喷漆废水处理工程设计实例

罗春霖

（厦门科林尔环保科技有限公司，福建 厦门 361000）

喷漆工序主要是对产品表面进行喷涂处理，是产品保护和装饰的重要手段。在喷漆工序中会产生大量的漆雾，大部分企业采用水为介质，利用水吸收喷漆室的漆雾。在喷漆工序中利用循环水帘柜吸收漆雾，不断循环使用，并定期排放更换，从而产生喷漆废水[1]。

喷漆废水中含有大量的涂料和有机溶剂，如丙烯酸、聚氨酯和油脂等。该类废水水质、水量变化大，污染物种类多且成分复杂，属于难生物降解有机废水，处理难度较大[2]。目前喷漆废水的处理方式较多，主要有化学沉淀法、化学氧化法、生化法等，但单独采用某一种工艺很难处理达标，实际生产过程中需采用合理有效的预处理工艺并结合生化处理组合工艺，才能取得较好的处理效果[3]。

1 废水水质

该项目以生产各类电器塑胶外壳、塑胶配件及塑胶制品为主，产品需要进行喷涂处理。喷漆工序中通过循环水帘柜吸收空气中的漆雾，水帘柜中的水循环使用并定期排放产生的喷漆废水；喷漆废气进行喷淋净化后产生的喷淋废水定期排入污水处理系统。废水主要污染物为有机物、悬浮物等，废水可生化性差，属于难生化废水。废水周期性排放，水质水量波动较大。废水处理后需满足《城市污水再生利用 工业用水水质》（GB/T 19923—2005）中敞开式循环冷却水系统补充水标准。根据业主要求，系统设计处理量为10t/d，处理水量按1m3/h 进行设计。废水水质及排放标准见表1。

表1 废水水质及排放标准

2 废水处理工艺

根据喷漆废水特性，结合项目实际情况确定本工程采用混凝沉淀+电化学高级氧化+水解酸化+接触氧化+膜生物反应器（MBR）组合工艺，废水处理工艺流程见下图。

3 主要构筑物参数及工艺说明

3.1 调节池

调节池利用原有水池，设计尺寸：10.0m×4.0m×1.5m，1 座，有效容积40m3。进水前端设置格栅，拦截浮渣并人工定期打捞清理，配备耐腐蚀化工泵2 台（1 用1 备）。对废水进行水质水量的调匀。

3.2 混凝沉淀池

设计尺寸：1.5m×1.0m×3.0m，1 座，碳钢一体化结构，沥青防腐处理，处理能力1m3/h，其中沉淀区尺寸为1.0m×1.0m，设计表面负荷1m3/（m2·h），沉淀池采用重力排泥方式。配套氢氧化钠（NaOH）、聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）加药系统3 套，pH 在线控制系统一套。利用pH 计在线监控反应池内pH 值，实时控制加碱泵启停，控制反应池内pH 值在7—8。采用混凝药剂使废水中的污染物、颗粒物、胶体脱稳，形成矾花，易于沉淀。上清液进入电化学高级氧化系统，沉淀污泥排入污泥池。

3.3 电化学高级氧化

工艺流程图

设计尺寸：1.3m×0.7m×1.9m，1 座，聚丙烯（PP）一体化结构，配套高频脉冲直流电源。电化学高级氧化处理装置是在装置内两个电极之间充填高效催化剂及一些辅助剂，组成去除某种或某一类污染物的最佳复合填充材料作为粒子电极。当废水流经装置时，在常温常压条件及催化诱导下，装置内的催化剂会与废水中的污染物发生一系列的物理化学反应，产生一定数量的具有极强氧化性能的羟基自由基（·OH）和新生态的混凝剂，将废水中的污染物催化氧化分解、混凝、吸附，使废水中的有机污染物被迅速去除，对开环断链、提高废水可生化性有显著效果。电化学高级氧化设备的运行只需要设置好电压，以电能作激发能（脉冲电源）、以无机物作引发，利用空气中氧气（O2）发生化学反应生成过氧化氢（H2O2），再进一步将其分解生成·OH。与湿式氧化、超临界水氧化、超声波、芬顿等高级氧化设备相比，电化学高级氧化设备在运行过程中不需要使用额外的药剂，只需要利用电能运行，运行成本低、稳定性强、适用运行工况广、操作简单。

3.4 水解酸化池

设计尺寸：2.5m×1.2m×2.5m，1 座，碳钢结构，沥青防腐处理，有效容积6.6m3，水力停留时间（HRT）为6.6h。利用水解菌、酸化菌将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，从而进一步提高废水的可生化性。池内采用生物膜工艺，安装组合填料，厌氧菌形成生物膜附着在填料上，增加厌氧污泥浓度，提升抗冲击负荷能力。

3.5 接触氧化池

设计尺寸：2.5m×2.5m×2.5m，1 座，碳钢结构，沥青防腐处理，有效容积13.75m3，HRT 为13.75h。池底安装橡胶膜微孔曝气器，罗茨鼓风机2 台（1 用1 备）。池内安装组合填料，为微生物提供良好的着床点，有效避免了进水等异常情况造成的污泥膨胀，同时可提高好氧污泥浓度，使其充分与废水接触，提高净化效率。

3.6 MBR 膜池

设计尺寸：2.5m×1.3m×2.5m，1 座，碳钢结构，沥青防腐处理，有效容积6.5m3。配套MBR 膜系统1 套，自吸泵2 台（1 用1 备），剩余污泥泵1 台。MBR 膜采用国产中控纤维膜，增强型PVDF。MBR膜过滤孔径达0.4μm，污染物基本被拦截，池内形成的高污泥浓度为去除有机物提供了条件，出水非常稳定。

3.7 污泥脱水系统

污泥池采用聚乙烯（PE）桶，有效容积3000L，1 座，配备20m2箱式压滤机1 台、气动隔膜泵1 台。为了妥善处置污泥，污泥脱水采用板框式压滤机，操作运行简单，运行费用低，利用气动隔膜泵将浓缩污泥脱水至70%—80%。滤液回流至调节池，泥饼外运无害化处理。

4 项目调试效果

该项目于2020 年12 月完成调试，系统运行稳定，出水达到《城市污水再生利用 工业用水水质》（GB/T 19923—2005）中敞开式循环冷却水系统补充水标准，并通过项目验收，验收检测结果见表2。

表2 验收检测结果

5 经济技术指标

5.1 工程造价

本项目采用一体化处理装置，工程造价主要包括设备采购价（含非标设备加工）、项目安装施工及调试费用，共计49 万元，其中设备加工及采购费41 万元、安装及调试费8 万元。

5.2 运行费用

项目运行费用主要包括电费、药剂费和人工费三部分。

（1）电费：总耗电量为55kW·h/d，电价为0.60元/（kW·h），处理每吨水的电费为3.30 元。

（2）药剂费：本系统需加片碱调节pH 值、投加PAC 和PAM 进行物化反应，经核算，处理每吨水所需的药剂费约为3.50 元。

（3）人工管理费：系统自动化程度高，配备兼职操作工1 人，负责配药卸泥及工艺巡检等工作，不计人工费。

处理每吨水的运行费用共计6.80 元。

6 结语

采用混凝沉淀+电化学高级氧化+水解酸化+接触氧化+MBR 组合工艺处理喷漆废水，系统运行稳定，出水可达《城市污水再生利用 工业用水水质》（GB/T 19923—2005）中敞开式循环冷却水水系统补充水标准。系统处理效果稳定，可实现废水“零排放”，处理每吨水的运行费用为6.80 元。