綜合廢水處理方法及實踐探究——以機械電子加工行業為例

溫州市工業科學研究院 鄭卉

作為經濟重要支柱產業之一的機械加工行業是浙江創新發展行業，該行業涉及金屬磷化、酸洗、電泳、切削加工等高污染行業。隨著浙江省經濟的高速發展成績，機械加工行業也取得了令人矚目的發展，然而該行業的廢水排放量隨之也日益增多。

此類廢水中含有各類防腐劑、乳化劑、酸、堿等各類污染物，嚴重威脅人民環境健康，而且此類廢水還有難降解、生化性差、成分復雜等諸多特點，屬于廢水處理的難點與熱點[1-2]。

一、項目概況

浙江某機械電子加工企業年產各類精密機械沖壓件8000萬只，光學玻璃蓋板120萬m2，在產品生產過程中，主要產生大量三路廢水。一是產品前處理過程中產生的生產廢水，具有COD濃度高、總磷濃度高、廢水量不多的特點，CODCr的濃度約100g/L，總磷的濃度約500mg/L，廢水總量占比大約為5%；二是產品拋光精雕過程中產生的酸洗廢水，具有pH低、氟化物濃度高的特性，pH值為2，氟化物濃度約為150g/L，廢水總量占比約為20%；三是產品生產過程中的一般清洗用水，CODCr的濃度約1000mg/L，廢水總量占比約為80%。針對上述廢水特性，使用前置收集預處理-混凝沉淀工藝處理[2]，能夠穩定、高效地去除水中污染物，出水的要求可達到三級排放標準（詳見《污水綜合排放標準》GB8978-1996，下同）[3]。

二、設計水量及水質

該機械電子加工企業的前處理廢水量約為5m3/d，含酸廢水量約為20m3/d，一般清洗廢水量約為70m3/d，廢水總量約為95m3/d，綜合考慮企業發展規劃、變化系數等因素，廢水站的設計處理能力應不低于120m3/d，廢水站的各處理單元調節池設計進水水質見表1。

表1 設計進水水質

三、設計重難點

該企業生產廢水具有COD濃度高、總磷及氟化物含量高、pH值低等特性，設計中需充分考慮廢水前置處理[4]，去除部分高濃污染物，充分發揮定調節池勻質勻量作用，再經深化處理工藝綜合處理廢水，確保水質穩定達標排放。

四、處理流程

對于高濃度含磷廢水，化學混凝沉淀法是最傳統也是最經濟的方法之一，其是廢水處理中最普遍的主體工[5-6]。該企業的生產廢水中，由于存在大量清洗工藝，清洗劑中磷的溶解至廢水中，導致廢水中含有大量的磷，因此本處理工藝采用的是以化學除磷為主體的污水處理工藝。處理過程中前處理廢水經單獨收集，經多級混凝沉淀反應去除高濃度COD及總磷后排至調節池。前處理廢水定量泵至一級反應桶內，與部分調節池廢水混合后，在桶內投加化學藥劑，經化學混凝沉淀后，上清液進入二級反應桶，二級反應桶上清液進入三級反應桶，三級反應桶的上清液進入到調節池。對于含酸廢水實行單獨收集，在反應池內投加片堿與氯化鈣后，去除高濃度氟化物后，上清液溢流至調節池[7]。綜合廢水排放到調節池中，泵至二級混凝沉淀池中間，投加堿液以控制其pH值在7-8之間，投加PAM和PAC之后，最終在沉淀區出現泥水分離現象（所有池體污泥排到污泥池，上清液溢流到標準排放口）。濾液排回到調節池，污泥泵至壓濾機實現脫水，將泥餅委托給有資質第三方企業進行外運處置。具體工藝流程如圖1。

圖1 工藝流程圖

五、主要構筑物及設備

（一）前處理廢水收集池

前處理廢水收集池主要收集前處理高濃度生產廢水，同時發揮水量勻質勻量作用，保證相對穩定的水量和水質。前處理廢水收集池定為1座。尺寸設為2.5×1.5×3m，池體的材質選用6mm厚的碳鋼板材，有效容積則為10m3，進行一般的防腐處置。池體內部設提升泵設為2臺，原則上1用1備，單臺流量Q為2m3/h，揚程H為8m，功率P為1kW。

（二）反應池

通過投加化學藥劑產生化學混凝反應，經沉淀處理后去除水體中的污染物。

反應池定為3座。單池尺寸設為1.5×1.5×3m，池體的材質選用6mm厚碳鋼板材，單池有效容積6m3，進行一般的防腐處置。每個池體內部設攪拌機定為1臺，型號定為CV32-1500-30S，功率P為1kW，設提升泵設為2臺，原則上1用1備，單臺流量Q為2m3/h，揚程H為8m，功率P為1kW。

