隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，近年來我國的汽車行業(yè)也突飛猛進，其相關(guān)附屬行業(yè)也得到了巨大的發(fā)展機會，尤其是鋼絲簾線生產(chǎn)企業(yè)。鋼簾線作為子午輪胎的主要骨架材料，隨著行業(yè)的發(fā)展，需求量也逐年增加，相應(yīng)的品種檔次也多種多樣。東北某鋼簾線生產(chǎn)廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水為電鍍和清洗工段，該種廢水的處理是鋼絲簾線企業(yè)污染治理的重大難題。

　　1工程概況

　　東北地區(qū)某甲午線輪胎鋼絲簾線生產(chǎn)企業(yè)廢水由生產(chǎn)廢水和生活廢水兩部分組成，原生產(chǎn)廢水在污水站集中收集后全部作為危廢處理，而生活污水經(jīng)過化糞池簡單處理后，直接經(jīng)市政管網(wǎng)排入市政污水廠進行處理。為了響應(yīng)新環(huán)保法推行的節(jié)能減排政策，企業(yè)決定對原有污水站進行提升改造，建設(shè)1套處理量為60t/d的處理系統(tǒng)。生產(chǎn)廢水排水量約為10m3/d，來自電鍍工段鍍銅、鍍鋅產(chǎn)生的脫脂清洗廢水、酸洗過程中產(chǎn)生的廢酸以及拉絲潤滑劑廢水，具有成分復(fù)雜，水質(zhì)、水量不穩(wěn)定，污染物濃度高的特點。生產(chǎn)廢水中的乳化液濃度很高，重金屬離子濃度也較高，可生化性差，是典型的高難處理工業(yè)廢水。生產(chǎn)廢水進水水質(zhì)指標(biāo)見表1。生活廢水產(chǎn)生量約為40m3/d，主要為食堂餐飲廢水和職工宿舍生活沖廁、洗浴廢水，廢水B/C在0.5以上，屬于常見的極易生化的有機廢水。生活廢水經(jīng)食堂內(nèi)設(shè)置的隔油池處理后，與生產(chǎn)廢水合流進行處理，以提升生產(chǎn)廢水部分的B/C。合流前生活廢水進水水質(zhì)指標(biāo)見表2。經(jīng)該系統(tǒng)處理后出水中COD、BOD、NH3-N、SS、石油類排放濃度均滿足《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB21/1627—2008）中表2排入污水處理廠的水污染物最高允許排放濃度要求，Cu2+、Zn2+排放濃度均滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978—1996）二類污染物三級標(biāo)準(zhǔn)要求。污水站廢水總出水水質(zhì)指標(biāo)見表3。


　　對生產(chǎn)廢水的處理關(guān)鍵在于破乳，常見的破乳方式為物化法和膜分離法。由于普通加藥絮凝使用藥量大，膜分離法易堵塞再生能力差，所以本項目采用電絮凝作為破乳工藝。

　　2工藝分析

　　2.1工藝流程描述根據(jù)本項目廢水的特點及處理經(jīng)濟成本考慮，采取生產(chǎn)廢水和生活廢水前段單獨處置，然后再進行合流處理的方式。首次啟動時將高濃度生產(chǎn)廢水用清水以1∶1比例進行稀釋，以降低污水有機物濃度。稀釋后的生產(chǎn)廢水經(jīng)電絮凝處理后，通過電絮凝的氧化分解作用，對廢水中的乳化油成分進行破乳處理，同時通過共沉淀作用去除其中的金屬離子。電絮凝出水通過重力自流進入中間水池，在此與生活污水充分混合，使得整體B/C得以提升。中間水池污水經(jīng)提升泵提升至A池（水解酸化池），A池內(nèi)部填充彈性填料，采用立體懸掛式安裝，主要作用是將水中大分子長鏈物質(zhì)進一步分解，進一步提升B/C，降低有機處理負(fù)荷，為后續(xù)生化的穩(wěn)定運行做保證。水解出水通過重力自流進入好氧池，為節(jié)省占地，好氧池采用生物接觸氧化工藝，此段主要對污水中的COD、BOD、NH3-N進行去除。好氧出水通過重力自流進入沉淀池進行泥水分離。本系統(tǒng)為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定達標(biāo)，在后續(xù)做了混凝沉淀系統(tǒng)作為保護，即使原水濃度過高電絮凝去除效果不佳也可保證系統(tǒng)出水達標(biāo)。系統(tǒng)出水收集到清水池。清水池內(nèi)設(shè)置清水提升泵，用做后續(xù)調(diào)節(jié)池的系統(tǒng)稀釋水。電絮凝沉淀物、沉淀池剩余污泥及混凝沉淀污泥排入污泥池，經(jīng)由板框式壓濾機進行泥水分離，由于本項目污泥中含有重金屬等有毒有害物質(zhì)，所以泥餅需單獨收集送至有資質(zhì)的危廢處理站進行處理。系統(tǒng)工藝流程見圖1。


