不同涂裝污水處理站工藝的對比分析

李保亮 呂超 張磊

摘 要：文章對比了現場兩個涂裝車間污水處理站的不同處理工藝流程，通過現場設備及處理工藝分析對比，找出過程中的差異點和浪費點，結合兩個污水處理站的優缺點，找出可以優化的處理過程，減少藥劑浪費，找到后續改進的潛力點。并以此來達到減少污水處理藥劑費用、減輕現場工作量的目的，并完成降本增效的目標。最后又結合新增環保設備投入及即將實施的環保新標準，分析現涂裝污水處理面臨的困難點及后續改進方向。

關鍵詞：涂裝;污水處理;前處理;電泳;物化;生化系統

中圖分類號：U466? 文獻標識碼：B? 文章編號：1671-7988（2020）13-194-04

Comparative the difference of Waste water station in Paintshop

Li Baoliang， Lv Chao， Zhang Lei

（FAW-Volkswagen Automotive Co.， Ltd， Chengdu Branch， Sichuan Chengdu 410100）

Abstract： This paper compares the different treatment processes of waste water stations in two Paintshop， finds out the differences and waste in the process through the comparison of field equipment and treatment process， and finds out the treatment process that can be optimized， reduce the waste of chemicals， and find the potential points for subsequent improvement in combination with the advantages and disadvantages of the two waste water stations. And use this to achieve the purpose of reducing the cost of waste water treatment agent， reducing the workload of the site， and achieving the goal of cost reduction and efficiency increase. Finally， combined with the investment of new equipment and the standards to be implemented， the difficulties faced by the current coating waste water treatment and the subsequent improvement direction are analyzed.

Keywords： Paint Shop; Waste water station; PT; E-Coating; Physicochemical and biochemical system

CLC NO.： U466? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）13-194-04

1 前言

汽車涂裝過程為整車制造過程中的用水大戶，單車用水量超過整車制造過程中的用水量的50%，且涂裝過程用水屬于工業污水，不同種類的污水處理方式完全不相同，如脫脂廢水中含有礦物油，磷化污水含有鎳屬于國家一級監控排放物，電泳污水含樹脂和有機溶劑等，污水處理工藝復雜、成本高。但是現在污水處理工藝不斷發展，不同時期建設的污水處理站建設硬件及設計條件并不相同。現場東西涂裝車間建有兩個專業配套的涂裝污水處理站，設計處理能力均為70m3/h，可同時處理脫脂污水20m3/h;磷化污水30m3/h;電泳污水20m3/h。處理后水質達到國家三級排放標準。東西區兩個涂裝污水站存在處理工藝不同，化學藥劑不同，處理污水效率及產生的危廢量也不相同。

東涂裝車間污水處理站2010年建成。處理工藝為混凝沉淀、絮凝、鐵碳微電解、水解酸化、曝氣生物濾池，儲水槽建在地下總計1200m3。西涂裝車間污水處理站2012年建成工藝為混凝沉淀、絮凝、鐵碳微電解、氣浮、活性污泥生化系統，各儲水槽建在地下總計1200m3。本文通過對比兩個污水處理站的差異點和優劣勢，找出優化潛力點，達到保證出水品質達標并節約處理藥劑成本、減少污泥產出、降低處理污水綜合費用的目的。

2 涂裝污水處理工藝對比分析

2.1 涂裝污水處理流程

首先從流程上來分析一下這兩個污水處理站的處理工藝：涂裝污水處理工藝的流程方向基本相同。如圖1所示。東西區涂裝污水站的處理工藝路徑都是先將脫脂、磷化、電泳污水分別進行預處理，然后混合一起進行調整，最后進行生化處理，最終達到排放指標。

2.2 脫脂污水處理工藝對比及分析

脫脂污水中主要污染物為表面活性劑及車身油污。東區涂裝污水站處理脫脂污水使用藥劑為PAFCS（聚合雙酸鋁鐵）、PAM（聚丙烯酰胺）、NaOH（氫氧化鈉）、CaCl2（氯化鈣），綜合反應完成后先進行混凝預沉降，再通過斜板沉降，沉降污染物后，經過H2SO4（硫酸）調整PH值，完成預處理進入到鐵碳微電解系統和生化系統;西區涂裝污水站處理脫脂污水使用藥劑是PAC（聚合氯化鋁）及PAM和H2SO4，在氣浮池就完成了預處理，直接進入到后續的生化處理。流程示意圖如圖2所示。

