汽車涂裝電泳廢水處理管式微濾膜法

1、概述

電泳涂裝技術(shù)，目前在我國汽車行業(yè)生產(chǎn)的過程中已經(jīng)成為涂裝工藝中至關(guān)重要的一環(huán)，在很大程度上決定著汽車上漆的質(zhì)量。在生產(chǎn)過程中，電泳工藝產(chǎn)生的廢水不僅量大，且污染物濃度高，其主要污染物為水溶性樹脂、顏料、填料、助溶劑等有害化學(xué)物質(zhì)，必須進(jìn)行有效處理后方可排放。經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)研，將常見的處理工藝、相應(yīng)的特點(diǎn)及應(yīng)用難點(diǎn)作一個(gè)簡單的歸納，如表1所示。

對(duì)上表中各種工藝進(jìn)行了對(duì)比及篩選，最終選擇膜法中的管式微濾膜工藝對(duì)某汽車企業(yè)涂裝廢水中的電泳廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果做進(jìn)一步的工程應(yīng)用實(shí)踐及有效性驗(yàn)證。

2、情況說明

該汽車企業(yè)涂裝車間廢水種類為：脫脂廢水（液）、電泳廢水（液）、噴漆廢水、薄膜廢水等。其中脫脂、電泳、噴漆等廢水（液）通過“混凝反應(yīng)A+斜板沉淀A”混合處理，而薄膜廢水通過“混凝反應(yīng)B+斜板沉淀B”單獨(dú)處理，上述兩套物化系統(tǒng)出水經(jīng)過pH反調(diào)后進(jìn)入生化工藝處理，出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》DB31/199-2018中的三級(jí)排放要求。該企業(yè)涂裝車間曾于2018年將磷化工藝改為鋯系薄膜工藝，薄膜廢水中已不再含有一類重金屬污染物，且所含其它各類污染物也相對(duì)較低，故而考慮對(duì)B套物化系統(tǒng)進(jìn)行改造，用于單獨(dú)處理其他高濃度的廢水。

根據(jù)企業(yè)最近一年的例行監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，電泳廢水（含廢液）在涂裝廢水內(nèi)的水量占比為30%左右，而COD污染物占比則高達(dá)71%左右，屬于相對(duì)高濃度的廢水，故而考慮對(duì)電泳廢水（液）進(jìn)行單獨(dú)處理，期望能夠降低出水COD，并減少污泥產(chǎn)生量（廢棄物產(chǎn)生量）。

3、管式微濾膜的應(yīng)用特點(diǎn)

由于電泳廢水的污染物濃度較高且波動(dòng)較大，故而必須選擇比較穩(wěn)定的單獨(dú)處理工藝，以避免污染物濃度的變化對(duì)后續(xù)生化工藝的影響，而原先的“混凝沉淀+斜板沉淀”工藝，出水質(zhì)量基本取決于混凝沉淀的效果，抗沖擊能力較弱，再結(jié)合表1中各種處理工藝的特點(diǎn)，最終選擇了“混凝沉淀+管式微濾膜”工藝來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定效果的處理需求。

管式微濾膜采用PP（聚丙烯）均質(zhì)成膜，在高流速的條件下，流體呈現(xiàn)湍流態(tài)，被膜截留的固體顆粒不會(huì)停留在微濾膜的表面，而是在對(duì)微濾膜表面進(jìn)行沖刷作用，避免污染物在微濾膜表面停留。少量附著在膜表面的污染物，也會(huì)在反沖洗作用下脫離。集成了循環(huán)泵和清洗裝置的管式微濾膜分離裝置，其錯(cuò)流式微濾過濾可以達(dá)到非常好的出水水質(zhì)，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的沉降或澄清工藝。

4、管式微濾膜小試結(jié)果

通過5個(gè)批次的小試，從終端排放COD及產(chǎn)泥量（脫水污泥）兩個(gè)方面，對(duì)微濾膜法及傳統(tǒng)沉淀法進(jìn)行對(duì)比，詳見圖1。其中紅色曲線為常規(guī)斜板工藝，藍(lán)色曲線為微濾膜法工藝，可見微濾膜法在COD去除及產(chǎn)泥量兩個(gè)方面均有下降。

5、實(shí)施情況

5.1 改造完成后的工藝流程圖，詳見圖2。

5.2 工藝設(shè)備組成

由緩存槽、反應(yīng)槽、濃縮槽、管式微濾膜系統(tǒng)、pH調(diào)節(jié)槽、污泥脫水設(shè)備、加藥系統(tǒng)組成。其中濃縮槽及管式微濾膜系統(tǒng)為新建，其它設(shè)備為利舊。處理量為150-200m3/d；平均處理能力為10m3/h。

6、實(shí)施效果（項(xiàng)目改造前30天與項(xiàng)目改造完成后30天的數(shù)據(jù)對(duì)比）

6.1 氨氮、總磷、pH等指標(biāo)無明顯變化。

6.2 終端排放COD值：由400mg/l降低為350mg/l左右，降幅約12.5%左右。

6.3 單車產(chǎn)泥量（脫水污泥）：由原來的410克/臺(tái)降低為320克/臺(tái)左右，降幅約22%左右。

6.4 運(yùn)營過程中的膜通量衰減及恢復(fù)：微濾膜系統(tǒng)自2020年11月16日開始連續(xù)運(yùn)行，至2020年12月19日結(jié)束，共運(yùn)營33天的時(shí)間，膜通量于第24天開始出現(xiàn)衰減跡象，繼續(xù)運(yùn)行9天后，膜通量下降58%左右?？梢娢V膜系統(tǒng)的清洗周期以2-3周左右的時(shí)間為宜。2020年12月20日，對(duì)微濾膜進(jìn)行了化學(xué)清洗，清洗藥劑為酸、堿、SOLVENT-PPG，化學(xué)清洗完成后，膜通量恢復(fù)正常。

7、處理經(jīng)濟(jì)效益分析

微濾膜設(shè)備自2020年11月16日開始運(yùn)營至今共三個(gè)月左右的時(shí)間，出水水質(zhì)良好且穩(wěn)定，杜絕了因斜板跑渣導(dǎo)致出水超標(biāo)的現(xiàn)象，加藥量控制簡便、幾乎不用進(jìn)行人工調(diào)節(jié)。COD排放總量預(yù)計(jì)減少3.2噸/年，污泥處置費(fèi)用預(yù)計(jì)減少243111元/年，藥劑費(fèi)減少22500元/年。

8、結(jié)束語

隨著國家和地方政府對(duì)于廢水COD排放總量及危險(xiǎn)廢棄物減量的要求日趨嚴(yán)格，相關(guān)減排、監(jiān)控、收費(fèi)等政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)頻繁出臺(tái)，企業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。微濾膜工藝成功應(yīng)用于汽車企業(yè)電泳廢水的單獨(dú)處理，從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、持續(xù)改進(jìn)和降本增效等方面進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化及創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)“COD排放總量、危險(xiǎn)廢棄物產(chǎn)生量”雙減的新模式。（來源：上海依科綠色工程有限公司）