　　2.2主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)（1）集水池（原有改造）。1座，池體尺寸2.0m×1.0m×3.0m，全地下鋼砼結(jié)構(gòu)。池體底部設(shè)置穿孔管曝氣器，攪拌負(fù)荷0.02m3/（m2˙min），污水停留時間9.5h。設(shè)置2臺臥式離心泵（1用1備），Q=2m3/h，H=20m，N=1.1kW。（2）調(diào)節(jié)池（原有）。1座，池體尺寸6.0m×2.0m×5.0m，全地下鋼砼結(jié)構(gòu)。池體底部設(shè)置穿孔管曝氣器，攪拌負(fù)荷0.02m3/（m2˙min），污水停留時間按稀釋完20m3/d計，HRT=57.8h。設(shè)置2臺臥式離心泵（1用1備），Q=2m3/h，H=20m，N=1.1kW。（3）電絮凝裝置。2臺，設(shè)備尺寸2.5m×0.5m×2.0m，雙側(cè)運行，外部設(shè)備為PP材質(zhì)。電絮凝設(shè)備電極板材料采用鐵電極，控制運行電流為30A，運行電壓380V，正常運行時功耗約為11.4kW。（4）中間池（原有改造）。1座，池體尺寸6.0m×2.0m×5.0m，全地下鋼砼結(jié)構(gòu)。池體底部設(shè)置穿孔管曝氣器，攪拌負(fù)荷0.02m3/（m2˙min），污水停留時間19.2h。池內(nèi)設(shè)置2臺潛水離心泵（1用1備），Q=3m3/h，H=10m，N=0.37kW。（5）水解池（原有改造）。1座，池體尺寸2.0m×2.0m×5.0m，全地下鋼砼結(jié)構(gòu)。池內(nèi)裝填彈性填料12m3，填料規(guī)格D150mm×3000mm。污水停留時間7.2h。（6）生化池（原有改造）。1座，池體尺寸3.0m×3.0m×5.0m，全地下鋼砼結(jié)構(gòu)。池體內(nèi)部裝填組合填料，填料規(guī)格D150mm×3000mm。底部設(shè)置微孔膜管式曝氣器。好氧池污泥BOD5負(fù)荷為0.07kg/（m3˙d），污水停留時間16.2h。設(shè)置2臺鼓風(fēng)機（1用1備），Q=2.62m3/min，H=5.0m，N=4.0kW。（7）沉淀池1（原有改造）。1座，池體尺寸1.5m×1.5m×4.0m，全地下鋼砼結(jié)構(gòu)。設(shè)計表面負(fù)荷1.2m3/（m2˙h），停留時間2h。池內(nèi)設(shè)置2臺潛水離心泵（1用1備），Q=3m3/h，H=10m，N=0.37kW。（8）混凝沉淀池（原有改造）。1座，池體尺寸2.0m×2.0m×4.0m，全地下鋼砼結(jié)構(gòu)。混凝反應(yīng)時間8min，絮凝反應(yīng)時間20min，沉淀部分表面負(fù)荷1.2m3/（m2˙h），停留時間2h。池內(nèi)設(shè)置1臺排泥泵，Q=3m3/h，H=10m，N=0.37kW。（9）清水池（原有改造）。1座，池體尺寸2.0m×2.0m×5.0m，全地下鋼砼結(jié)構(gòu)。池內(nèi)設(shè)置1臺潛水離心泵（1用1備），Q=3m3/h，H=10m，N=0.37kW。（10）污泥池（原有）。1座，池體尺寸2.0m×2.0m×5.0m，全地下鋼砼結(jié)構(gòu)。池內(nèi)設(shè)置1臺污水提升泵，Q=3m3/h，H=10m，N=0.37kW。污泥由提升泵提升至板框壓濾機，過濾面積10m2。設(shè)置污泥調(diào)理加藥系統(tǒng)，總功率0.8kW。

