汽车制造企业污水处理工艺研究

摘要：本文根据汽车制造企业的废水产生特点，介绍了常用的汽车制造企业废水尤其是涂装废水的处理工艺，结合工程实例的监测数据分析了处理效果。

关键词：汽车制造;涂装;废水处理

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）12-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.026

Analysis on waste water treatment process of automobile manufacturing enterprises

Fu Yinyin

（Jiangsu Academy of Environmental Industry and Technology，Nanjing Jiangsu 210019，China）

Abstract：According to the characteristics of waste water from automobile manufacturing enterprises， this paper introduced the common waste water treatment process and engineering examples of automobile manufacturing enterprises.

Key word：Automobile manufacturing;Painting;Waste water treatment

汽車制造企业废水主要包括冲压模具清洗废水、涂装废水和总装淋雨测试废水，其中涂装废水是汽车制造企业废水的主要来源[1]，也是企业污水处理的重点。涂装工艺废水产生量较大、污染物浓度较高，若处置不当将造成环境污染物。

1 汽车制造废水组成和特征

冲压工艺产生的冲压模具清洗水循环使用，定期排放，具有水量少、含油量高的特点[2]，主要污染物质为石油类、COD、SS、氨氮、总氮、总磷等。总装淋雨测试用水也是循环使用，定期排放，具有水量少、污染物浓度低的特点，主要污染物质为COD、SS、石油类。

涂装工艺废水主要来自脱脂、表调、磷化、电泳等工序[3]。脱脂、表调、磷化、钝化、电泳均会产生高浓度的废液和低浓度的连续清洗废水。脱脂废液具有水量少、含油量高的特点，脱脂废液及脱脂水洗废水的主要污染物质为COD、SS、总磷、石油类。表调、磷化和钝化废液水量少、污染物浓度高，含有高浓度镍、锌、氟化物、总磷、总氮等污染物，而其清洗废水水量大、含有较低浓度的上述污染物质。电泳废液水量少、污染物浓度高，含有高浓度COD、SS，而电泳清洗废水水量大、含有较低浓度上述污染物。

2 处理工艺

由于定期排放的磷化、钝化、脱脂、电泳等废液浓度非常高，各工艺的废水水质差别也较大，为提高后续处理工艺的稳定性，提高处理的效果，应单独对源头水进行分类收集，并对高浓度废液进行分质预处理[4]。此外，涂装车间定期排放的磷化、表调、钝化废液和连续排放的磷化、表调、钝化清洗废水中含有Zn、磷酸根、Ni等离子，其中Ni离子属一类污染物，根据环保部强制性要求，此类废水需单独收集、预处理，Ni离子达到允许排放限值后方可与其他废水混合处理[5]。

厂区污水站应设置单独的磷化废液预处理设施，用于处理间歇排放的高浓度磷化、表调、钝化废液，单独的脱脂废液预处理设施，用于处理间歇排放的模具清洗废水、脱脂废液等高浓度含油废液，单独的电泳废液预处理设施，用于处理间歇排放的高浓度电泳废液。各股高浓废液经各自物化预处理系统处理后再分别与各自工段的连续排水混合，进一步采用“物化+生化+深度处理+膜处理”工艺，处理后的清水可回用于相应工段，浓水达到接管标准后接管至污水处理厂。案例是位于江苏省太湖流域的项目，还应符合《江苏省太湖水污染防治条例》要求，含氮、磷生产废水单独设置一套处理设施，采用上述工艺，处理后的浓水进入蒸发装置，蒸发残液作为危废处置，含氮、磷生产废水零排放。

2.1 预处理系统

2.1.1 磷化废液预处理系统

涂装车间定期清槽排放的磷化、表调、钝化废液，属高浓度含金属离子酸性废水， pH=2-5、COD=1 500mg/L、Zn=2 000mg/L、Ni=950mg/L、P=4 000mg/L、氨氮=1 000mg/L、TN=1 500mg/L、F=400mg/L左右。废水中的磷可以通过化学和生物两种方法去除[6]。生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于现阶段生物除磷工艺还无法保证出水总磷稳定达到0.5mg/L标准的要求，所以常需要采用或辅助以化学除磷措施[7]。且生物菌对原水水质（如pH值、COD、P、金属离子、其他毒性指标）适应范围小，故废水一般需先进行物化预处理，将生化设置为后道处理工艺。废水中镍、锌等金属离子和氟离子一般采用化学沉降分离法处理。

