汽车废水处理技术方案.docx

1、汽车废水处理技术方案汽车废水处理站技术方案1 概述1.1 工程名称生产车间废水处理工程。1.2 项目概况项目单位内容备注项目总投资整车年产量占地面积建筑面积劳动定员项目建成后，汽车制造厂在生产的同时会产生大量的废水，废水主要是涂装车间生产过程中产生的废水及员工生活污水，生产工艺废水主要来自涂装车间和树脂车间，即脱脂清洗废水、磷化清洗废水、电泳清洗废水和喷漆废水以及发动机车间乳化废水等，另外还有工厂生活污水和其他辅助设施的生产废水。车间前处理磷化工序使用的磷化剂主要成分为磷酸盐、锌盐及镍盐，因此涂装车间废水含有树脂、表面活性剂、重金属离子、油、磷酸根、有机溶剂等污染物，尤其是废水中所含的重金属污

2、染物Ni为国家一类控制污染物，若不经处理直接排放，会对环境产生严重污染。为了响应国家保护环境，造福社会的号召，纳智捷（杭州）汽车有限公司拟设计建造一座污水处理站，用以处理工厂的生产废水和生活污水。根据业主提供的资料以及对相类似汽车制造厂污水站水质情况和运营现状的了解，并结合我公司设计运营的沈阳通用汽车公司污水处理厂实际运营的经验，编制本技术方案文件。2 设计基础2.1 废水组成包括生产工艺废水及员工生活污水，生产工艺废水主要来自涂装车间和树脂车间，即脱脂清洗废水、磷化清洗废水、电泳清洗废水和喷漆废水，该车间前处理磷化工序使用的磷化剂主要成份为磷酸盐、锌盐及镍盐，因此磷化废水中含有第一类水污染物

3、总镍；涂装车间混合废水中主要污染物为COD、石油类、磷酸盐、SS等。此外还有来自其他车间地面的冲洗废水以及制冷站、空压站等循环水系统的溢流排水。生活污水来自于生活用水及淋浴用水，主要污染物有CODcr、BOD5、SS、氨氮、动植物油类等。2.2 污水处理站各股废水处理分类对于汽车涂装废水，传统的方法是直接对混合废水进行混凝处理，治理效果不理想，出水水质不稳定，较难达到排放标准。特别是其中的喷漆废水，含大量溶于水的有机溶剂，直接采用混凝法处理效果很差，针对涂装废水的特点，本方案决定采用分质预处理后再进行后续处理的两步处理方法，使最终出水达到一级排放标准，并选用较为安全的生化处理工艺，以尽量降低达

4、标排放废水中的有机物含量，为后期中水回用打下基础。环评中建议预处理站和综合污水处理站分开，将预处理站建在涂装车间，分别对磷化废水、脱脂废水、油漆废水、电泳废水等进行预处理，而乳化液废水处理设在发动机车间，预处理过后再进入综合污水处理站进行生化处理。考虑到这三个地方较为分散，而且距离较远，待正规投产运行时会给操作管理带来不便，因此本方案从操作管理方便，节省内部管路考虑，建议将预处理和综合处理放在一起。而乳化液废水因流量较小，且处理频率较低，仍可放在发动机车间，随时随地进行处理。具体分类见下表：脱脂废水池2.3 设计参数2.3.1 设计废水水量预测因本项目还在拟建之中，还没有具体的水量水质可以参考

5、，因此本方案参考环评报告中的污水水量进行设计，同时考虑一定的安全系数，保证整个系统的运行稳定性。表格详见环评报告。进入预处理站的脱脂、磷化、电泳、喷漆工段排放的废水分为连续排放和间歇排放，间歇排放的废水一般都是倒槽废液，以及喷漆废液，废水浓度高，一次排放量大，如果一次性进入预处理系统，会冲击预处理系统的正常运行，因此本方案设计将各工段间歇排放的废水和连续排放的废水分别进行收集贮存，然后将间歇排放的废水小批量慢慢注入连续废水处理系统，各工段排放的废水量为（根据环评报告核算）： 脱脂废水：连续排放：10m3/时，排放时间15h，即150m3/天；间歇排放：总共430m3（非一次性排放），折合为45