（三）含酸廢水收集池

主要用于收集含酸清洗廢水，同時起到穩定水量和水質的作用，廢水定期泵至一級混凝沉淀池。

含酸廢水收集池定為1座，采用全地下鋼砼結構，并進行一般的防腐防滲處置。單池尺寸設為4×2.5×3m，水力停留時間1.5d，單池有效容積30m3。池體設塑料泵2臺，原則上1用1備，單臺流量Q為3m3/h，揚程H為8m，功率P為1kW。

（四）一級混凝沉淀池

用于處理含酸清洗廢水，投加石灰（片堿+氯化鈣）以去除酸度及氟化物。

一級混凝沉淀池定為1座。單池尺寸設為3×3×4m，池體的材質選用6mm厚碳鋼板材，表面負荷為0.4m3/(m2×h)，池體有效容積為30m3，并進行一般的防腐處置。池體設有2座反應池，尺寸為0.5×1×2m，設反應攪拌機2臺，型號為CV22-200-30S，功率P為0.2kW，堿加藥裝置2套，配置計量泵1臺，流量Q為240L/h，PAM加藥裝置設為1套，配置計量泵設為1臺，流量Q為100L/h，pH監測儀計1臺，斜管及支架1套。

（五）調節池

用于收集前處理廢水出水、綜合廢水及含酸清洗廢水出水，發揮均質均量的作用。廢水經動力提升至二級混凝沉淀池。調節池定為1座。使用全地下鋼砼結構，并實行一般的防，防滲處置。池體尺寸設為10×5×3m，有效容積150m3。池體潛水泵2臺，流量Q為20m3/h，揚程H為12m，功率P為2kW；管道電磁流量計配置1臺，用于計量進水的瞬時流量及累計流量，最大計量流量為Q=50m3/h，配置超聲波液位計1臺，用于計量池體液位高度。

（六）二級混凝沉淀池

用于處理綜合廢水，反應池內分別加入堿液、PAM及PAC，沉淀池實現泥水分離以去除酸度、CODcr、氟化物及懸浮物等。綜合廢水設計處理能力為120m3/d。

二級混凝沉淀池定為1座，尺寸設為12×3×4m，有效容積為120m3，材質選用8mm厚碳鋼板材，表面負荷為0.5m3/(m2×h)，并進行一般的防腐處置。池體設有2座反應池，尺寸為1.5×1.5×2m，配置反應攪拌機2臺，型號為CV22-200-30S，功率P為0.2kW；片堿加藥裝置1套，配置計量泵1臺，流量Q為240L/h；PAC加藥裝置1套，配置計量泵1臺，流量Q為100L/h；pH監測儀計1臺；斜管及支架1套；200mm規格溢流堰1套。

（七）污泥池

用于收集一級反應池、二級反應池、三級反應池、一級混凝沉淀池、二級混凝沉淀池底部沉淀污泥，經濃縮后上清液排回調節池，濃縮污泥泵至壓濾機脫水，污泥經經壓濾機處理后，泥餅水質量分數設為75%。

尺寸設為7.5×3×3m，則有效容積為60m3，材質選用6mm厚碳鋼板材。設隔膜泵1臺，型號為QBK80，流量Q為24m3/揚程H為70m；設板框隔膜壓濾機1臺，型號為XMG80/1000UB，過濾面積為80m2，反壓榨壓力為0.7MPa，功率為P=4kW。

（八）事故應急池

用于應急收集生產廢水，數量設為1座，尺寸6×5×3m，則有效容積90m3，使用全地下鋼砼結構，進行一般的防腐防滲處置，設有潛水泵2臺，原則上1備1用，流量Q為20m3/h，揚程H為12m，功率 P為2kW。

六、運行效果

經單機試機，聯機調試后，經連續2年運行，采用本工藝處理企業生產廢水，整套系統運行穩定，在進水水量水質波動較大的情況下，也能夠發揮很好的處理效果，有效去除廢水能夠中的COD、氨氮、總磷及氟化物，出水的水質要求可穩定達到三級排放標準。（見表2）

表2 實測平均處理效果表

七、投資及運行成本

本工程建設成為約154.9萬元，噸水運行成本約19.51元。具體建設構成及運行費構成見表3、表4。

表3 建設投資構成

表4 運行費用構成

八、結論

本處理工程實踐表明，針對機械電子加工企業綜合廢水COD濃度高、總磷及氟化物含量高及組分復雜的特點，采用以混凝沉淀為主體，配套前置預處理工藝對于處理該類廢水是十分可行的，具有運行穩定、處理效果好、抗沖擊負荷強、運行維護簡單方便等諸多特點，能保證出水的水質要求達到三級排放標準。本工藝運行成本為19.51元，運行過程要充分發揮調節池及反應池的特點，盡量節約藥劑以求降低運行成本。