為60m3，停留時間2h，用半軟性填料。
1.3.5 好氧池
二級好氧處理是全系統的核心部分，在此進行有機物的生物氧化、有機氮的氨化和氨氮的硝化等生化反應，它由池體、填料、布水裝置和曝氣系統等幾部分組成。接觸池內填充組合填料，部分微生物以生物膜的形式附著生長于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長于水中。采用微孔曝氣頭在池底曝氣，充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的速度流經填料。填料上長滿生物膜，污水與生物膜相接觸，在生物膜微生物的作用下，污水得到凈化。常用直流式鼓風曝氣系統，其特點是在填料下直接曝氣，生物膜受到上升氣流的沖擊、攪動，加速脫落、更新，使其經常保持較好的活性，可避免堵塞。好氧池出水部分回流至缺氧池，部分進入沉淀池。A段有效容積120m3，停留時間4h，氣水比15：1；B段有效容積180m3，停留時間6h，氣水比12:1。譚福環保。
1.3.6 運行效果
處理系統運行結果如表2 所示。
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由表2 所示的運行效果可知，處理后排水的各項指標均廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準。整個工程的設計、運行達到了設計要求。譚福環保。
2 工程運行情況與經驗
2.1 氣浮-生化工藝合理、實用
針對該公司噴漆廢水水量少、濃度高、成份復雜、可生化性差的特點，使用氣浮法對其進行預處理，實現固液分離。由于該公司有一定量生活污水，噴漆廢水有足夠數量生活污水綜合處理，所以選用氣浮- 生化法。經預處理的噴漆廢水與生活污水一起進行厭氧- 缺氧- 生物接觸氧化處理。運行結果表明，這樣的工藝是成功的，同時又可達到除磷脫氮的效果，總處理效率高。氣浮預處理對噴漆廢水CODcr的去除率達45.7%，大大減輕了后續生化處理系統的負荷，為最終排水達標提供了有利的條件。
2.2 氣浮裝置的使用及藥劑的選用
氣浮裝置容積及占地面積少，池體構造簡單，可隨時開、停，而不影響出水水質，管理方便。在絮凝劑的選用方面，由于原水含多種類型油漆顏料，故選用多種絮凝劑復合使用。根據試驗資料，選用了聚合氯化鋁及燒堿作為絮凝劑和助凝劑。由于噴漆廢水是高濁度水，故添加了少量高分子絮凝劑聚丙烯酰胺作為混凝劑，效果滿意，但藥費相當大。在保證出水效果的前提下，選用硫酸亞鐵代替聚合氯化鋁，出水依然達到標準，而藥物費用大大降低。幾種混凝劑同時投加，能取得較好效果，主要是因為每種混凝劑都各有化學基，具有不同的化學基，就可在水體起架橋作用，充分發揮各自的優勢使礬花增大，效果明顯。
2.3 生化系統的啟動及運行情況
由于本項目有大量的生活污水，因此生化系統啟動采用先利用生活污水進行培菌，在培菌階段后期加入生產廢水進行馴化的方式。先在接觸氧化池中充滿生活污水，悶曝一天后，開始進水，水量由小到大逐漸調節，連續運行5-7 天，觀察到填料的掛膜良好后，逐漸加入生產廢水進水量，直至達到設計的生產廢水加入量。馴化時，每變化一次配比時，需要保持數天，待運行穩定后，才可再次變動配比，直至馴化結束。厭氧池和缺氧池也注滿生活污水，按回流比100%連續回流。1 周后，開始注入10%的生產廢水。以后每隔3d 增加10%的生產廢水量，直至達到設計水量。35d 后，可觀察到厭氧池和缺氧池內的填料表面有一層生物膜。再經過80d 后，整個生化系統填料掛膜約2mm 厚，出水水質達到設計要求。
2.4 進水濃度對處理效果的影響
本工程自2009 年3 月試運行，噴漆廢水進水CODcr 濃度范圍在1363～15600mg/l，BOD5 濃度范圍在365～4600mg/l 之間波動，水質變化極大。經污水處理系統后，出水仍能達到排放標準，可見該工藝裝置能承受較高的污染物負荷，耐沖擊，能高效處理高濃度污水。
3 主要技術經濟指標
本工程設計處理能力為700m3/d （其中生產廢水100m3/d、生活污水550m3/d、飯堂污水50m3/d），占地面積為630m2，工程總投資105 萬元，總裝機功率為45.5kw，常開功率為19.5kw，耗電量為0.65kw·h/m3。運行費用主要為電費和藥劑費，藥劑費為0.18元/m3，所以單位直接運行成本為0.83 元/m3。譚福環保。
4 結論
噴漆廢水中往往含有多種不同類型的油漆顏料，成分復雜，COD 濃度高，難以降解，若單靠物化或生化處理，或采用增加絮凝和生化反應時間，會令污水處理工程占地面積大、流程長、工程費用高，處理效果難以令人滿意，為此要加強單元組合的研究。本例中，由于噴漆廢水水量少，若單獨處理，則工藝流程長，噸水工程投資費用較高，管理復雜?，F利用企業的生活污水，選用氣浮- 生化工藝進行處理，運行實踐表明該工藝處理效果穩定、耐沖擊、占地少、低耗高效、管理方便、維護簡單，是處理典型噴漆生產綜合廢水較合理、有效的方案。