6、m3/天； 磷化废水：连续排放：10m3/时，排放时间15h，即150m3/天；间歇排放：总共535m3（非一次性排放），折合为48m3/天； 电泳废水：连续排放：3m3/时，排放时间15h，即45m3/天；间歇排放：总共460m3（非一次性排放），折合为15m3/天； 喷漆废水：间歇排放：总共560m3（非一次性排放），折合为15m3/天； 发动机车间乳化废水：间歇排放：总共36m3/d，两班制，总共15小时，折合为2.4m3/h； 生活污水：流量为386 m3/d。 其他生产排水及总装车间淋浴室排水：流量136.8 m3/d经以上分析，本污水处理站总共处理废水1011.8m3/d,其中生产

7、工艺废水489m3/d，生活污水及其他522.8m3/d。2.3.2 设计废水处理能力表2-3-1 设计废水处理能力序号项 目磷化废水脱脂废水电泳废水喷漆废水乳化液废水生化处理工艺1最大流量（m3/d）300300902052.51800（m3/hr）202061.333.5752平均流量（m3/d）2502507515451500（m3/hr）16.716.7513.062.53运行方式（hr/d）15（2班）15（2班）15（2班）15（2班）15（2班）24（3班）2.3.3 设计进水水质设计进水水质：本方案设计查阅大量相关资料，并调查了相类似汽车行业排放的废水水质情况，同时部分参考环评

8、报告，取得一组数据，具体如下表2-3-2所示：（供参考）表2-3-2 预处理单元设计进水的废水水质序号废水种类pHCODcr(mg/L)油(mg/L)PO43+(mg/L)Ni2+(mg/L)Zn2+(mg/L)1脱脂废水1112600-300050300/2磷化废水36300-600/100-50015-20030-5003电泳废水461500-4000/4喷漆废水11124000-8000/5乳化废水10128000200/表5 预处理注注：（表中所示数据范围内较高值所表示的意思是：浓度较高的换槽液按照设计流量缓慢注入预处理系统并经调节池调节后所测得的水质指标，如脱脂工序中前处理预脱脂及脱

9、脂换槽液，磷化工序前处理磷化换槽液，电泳工序电泳槽换槽液等。）（喷漆废水设计进水SS指标为600mg/L）表2-3-3 综合废水处理单元设计进水的废水水质序号CODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)Ni(mg/L)TP(mg/L)pH1500150300501556-9注：表中数据均为经调节池调节均匀后的水质。2.3.4 设计出水水质应业主要求，综合污水处理站最终出水执行污水综合排放标准GB8978-96的一级排放标准，主要相关指标如下：表2-3-4设计出水水质项目单位标准值化学需氧量CODmg/L 100生化需氧量BODmg/L30悬浮物SSmg/L7

10、0表面活性剂LASmg/L5.0氨氮NH3-Nmg/L15总磷TPmg/L0.5镍Nimg/L1.0锌Znmg/L2.0铜Cumg/L0.5锰Mnmg/L2.0pH值692.4 设计范围本工程为新建的污水处理站项目，设计范围按工艺流程从污水处理站各种污废水收集池的入口至指定的废水处理后的排水井之内的全部工艺设计、土建设计、电气设计、暖通设计、自控设计、消防设计、总图设计等；设计范围内设施包括：主要生产设施、辅助生产设施和办公设施等内容；2.4.1 接口 各类管线（如自来水管线、仪表风、工艺风）：自污水处理站界围向外延伸1m； 工业废水由业主接入收集池，生活污水/食堂污水由业主接至生化系统调节池

