混凝沉淀-水解酸化-SBR工艺处理乳胶漆废水

Posted 2023-01-14 工艺

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1工程概况
河北某涂料有限公司主要生产装饰漆、工业用漆、面漆，供电子器材、家具和其他工业产品用漆等产品。乳胶漆生产工艺分为分散阶段和调制阶段。分散阶段是将水、颜填料、分散剂以及其他助剂加入分散罐内混合成料浆，利用分散设备将料浆分散至一定的细度。调制阶段是将已分散好的料浆和乳液、成膜助剂、消泡剂、防腐防霉剂混合均匀，将黏度调至合适即可。该工艺产生的废水浓度高，悬浮物含量高，受生产周期影响大，且可生化性较差。

1.1废水水量
废水由厂区生活污水及生产废水组成。生产废水主要来自冲洗漆缸、漆桶、管道和地面以及不合格品的处理等。根据该企业提供的数据，确定污水处理厂规模为150m3/d，变化系数1.2，即7.5m3/h。

1.2废水水质
该企业涂料生产采用苯丙乳液，生产过程加入的颜填料有钛白粉、滑石粉、高岭土、碳酸钙等，增稠剂采用纤维素类物质，此外根据需要添加乙二醇调节成品冰点。因此废水中主要含有大量的无机悬浮物以及苯乙烯，丙烯酸（酯）以及聚合反应过程中生成的半聚合体等有机污染物。根据该企业提供的进水水质以及排放至市政管网的要求，确定的主要进出水水质如表1所示。

2工艺流程及主要构筑物

2.1工艺流程
根据国内外同类废水处理的工程经验以及现场中试，确定该污水厂采用物化与生化相结合的处理方法。其主要工艺流程如图1所示。

2.2主要构筑物
（1）格栅渠。由于来水中较大的悬浮物及漂浮物数量较少，因此设置格栅渠1道，安装人工细格栅1台，栅条间隙5mm，安装角度45°。

（2）调节池。地下式钢筋混凝土结构，1座，有效容积50m3，HRT为8h。由于生产周期性明显，为了保证系统24h连续稳定运行，设置调节池。池内安装穿孔曝气管系统以使水质混合均匀。池内安装2台一级潜污提升泵，1用1备，流量7.5m3/h，扬程20m，将废水提升至混凝反应池。

（3）混凝反应池。碳钢防腐结构，1座，混合池0.22m3，混合时间2min，反应池设置三级，每级有效容积1.6m3，反应时间15min。混合池配置搅拌器1台，转速30～80r/min，每级反应池各配置搅拌器1台，转速分别为0～12、0～8、0～5.2r/min。

（4）序批式沉淀罐。碳钢防腐结构，4座，尺寸为D2.6m×5.6m，有效容积15m3。4座沉淀罐配置螺杆泵2台，1用1备，流量10.0m3/h，扬程50m，主要用于将沉淀物抽至污泥储池。4座沉淀罐交替进水，每天3个周期，每个周期8h，其中进水2h，沉淀2h，排水2h，排泥1h，冲洗及闲置1h。由于乳胶漆废水悬浮物含量高，其混沉污泥产量大且黏性高，容易附着在罐壁以及管道内壁上形成垢体。因此设置冲洗系统，每个周期对沉淀罐壁进行冲洗以防结垢。

（5）中间水池。地下式钢筋混凝土结构，1座，尺寸为5.1m×1.8m×6.0m。主要用于储存沉淀罐的上清液。池内配置二级潜污提升泵2台，1用1备，流量10m3/h，扬程15m。

（6）袋式过滤器。碳钢防腐结构，2座，1用1备，D0.5m×0.8m，过滤精度10μm。进一步去除悬浮物。

（7）水解酸化池。地下式钢筋混凝土结构，2座，尺寸为5.1m×2.5m×6.0m，HRT为18h。池底设置穿孔曝气管以达到搅拌作用，同时池内安装半软性填料38m3，填充率30%。为增强水解酸化反应速率，可由SBR反应池向水解酸化池回流一定量的剩余污泥，既可加速反应过程又可减少污泥膨胀发生。

（8）SBR池。地下式钢筋混凝土结构，2座，总尺寸为10.2m×9.6m×6.0m，总HRT为72h，COD容积负荷为0.35kg/（m3•d），气水比为70∶1。每个池池底安装微孔曝气管137套，每个池安装滗水器1台，滗水能力50m3/h，滗水高度0.85m。

（9）清水池。地下式钢筋混凝土结构，1座，尺寸为5.1m×1.8m×6.0m。主要用于储存达标污水，作为沉淀罐、管道以及污泥压滤系统的冲洗水源。池内配置三级潜污提升泵2台，1用1备，流量10m3/h，扬程20m。

（10）附属构筑物。框架结构，1座，主要包括鼓风机房，污泥压滤间，加药间等。

3工程运行分析

3.1运行效果
经过近半年的调试，水解酸化池以及SBR池的污泥浓度达到设计值，出水水质稳定，各项指标均达到排放要求，具体的进出水水质及各单元去除率如表2所示。

3.2运行过程分析
（1）调试初期使用企业内现有的铁盐作为混凝剂，但沉淀罐的沉淀效果较差。经观察发现絮体较小，且不密实，沉淀时间长，其后续的袋式过滤器容易堵塞，更换滤袋频繁。后选用硫酸铝、PAC、明矾3种混凝剂进行烧杯实验，确定在pH为8～9时，硫酸铝的效果最佳，COD去除率可达到85%，且形成矾花密实，沉淀速率快。随后更换了混凝剂，调节了进水的pH，沉淀效果明显改善。。

（2）生化系统调试前向水解酸化池以及SBR池中投加接种污泥，该污泥为来自天津某市政污水处理厂的脱水污泥，污泥含水率为75%～80%，投加量为0.55kg/m3左右。经过1个多月的调试，发现SBR池中的SV值基本没有变化，经测试发现氮磷含量较低，虽说来水中含有部分生活污水，但仍无法满足微生物的生长需求。后投加尿素以及磷酸铵，保证了n（C）∶n（N）∶n（P）=100∶5∶1，SV值有了明显提高，MLSS达到了3150mg/L左右。镜检菌胶团发现大量游离性和固着型纤毛虫，说明SBR池中污泥培养基本成熟。

（3）经过一段时间运行后，发现沉淀罐泥斗部位结垢现象较为严重，拆开底部的污泥管道，管内壁上也明显结垢。后改进冲洗系统，一是增加了沉淀罐底部的冲洗点，二是增加冲洗强度及冲洗时间，保证螺杆泵在输送完污泥后再输送部分清液，以达到冲洗目的。

4技术经济指标
工程占地面积360m2，总投资166.4万元。全厂日耗电量326kW•h，折合吨水耗电量2.17kW•h，以电价0.8元/（kW•h）计，运行电费为1.74元/m3；投加的酸碱、硫酸铝、尿素及PAM等药剂费用为0.46元/m3；全场值班2人，月工资按照1200元/人，人工费用为0.53元/m3。不计折旧和维修，直接运行费用为2.73元/m3。

5结论
（1）采用混凝沉淀-水解酸化-SBR法处理乳胶漆废水技术可行，处理效果稳定，出水完全满足排放标准要求。

（2）定期检查沉淀罐底部泥斗以及输送污泥的螺杆泵管道，发现结垢及时清理。

（3）注意营养源的投加以保证微生物营养需求。