　　2.3工藝分析關(guān)于本系統(tǒng)混凝沉淀系統(tǒng)與生化系統(tǒng)先后位置的關(guān)系，不同的設(shè)置會產(chǎn)生不同的效果。若混凝沉淀放置在電絮凝出水之后，可以保證進入好氧池之前水中的金屬離子及乳化油成分充分反應(yīng)完全，降低對好氧段的沖擊負(fù)荷，同時由于前期水量較小，也可以節(jié)省一部分藥劑的投加量，從而減少藥劑投加費用；但由于混凝段投加PAM的緣故，一旦控制不良會導(dǎo)致部分PAM在污水中殘留，進入好氧系統(tǒng)后會造成好氧生物菌群死亡，對生化系統(tǒng)不利。若混凝沉淀放置在好氧池出水之后，可能存在部分未處理完全的重金屬離子及未分解完全的乳化油進入好氧系統(tǒng)，由于污染物含量很低，對好氧系統(tǒng)的影響很小；其次，由于兩種污水混合之后水量增加，使得混凝藥劑投加量會有所增加。故綜合考慮，決定將混凝沉淀系統(tǒng)放置在好氧池后。

　　2.4工藝特點本工藝最大的優(yōu)點在于電絮凝的設(shè)置。本設(shè)備以鐵極板作為電極，具有以下優(yōu)點：首先，通電后鐵極板在溶液中水解、聚合生成一系列多核羥基絡(luò)合物和氫氧化物，不僅可作為絮凝劑網(wǎng)捕表面附油的固體顆粒起到絮凝作用，還具有很高的吸附活性，能有效吸附水中的有機污染物及其他膠體物質(zhì)，此反應(yīng)過程機理與化學(xué)絮凝法去除污染物機理相似。其次，電絮凝過程中產(chǎn)生的Fe3+可減小乳化物和油滴之間的靜電力，使得乳化物和油滴能夠分開，形成電場破乳。再次，陰陽兩極產(chǎn)生的氧氣或氫氣的微小氣泡具有氣浮作用，加速油滴碰撞聚結(jié)并上浮。此外，電絮凝反應(yīng)過程中會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可使污染物在電極上直接或間接發(fā)生氧化或還原而從廢水中去除。綜上所述，電化學(xué)絮凝在處理廢水的過程中，會有多種過程的多效反應(yīng)發(fā)生，使得污染物去除效果更好。研究表明，電絮凝極板采用鐵電極處理含鋅、銅廢水效率更高，鐵電極相比其他電極（如金剛石薄膜電極、鈦基涂層電極、石墨電極等更易獲得且價格低廉。電絮凝設(shè)備運行費用僅為設(shè)備電耗及更換鐵極板費用，無其他化學(xué)藥劑的投加。此外，電絮凝具有設(shè)備操作簡單、占地面積小、對可溶性有機物處理效率高、自動化程度高等特點，大大降低了勞動強度及處理成本。

　　2.5技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)本項目總投資57萬元，處理水量為2.19萬t/a，設(shè)備日運行總功耗170.7kW，電價0.5元/（kW˙h），折合電費1.42元/t。項目藥劑費0.184元/t，人工費2.96元/t，合計噸水處理費用為4.564元。

　　3處理效果

　　在前期試驗的基礎(chǔ)上，將現(xiàn)場好氧系統(tǒng)菌種污泥馴化培養(yǎng)完成后，根據(jù)現(xiàn)場5d的連續(xù)數(shù)據(jù)觀察來看，整個系統(tǒng)的處理效果基本保持出水穩(wěn)定狀態(tài)，處理效果較好。各階段對污染物的去除效果見表4。


　　4結(jié)論

　　通過對鋼絲簾線廢水的特點和成分分析，最終確定以電絮凝—生物接觸氧化—混凝沉淀的復(fù)合處理工藝進行處理。根據(jù)實驗結(jié)果及工藝運行數(shù)據(jù)結(jié)果，得出以下結(jié)論：（1）采用電絮凝工藝可有效去除鋼絲簾線廢水中的溶解性油脂，大大降低了后續(xù)生物處理工藝的處理負(fù)荷，避免了由于乳化油含量過高而導(dǎo)致好氧系統(tǒng)無法正常運行的情況；（2）電絮凝工藝對COD的去除率高達90%，對SS的去除率高達60%，對Cu2+的去除率高達99.5%，對Zn2+的去除率高達90%，對石油類的去除率高達93%；（3）此復(fù)合工藝對含重金屬高濃度乳化液的鋼絲簾線廢水具有很好的處理效果，出水能夠穩(wěn)定達標(biāo)。