11、入口渠道中； 电气接口：从业主指定地点接至本废水处理站的进线柜； 通讯：在实验室、操作控制室预留电话线、网络线接口，业主负责接入。2.4.2 污水处理主要生产设施包括 脱脂、电泳、磷化、喷漆、乳化液废水预处理系统 综合废水处理系统 污泥脱水系统 化学药品储存、配制和投加系统 自动化控制系统 配电系统 本工程范围内的构、建筑物 本工程范围内的辅助设施3 设计依据、编制原则及标准规范3.1 方案编制依据 业主提供的(年产12万辆乘用车环境影响报告书 业主提供的“车间总平面图及涂装车间工艺设备安装图” 我方参考的沈阳通用汽车有限公司污水处理站及南京福特污水处理站目前运行资料。3.2 方案编制原则方案

12、编制过程中严格遵循以下原则： 严格遵守国家有关法律、法规和国家规定的相关规范和标准； 符合业主要求、并且经济合理； 工艺技术安全、可靠、先进，处理效果稳定达标、运行成本低； 工艺设备尽量选用国产优质设备，部分关键设备采用进口设备，国产设备考虑到售后服务的方便、快捷，尽量选择上海、浙江或江苏等靠近工程建设地附近地区的产品； 妥善处理污水净化过程中产生的栅渣、垃圾、浮渣及物化污泥和生化污泥等，避免二次污染； 采用适度的自动化控制系统（PLC），提高系统的可靠性并降低操作强度； 厂区布置尽可能紧凑，尽量减少工程用地，缩短工程建设周期； 工艺布局、外观、环境和卫生符合美观，并与厂区协调一致。3.3 设

13、备的选用原则设备的选用直接影响着污水处理厂的造价、运行成本、维护频次和使用寿命，是决定污水处理厂建设成败的关键因素之一。从向业主提供最佳性价比的产品、维护业主长期利益的角度出发，本设计在选择设备时遵循如下原则：1、 关键工艺路径上全部选用质量确信可靠的产品。国内制造水平满足要求的，可以选用国内著名品牌的合资供应商；国内制造水平没有把握的，一律选用进口设备。2、 考虑到今后维护的方便，国产设备尽量选用杭州周边地区的产品，尤其是不便于运输的大型机械设备。3、 设备的整体档次和自动化水平应符合现代化工厂的标准和要求，尽量减少工人的劳动强度，改善工人的劳动环境。4、 对于可能造成人身伤害的化学药剂系统

14、，尤其是储罐和输送管路，务必选用绝对安全的材质和制造商。3.4 设计采用的主要标准规范 污水综合排放标准（GB8978-1996） 室外排水设计规范（GB50014-2006） 地表水环境质量标准（GB3838-2002） 给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-97） 给水排水工程构筑物结构设计规范（GB500692002） 建筑设计防火规范（GB50011-2001） 供配电系统设计规范（GB50052-95） 低压配电设计规范（GB50054-95） 建筑结构荷载规范（GB50009-2001） 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002） 混凝土结构设计规范（GB50010

15、-2002） 建筑防雷设计规范（2000年版）（GB50057-94） 工业企业照明设计规范（GB50034-92） 信号、报警、连锁系统设计规定（HG20511-92） 鼓风曝气系统设计规程（CECS97:97） 化工设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范（HGJ229-83） 工业建筑防腐蚀设计规范GB50046-95 建筑防腐蚀工程施工及验收规范（TJ212-146） 工业企业厂界噪声标准（GB12348-90） 建筑给排水设计规范(2001版)（GBJ15-88） 城镇污水处理厂附属建筑和附属设备设计标准（CJJ31-89） 其他现行相关的规范标准3.5 自然环境概况3.5.1 地形、地貌

16、、地质3.5.2 水文特征3.5.3 气象特征3.6 地震烈度4 工艺路线的确定4.1 废水来源及特点本工程废水组成为汽车装配制造过程的工业废水及工厂生活污水，工业废水（包括磷化废水、脱脂废水、电泳废水、喷漆废水、乳化废水等）。 磷化废水：来源于前处理磷化清洗工艺。废水中含有磷酸盐、镍等重金属离子。 脱脂废水：来源于前处理碱洗去油工艺。废水中含有机物、油及表面活性剂。 电泳废水：来源于电泳超滤工艺。废水中含有机物、有机溶剂、较多的固体悬浮物等。 喷漆废水：来源于喷漆室漆雾捕捉装置。 生活污水：经化粪池后排入污水处理站。废水中含有COD、BOD、SS、LAS、NH3-N、TP等。4.2 工艺路线