磷化废液经提升泵送入磷化废液间歇反应槽中，磷化废液间歇反应槽达到设计高液位值后，停止进液泵，自动定量添加稀碱和石灰乳，将废液的pH值调整至10～11之间，然后依次投加混凝剂聚合氯化铝（PAC）和絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM-），械搅拌加速其反应，将废液中的镍、锌、锰等金属离子、磷离子、SS和部分不溶性有机物经机形成絮状，增加其比重。静止重力沉淀60min左右分离后，产生的清液重力流入磷化废水池中进一步处理。间歇反应槽沉降下来的污泥则重力自动排入磷化化污泥池中进行脱水处理。

2.1.2 脱脂废液预处理系统

涂装车间定期清槽排放的脱脂废液与冲压车间模具清洗废水，属高浓度含油碱性废水，pH=11、COD=6 000mg/L、石油类=1 000mg/L，石油类污染物中呈少量乳化状。

脱脂废液经提升泵送入脱脂废液间歇反应槽中，自动定量添加聚合硫酸铁（PFS），将废水的pH值调节至5～6左右，将废液中的乳状油进行酸化破乳，然后投加石灰乳，将废液的pH值调整至7.5～8.5之间，一方面，将废水的pH值回调，有利于混凝剂、絮凝剂的桥结作用;另一方面，形成盐析破乳，进一步提高油水的分离效果。废液经二次破乳后依次投加混凝剂PAC和絮凝剂PAM-，械搅拌加速其反应，将废液中的SS和部分不溶性有机物经机形成絮状，增加其比重。静止重力沉淀分离后，间歇反应槽中液体表面聚积的浮油由收油收集至废油桶中，作为危废处委处置，间歇反应槽产生的清液重力流入脱脂废水池中进一步处理。间歇反应槽沉降下来的污泥则重力自动排入物化污泥池中进行脱水处理。

2.1.3 电泳废液预处理系统

车间定期清槽排放的电泳废液属高浓度废液，经废液提升泵送入电泳废液间歇反应槽中，自动定量添加稀碱和石灰乳，将废液的pH值调整至9～10之间，然后依次投加混凝剂PAC和絮凝剂PAM-，械搅拌加速其反应，将废液中的COD、SS和部分不溶性有机物经机形成絮状，增加其比重。静止重力沉淀分离后，产生的清液重力流入后续构筑物进一步处理。间歇反应槽沉降下来的污泥则重力自动排入物化污泥池中进行脱水处理。

2.2 物化处理系统

高浓度废液经过分质预处理后与其连续排放的清洗废水一道进入后续的物化处理系统。物化处理系统主要采用混凝沉淀的方式去除污染物。首先投加碱，对废水进行pH值调节，然后将废水泵入混凝反应池，在池内加入混凝剂（PAC）和絮凝剂（PAM），进行混凝絮凝反应，在斜板沉淀槽重力沉降下来的污泥排入污泥储存池，合格出水流入生化选择池进一步进行生化处理。

2.3 生化处理

生化选择池对排入的斜板沉淀槽出水、下向流隔油斜管沉淀槽出水等进行水质水量调节之后，通过提升泵将废水输送至水解酸化池，在大量水解细菌、酸化菌作用下将废水中不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。其后，采用DAT-IAT工艺进一步处理废水DAT-IAT（连续进水、连续-间歇曝气）工艺是SBR的一种处理方式，介于传统的活性污泥法与典型的SBR工艺之间，兼具传统活性法的连续性有效性和SBR法的灵活性。该工艺可脱氮除磷，IAT池的C/N较低，有利于硝化菌的繁殖，能够发生硝化反应，而且间歇曝气能够在时间上形成好氧/缺氧/厌氧交替出现的环境，在去除COD的同时，可以取得脱氮除磷效果。经IAT处理后的出水进入中间水池，污泥部分回流至水解酸化池和DAT生化池，部分进入生化污泥浓缩池。