通過對比過程藥劑及處理結果，如表1所示。從處理工藝對比來看，東區涂裝污水處理站以混凝沉淀來除污染物，而西區涂裝污水處理站以氣浮絮凝來除污染物，處理工藝不同，加入的藥劑及藥劑量也不同。東區污水站需要先加入NaOH再加入H2SO4進行反應，這樣子就造成了酸與堿中和反應的浪費。而西區污水站處理比較直接，不存在用藥浪費的情況，而且除油效果明顯。

2.3 磷化污水處理工藝對比及分析

磷化污水中主要污染物為磷酸鹽，重金屬，含有國家一級排放重金屬鎳。東區涂裝污水站的處理磷化污水的預過程，先通過PAFCS和NaOH進行反應，然后再加入CaCl2和PAM進行混凝沉淀。通過沉淀槽后，上層清液再次進行混合反應槽，加入PAFCS和PAM，NaOH和CaCl2，再次進行混凝沉淀，最后通過斜板沉降槽實際污泥與清液分離，清液通過加入H2SO4調整PH值進入中間水箱，完成磷化污水預處理。西區涂裝污水站對于磷化污水的預處理過程相對來說簡單，先通過加入PAC及Ca（OH）2和進行預沉降，再進入反應槽后加入PAM進行混凝、沉淀，通過沉淀池后，上層清液進入到后續生化處理系統[2]。流程示意圖如圖3所示。

通過反應流程對比，東西區污水站預處理磷化污水處理流程相差非常大，總體差異如表2所示。從處理的特點及最終的結果分析來看，東區的沉降效果相對來差一些，存在著藥劑及加料設備的浪費，西區沉降效果好，泥水分離明顯，藥劑使用過量，產生的泥量比東區相對較多。

2.4 電泳污水處理工藝對比及分析

電泳污水主要含有有機酸、少量樹脂、有機溶劑等，處理工藝比較復雜。東區涂裝污水處理站預處理電泳污水的過程使用雙級混凝沉淀處理，第一步混合反應需要加入PAFCS、PAM、NaOH、CaCl2進行沉淀，分離清液，第二步要加入再經過H2SO4調整PH值，再次加入PAFCS、PAM、NaOH、CaCl2進行第二次沉淀，通過雙級處理，第三步經過鐵碳微電解槽（容積100m3）反應，最后排入至混合反應槽，完成電泳污水的預處理。西區同樣采用雙級混凝沉降處理，第一步加入PAC及PAM進行混凝沉淀，分離清液。第二步反應是清液進入鐵碳微電解槽（容積30m3）。第三步通過加入PAC、Ca（OH）2、PAM進行二次混凝沉降。 分離清液進入至均質池，完成電泳污水的預處理。

通過反應流程對比，東西區污水站預處理電泳污水處理方式基本一致，但是流程基本有所差異，總體差異如同表3所示。

2.5 生化處理工藝對比及分析

為達到國家三級處理標準，預處理完成后的脫脂、磷化、電泳污水混合在一起調整PH后進入到后面的生化系統，主要工藝流程如圖5所示。東區涂裝污水處理站的處理工藝流程為：各預處理污水混合之后，先進入到鐵碳微電解系統，再通過加入NaOH、H2SO4進行PH的調整，最后經過中間水箱后進入到270m3的生化濾池，通過生物膜過濾將污水COD的去除50%，在達標后進行排放;西區污水處理站生化處理流程為，先混合各預處理污水在均質池，通過Ca（OH）2、H2SO4進行PH的調整，然后進入2個并連的370m3的曝氣池生化處理，通過活性污泥中的微生物去除污水中的污染物，污水COD去除率達到90%，在處理過程中會有少量污泥產生，經過沉淀污泥后，清液達標后排放。