17、的分析/选择汽车涂装废水处理工艺的关键之一在于合理的清浊分质，对部分难处理或影响后续处理的废水，根据其性质和排放规律，先进行间歇的预处理，再和其它废水集中连续处理，这样不仅可以取得较好的和稳定的处理效果，而且在经济上也合理可行。因此，选择合理的处理单元操作及正确组合，是工程取得良好处理效果的根本。因此，本设计方案工艺分两步走：第一步：对浓度较高或对后续生化处理微生物产生毒害作用的污水进行预处理，这里指脱脂废水、磷化废水、电泳废水、喷漆废水、乳化液废水共五股废水，而且因各股废水的反应条件不同，处理方式也不同，必须分开处理才能起到较好的效果。第二步，将预处理后的废水和生活污水一起汇入综合污水处理站

18、中的调节池内进行深度处理，使最终出水达标排放。以下分别对此进行阐述：4.2.1 预处理站针对上一节进水水质的分析可知：预处理系统的污染物主要以镍、磷及有机污染物为主；其他可能的金属离子污染物还包括：Zn2+、Mn2+、Cu2+，在生产过程及辅助设施运行过程中还产生LAS、油脂、氨氮、悬浮物等污染物。其中，关键的重金属的去除、磷的去除、油脂的去除简述如下：4.2.1.1 重金属的去除根据业主提供资料中关于水质的论述并结合我公司在沈阳通用汽车有限公司污水处理厂的运营经验，来水中的重金属污染物主要有：Ni2+、Zn2+、Cu2+、Mn2+等，其中Ni为国家一类控制的污染物。根据污水综合排放标准GB8

19、978-1996的一级排放标准要求，来水中所含的重金属污染物的排放标准为：表1 来水中重金属污染物排放标准污染物名称Ni（mg/l）Zn（mg/l）Cu（mg/l）Mn（mg/l）排放标准1.02.00.52.0重金属从水中去除主要有三种工艺：化学沉淀法、离子沉淀法和反渗透法。其中中和沉淀法是处理含重金属污染物废水最基本可靠的方法，对重金属污染物的去除效果很好，其中又以常用的“石灰混凝沉淀法”最为经济有效，其原理主要为： Ni2+ + OH Ni(OH)2 Zn2+ + OH Zn(OH)2Cu2+ + OH Cu(OH)2 Mn2+ + OH Zn(OH)2，等4.2.1.1.1 pH值对重

20、金属沉淀的影响每种重金属污染物在进行中和沉淀时都有使其处于最佳沉淀状态的pH值范围，pH值的控制极大的影响到沉淀的效果，如果pH值控制不当，会直接导致出水中重金属的浓度超标。本工程原水中同时含有若干种重金属污染物，而这些重金属沉淀的最佳pH值虽然各不相同，但是基本上都处于碱性环境中。在这种情况下，pH值或者选择某一折中值，或者确定为废水中排放限制最严的污染物的最佳处理pH值。 Ni处理适宜的pH值范围为9.011，Zn处理适宜的pH值范围为9.09.8，Cu处理适宜的pH值范围为1012，Mn处理适宜的pH值范围为7.28.9； Ni为国家一类控制污染物，因此在技术方案中磷化废水处理系统将Ni

21、处理适宜的pH值（9.011）作为控制的pH值；4.2.1.1.2 中和剂的选择中和沉淀过程中常用的碱性中和剂是氢氧化钠和石灰，考虑到： 石灰比氢氧化钠更为经济； 氢氧化钠溶液比石灰乳更具有腐蚀性，因此使用石灰更利于管理和使用，而且试验研究表明，使用NaOH快速与含镍废水反应，会形成难以沉淀的胶状物； 磷是原水中另一种重要的污染物，用石灰作为中和剂，石灰中剩余的Ca2+可以和原水中的PO3-反应不溶性羟基磷灰石沉淀，有利于原水中磷的去除； 石灰具有良好的助凝作用，而且含有石灰的污泥易于脱水。因此，本方案选择石灰作为中和剂。4.2.1.2 磷的去除磷的去除有化学除磷和生物除磷两种工艺，生物除磷是