2.4 深度处理

生化处理后的废水经废水泵提升送入深度处理混凝反应槽，再次投加混凝剂PAC和絮凝剂PAM，机械搅拌混合加速其反应，使废水中残留的生物菌SS形成羽胶状物体，然后流入深度处理斜板沉降池，利用重力分离的原理，将废水中比重≥1的物质沉降下来，产生的清液则流入中间水池。深度处理斜板沉降池沉降下来的污泥通过污泥提升泵送至生化污泥浓缩池中进行脱水处理。中间水池的废水经过滤泵提升增压送入石英砂过滤器中，利用石英砂滤层的截留原理，将深度处理斜板沉降池出水残留的细微的、比重≤1的物体去除，石英砂过滤器的出水进入活性炭吸附过滤器中，利用活性炭极强的吸附净化能力进一步降低废水中残余的有机物含量，使水质COD进一步下降。活性炭吸附过滤器的出水进入检测水箱，对pH、SS、COD等指标进行检测，当水质各项指标均达到设计要求进入回用水池。

2.5 膜处理

回用水池中的水经超滤供水泵提升送入叠片式过滤器过滤，去除水中部分固体悬浮物和胶体后进入管道混合器，投加混凝剂聚合氯化铝和絮凝剂，然后进入超滤装置中，利用筛孔过滤的原理进一步去除水用的SS、胶体等。为防止碳酸盐结垢，影响反渗透膜的通量和使用寿命，在超滤装置的出水后自动投加稀盐酸、阻垢剂、杀菌剂、还原剂、清洗剂，将水质的pH调整至6.0～6.5之间，然后进入除二氧化碳器。除二氧化碳器的出水流入中间水箱，经RO系统供水泵送入保安过滤器中，进一步去除水中的无机杂质，出水再经高压泵送入反渗透装置中，利用膜分离进一步去除水中的各类有机物、无机物和盐类，使出水水质达涂装生产工艺用水。经过RO处理的清水达到相关标准后回用于工艺;由于案例位于太湖流域，含氮、磷生产废水处理系统的浓水进入干燥蒸发系统蒸发处理，其他综合废水处理系统的浓水则接管至污水处理厂。根据对江苏太湖流域某一整车制造厂的实例监测结果（见表1），采用“物化处理+生化处理+深度处理+膜处理”工艺后的回用水可达到涂装工艺回用标准，外排废水可达到接管标准。因此，以上工艺对汽车制造企业的废水处理效果较好。

3 结语

由于汽车制造企业废水产污节点较多，不同工艺产生的废水水量、污染物及其浓度、排放方式差异较大，因此，汽车制造企业废水处理的重点在于分类收集、分质预处理，针对不同种类废水的水质特征，分别采用相应的预处理方法。磷化、表调、钝化废液、脱脂废液和电泳废液分别采用物化方式预处理后再与其连续排放废水混合后进一步采用“物化处理+生化处理+深度处理+膜处理”。根据实例监测结果，采用“物化+生化+深度+膜”工艺处理后的汽车制造企业废水可达到相应的工艺回用或外排接管标准要求。

参考文献

[1]张宁.江苏省汽车行业环境问题分析及对策建议[J].江苏科技信息，2019，36（21）：14-16.

[2]刘潇.探寻汽车涂装污水处理的破壁之道[J].乙醛醋酸化工，2020（01）：24-29+11.

[3]潘涛.福田汽车绿色工艺创新路径研究[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学，2017.

[4]张宁远.汽车涂装废水的处理[J].污染防治技术，2003（04）：92-94.

[5]李明喜.整车厂涂装车间废水处理工艺及应用研究[D].长春：吉林大学，2013.

[6]王广伟，邱立平，张守彬.废水除磷及磷回收研究进展[J].水处理技术，2010，36（03）：17-22.

[7]姬智.絮凝沉淀协同生物除磷的研究[D].郑州：郑州大学，2013.

收稿日期：2020-10-27

項目资助：国家水体污染控制与治理科技重大专项（2018ZX07208-005）

作者简介：傅银银（1987-），女，汉族，硕士，工程师，研究方向为环境规划与管理、流域水环境治理。