通過對比分析發現這兩種污水處理方式差異相對較大，如表4所示。這兩種不同工藝的選擇與當初設計取向不同，在東區污水站設計過程中，由于占地面僅有900m2，而西區污水處理站占地面積為1100m2。西區涂裝污水站設計時已經考慮到過在大規模生產中會遇到異常排放無法及時處理的困難，如電泳漆的異常排放、電泳UF液的排放等問題。

2.6 整體處理工藝對比及分析

綜合以上信息，我們發現東西區污水整體處理工藝差異較大，但是各有優缺點，因此我們進行綜合對比總結，如表5所示：

3 涂裝污水處理綜合成本對比

通過上述的全流程的工藝對比及分析，接下來詳細計算一下東西區兩個污水處理站的綜合使用成本，主要對比這三個方面的成本：（1）設備功率及設備維護成本;（2）處理藥劑及污泥處理成本;（3）人員投入成本。

通過設備功率及運行成本綜合這塊來對比，如表6所示（平均按每年運行300天計算）：整體來看，東區污水處理站能耗少，設備運行維護成本低。

通過處理藥劑及污泥產生量及處理成本綜合這塊來對比，如表7所示：綜合以上成本，東區污水處理站比西區污水處理站藥劑及污泥處理成本高35萬元。

通過處人員投入成本綜合這塊來對比，如表8所示。東區污水站人工成本高于西區10萬元。

綜合以上的對比信息，由于西區比東區晚建設兩年，設計空間及設備裝備上考慮到了東區的一些不足，相對來說簡化了現場操作及藥品添加流程，雖然東區污水站有能耗節約方面及污泥處理費用節約的優勢，但整體的運行成本較西區污水處理站高出25萬元人民幣每年。而且從實際運行情況來看，相對應的應急處理能力，如電泳漆的意外排放，東區污水處理站直接無法處理，生化系統會因此失去活性，而西區污水處理站處理能力及生化系統適應性都很快恢復。

4 不同工藝的綜合優化

結合整個工藝流程及成本全方位對比來看，我們最后結合東西區各自的優勢，進行了工藝及藥劑上的改進。

藥劑的改進：在西污水處理增加NaOH來控制PH，減少Ca（OH）2使用量，反應過程中污水PH過程控制能力比使用Ca（OH）2控制能力強，在實驗當月單車污泥量下降0.5kg以上，單車成本優化1.75元以上，預計全年可節約污

泥處理費用52.5萬元。

工藝過程的改進：在東區污水處理站，設計加料過程復雜，經過計算發現藥劑量反應不夠徹底，藥劑及加料系統都存在使用浪費，通過精確定量加料系統，控制攪拌速度，最終達到精準加料，節約藥劑，促進反應，保證絮凝更加徹底。在精確控制當月藥劑使用量單車從11元降至9元。單車節約2元，全年節約60萬元。

新設備的投入：在后續的污泥處理中，污水處理站自身的污泥含水率達到了70%，處理成本中存在著浪費，因此投入污泥干化設備非常有必要。新設備投入后，污泥含水率降至30%以下，污泥重量可降至原來的40%。同時，實現污泥的自動轉運，可減少污泥處理站人工裝袋的成本。綜合處理費用可降低100萬元以上。

綜合以上信息，現場的改進改造還有很多潛力點，都可以達到降本效的目的。這也將是后續涂裝污水站工作梳理的重點。

5 結語

在汽車生產過程中，涂裝的污水處理很多成本投入不明顯，但實際單車費用并不低。單車污水處理至三級排放成本達到30元人民幣。多數涂裝污水處理站由于一直是外包處理，相對涂裝專業來說專業性改進及重視程度并不高，隨著環保壓力增加，企業降本增效壓力增大，污水處理系統的改進也將得到重視。通過此文中的對比，我們找到更優的污水處理工藝，找出了過程中的浪費點，對單車制造成本的降低都有幫助。污染治理的費用隨著環保法規的更加嚴格控制逐年增加，整車制造成本也會上升，產品成本競爭力下降，將影響整車廠的效益。

參考文獻

[1] 王錫春.涂裝車間設計手冊[M].北京化學工業出版社，2008.4.

[2] 劉啟東.汽車涂裝廢水處理系統的優化[J].環境工程，2005 .2.23（1）.

[3] 劉紹根.汽車涂裝廢水處理技術[J].工業用水與廢水，2001，32（1）.