22、一种相对经济的除磷方法，但是由于该除磷工艺对进水中磷的浓度有限制且不能稳定达到0.5mg/l的出水标准，因此常需要采取化学除磷措施来满足要求。对磷化废水采取两极沉淀除镍除磷，一级沉淀以除镍为主，除磷为辅；二级沉淀以除磷为主。具体措施如下： 一级沉淀：在磷化废水物化处理系统的pH值调节槽中投加石灰乳，调节pH值在910之间，石灰乳中的OH用于沉淀重金属，而Ca2+可以沉淀部分原水中的磷酸盐，其原理如下：10Ca2+6PO43- +2OHCa10 (OH)2(PO4)6在磷化废水物化处理系统和其他工业废水物化处理系统的混合反应池中投加聚铁。聚铁中的Fe3+可以和原水中的PO43形成不溶性磷酸盐Fe

23、PO4，同时其水解生成的聚合物还可以起到良好的混凝剂的作用，再经过投加PAM，在继续化学反应的同时形成较大的絮凝体，最后在各系统的沉淀池中进行固液分离，从而去除原水中的磷； 后沉淀：在深度处理系统中向除磷混合反应池和除磷絮凝反应池中分别投加聚铁和PAM，经过机械搅拌反应，形成便于沉淀的较大的絮凝体，最后在除磷沉淀池中进行固液分离，其原理为：Fe3+ PO43FePO4 3Fe2+2 PO43Fe3(PO4)24.2.1.3 油脂的去除油在水中的存在状态有五种，分别为漂浮油、机械分散态油、乳化油、附着油、溶解油。油污在水中的存在状态不同，就需要选用不同的处理方法，就目前常用的含油废水处理方法有物

24、理法（重力分离法、过滤法、离心分离法、浮选法等）、化学法（凝聚法、盐析法、酸化法等）、电化学法（电解法、电磁吸附法等）、生化法（活性污泥法、生物膜法）、活性炭吸附法等。物理法主要是针对漂浮油和机械分散态油，而对乳化油和溶解油去除率很低，乳化油需要因为和水很难分离，需要先进行破乳，使油水分离而去除，溶解态油则需要采用生化降解的方法。含油废水处理的难点就是怎样破乳。破乳的方法常用的有酸化法和盐析法：酸化法：即在乳化液废水中加入无机酸将pH调整到23，使乳化剂中的高级脂肪酸皂析出脂肪酸，这些高级脂肪酸不溶于水而溶于油，从而使乳化废液破乳析油。盐析法：通过在乳化液废水中加入电解质即破乳剂来降低胶体颗粒

25、表面的电荷，不带电的胶体颗粒就可以絮凝成团，再通过沉淀或汽浮使油水分离，从而达到破乳，去除油份。因脱脂废水或乳化液废水的pH值一般都在12左右，如果采用酸析法，须将pH值调到23，这样需要加入大量的无机酸，待破乳后还需将pH调到中性，才能进行后续处理，这样大大增加了日常运行费用，因此本方案含油废水破乳处理采用盐析法。综合以上分析，预处理站对各股废水的处理工艺为：1、脱脂、电泳废水预处理工艺流程简述：脱脂工艺及电泳工艺连续排放的废水自流进入调节池，间歇排放的倒槽液进入废液槽1进行贮存，然后由液位控制水泵起停小批量进入调节池，该池底部设有穿孔曝气管，可均化水质，然后由泵提升进入油水分离器，在该设备

26、内进行油水分离，并将pH调节到最佳值，然后自流进入反应池1，加入CaCl2、PAC、PAM，利用机械搅拌混合均匀，以使含油废水破乳，并使废水中的细小悬浮物和胶体形成颗粒较大絮凝体，然后在沉淀池内进行固液分离，沉淀池采用去除率高、占地面积小、不易堵塞、不用反冲洗的竖流式沉淀池1。沉淀池1内上清液自流进入反应池2，加入絮凝剂和助凝剂，并进行搅拌，充分混合均匀后进入气浮系统，利用该系统内不断上升的细小气泡黏附颗粒较小的油珠及悬浮物从而浮升至水面形成浮渣，利用刮渣系统将其刮除。清水由底部排入综合废水调节池。油水分离器可自动刮油到废油回收罐，并利用抽油泵抽出，外运处理。2、磷化废水预处理工艺流程简述：磷

27、化工序连续排放的废水自流进入调节池，间歇排放的废水经过废液槽2收集后，由液位控制水泵启动小批量泵入调节池，调节池底部设有穿孔曝气管，充分均化水质调节水量后，由泵提升进入反应池3，磷化废水一般呈酸性，所以在反应池3内加入Ca(OH)2调节pH至911之间，同时加入PAM助凝剂,通过机械搅拌使药剂与水混合均匀，使废水中的Ni形成Ni(OH)2沉淀,同时部分磷酸根形成Ca10 (OH)2(PO4)6沉淀，在沉淀池2内进行澄清，去除废水中的Ni和部分磷酸根，然后再自流进入反应池4，加入聚铁盐和PAM，使废水中残余的磷酸根形成磷酸铁沉淀，从而去除废水中大部分的磷酸根和镍离子。出水自流进入综合废水调节池。

28、沉淀池3内的含镍污泥和沉淀池3内的含磷污泥自流进入污泥池，由污泥泵抽入压滤机进行脱水，脱水污泥可以焚烧或外运。3、喷漆废水预处理工艺流程说明：喷漆废水自流进入调节池，该池底部设有穿孔曝气管，防止废水悬浮物沉淀，并调节水量均化水质，由泵提升进入pH调整槽，加入工业硫酸，将pH调整到3左右，然后自流进入一体化处理设备，加入Fenton试剂,利用Fenton试剂的强氧化性氧化废水中的部分难降解有机物，并使废水中的C-C键断裂，最终分解成H2O、CO2等，使CODcr降低。或者发生偶合或氧化，改变其电子云密度和结构，形成分子量不太大的中间产物，从而改变他们的溶解性和混凝沉淀性。同时，Fe2+被氧化成F

29、e(OH)3在一定酸度下以胶体形态存在，具有凝聚、吸附性能，还可除去水中部分悬浮物和杂质。出水调整pH后加入絮凝剂后进行沉淀，去除废水中的悬浮物和部分不溶性的有机物。出水自流进入综合废水调节池。4、发动机车间乳化废水预处理工艺流程简述：车间废水由管道收集后自流进入调节池，该池底部设有穿孔曝气管，以调节水量均化水质，并防止悬浮物沉积。由液位计控制水泵开启，将废水提升进入油水分离器，自动去除浮油后自流进入pH调整罐进行pH调节，将pH调整到最佳值，然后进入破乳罐，加入无机盐使乳化液破乳，最后自流进入一体化除油设备，通过投加絮凝剂，使油水分离，并使细小油珠和悬浮物凝聚成较大絮体，随一体化设备内废水中溶入的气体浮生至水面成为浮渣，浮渣可通过管道自流排放，清水进入综合废水调节池。4.2.2 综合废水处理站生产车间产生的工艺废水经过预处理站分质预处理，已去除大部分石油类、镍离子、磷酸根等，然后再和各类废水和生活污水、初期雨水混合进入综合污水处理站，综合污水处理站主要是为了去除废水中的有机污染物，降低废水中的CODcr、BOD5、NH3-N、TP等，使最终出水达到一级排放。4.2.2.1 有机污染物的去除根据对原水水质的分析可知，废水中可能包含的有机污染物是：COD、BOD、NH3-N、TP、动植物油脂、悬浮物、LAS等有机污染物质。去除有机污