1 工程概況

廣州某涂料生產企業主要生產水性涂料、溶劑型涂料和粉體涂料，其中溶劑型涂料和粉體涂料的生產過程不產生廢水，水性涂料的生產過程產生工藝洗桶水（15 m3/d）。該工藝洗桶水中CODCr、BOD5和SS 的質量濃度分別為10 000 ～ 60 000、1 000 ～4 000、5 000 ～ 20 000 mg/L，經混凝預處理后與生活污水、洗衣廢水等混合，總水量為80 m3/d，進一步采用混凝-厭氧-好氧工藝進行處理，處理后出水水質達到廣東省地方標準DB 44/26—2001《水污染物排放限值》第二時段一級標準的要求。

2 工藝設計

2．1 水量水質

設計進、出水水量、水質見表1 。

表1 設計進、出水水量水質

2．2 水質特點

生產廢水間歇排放，主要污染物為鈦白粉、助劑、輕質碳酸鈣、滑石粉、顏料色漿等無機物，和大量的乳液、苯乙烯、丙烯酸及增稠劑、分散劑、表面活性劑等有機物，主要特征如下［1］：

（1）含有多種無機固體微粒，顆粒直徑小，分散性好，難以沉降，并且含固量高，呈粘稠狀，易堵塞設備和管道；

（2）生產廢水中存在眾多呈凝膠狀態的有機物質，CODCr和BOD5濃度高，尤其是工藝洗桶水的污染物濃度很高；

（3）廢水的可生化性較差，m（BOD5）／m（CODCr）值一般小于0．30。

2．3 工藝流程

2．3．1 工藝方案的選擇

該廢水的處理主要在于去除高濃度的SS 和CODCr，一般宜先通過預處理去除SS，再用微生物工藝去除CODCr。原水的SS 以乳膠狀態分散在水中，同時水中還存在各種表面活性劑和高分子有機物，所以先采用混凝工藝進行預處理。經預處理后，出水的可生化性仍較差，后續可采用厭氧與好氧結合的生物處理工藝。

2．3．2 工藝參數的確定

主要工藝參數包括混凝單元的加藥量和生物處理單元的水池容積。

（1）混凝單元加藥量的確定：分別選用FeSO4、聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鐵（PFS）作為混凝劑，陰離子型PAM 和陽離子型PAM 作為助凝劑，以不同的投加量，作燒杯試驗。得到最佳混凝條件為PAC 投加量為3 000 mg/L，陰離子型PAM（記為PAM－）投加量為200 mg/L，pH 值為7．5，原水CODCr的平均質量濃度為23 000 mg/L 時，混凝后上清液CODCr的平均質量濃度為3 200 mg/L。

（2）微生物處理工藝水池容積的確定：為了確定該廢水的生化處理系統水池容積，調查了珠三角地區3 家正在運行的類似廢水處理系統。這3 家廢水處理系統均以處理水性涂料生產廢水為主，調查時忽略其它廢水，只以水性涂料生產廢水（即本文的工藝洗桶水）計算HRT 和CODCr負荷。調查結果見表2。由表2 可知，本廢水站的厭氧池和好氧池的CODCr容積負荷分別取0．61 和0．15 kg/（m3·d）。

表2 廢水處理工藝調查結果

注：①采用混凝沉淀工藝；②未加藥劑直接用板框壓濾機過濾。

2．3．3 工藝流程及說明

最終確定廢水的工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

工藝洗桶水先就近在產生地點收集，然后經氣動隔膜泵輸送至較遠的廢水處理站的混凝沉淀池，設置管道清洗的自來水泵，以防止顆粒物堵塞管道。混凝沉淀池采用間歇處理的方法，每收集一池水后，加入PAC 進行混凝反應，30 min 后再加入PAM 進一步反應。混凝反應后靜置沉淀，上清液排入調節池，污泥則排入污泥池。

調節池收集混凝沉淀池的上清液、生活污水和其它工藝廢水，該混合廢水經提升進入二級混凝池，加入PAC 和PAM 進行混凝反應，再進入沉淀池進行固液分離。分離后的上清液進入中間池。

中間池廢水經提升后依次進入厭氧池和好氧池分別進行厭氧和好氧生化反應，最后在二沉池中分離去除懸浮物，出水進入清水池。清水可用于清洗污泥壓濾機等。

混凝沉淀池和沉淀池排放的污泥，以及二沉池的污泥被收集到污泥池中，用帶式污泥壓濾機進行脫水處理。脫水后產生的污泥泥餅委外處理。

2．4 主要構筑物及設備

（1）集水池

集水池有效容積為15 m3。內設2 臺氣動隔膜泵，口徑為40 mm，Q為15 m3/h，H為30 m，耗氣量為30 L/s。池底設有穿孔管壓縮空氣攪拌系統。廢水輸送管采用DN 50 mm 的PVC 管，流速為2 m／ s，采用室外明敷方式，便于堵塞時的檢修。

另設1 套管道清洗系統，包括1 個2 000 L 的PE 桶和1 臺管道清洗泵（Q為15 m3/h，H為30 m，N為3．7 kW）。PE 桶內放入自來水，儲水量相當于廢水輸送管容積的3 倍，在每次輸送完廢水后，啟動管道清洗泵對管道內部進行清洗。

（2）混凝沉淀池

混凝沉淀池采用圓形鋼制水池，總尺寸為Φ 3．0 m×5．0 m，有效容積為20 m3。池內設有穿孔管空氣攪拌系統，排泥管設有壓縮空氣反吹管。

采用計量泵投加NaOH，Q為1．7 L／min。各設1 臺不銹鋼離心泵投加PAC 和PAM，Q為4 m3/h，H為8 m，N為0．25 kW。PAC 和PAM 的投加量分別為3 000 和200 mg/L。

NaOH 儲藥罐容積為1 000 L。PAC 和PAM 配藥罐均用1 500 L 的PE 罐，內設空氣攪拌溶藥系統。儲藥罐和配藥罐均與二級混凝系統共用。

（3）調節池

有效容積為65 m3，HRT為18 h。進水口設機械格柵，池內設有穿孔管空氣攪拌系統。配潛水提升泵，Q為10 m3/h，H為10 m，N為0．75 kW，設計提升水量為3．5 m3/h。

（4）二級混凝池

分成2 格，每格有效容積為4m3，HRT為1 h。池內設有穿孔管空氣攪拌系統。采用計量泵投加NaOH，Q為0．25 L／min，由pH 計控制pH 值為8。

采用1 臺計量泵投加PAC，Q為1．7 L／min，投加量為200 mg/L。采用1 臺齒輪泵投加PAM，Q為1．1 m3/h，投加量為20 mg/L。

（5）沉淀池

豎流式沉淀池，表面積為5．8 m2，表面負荷為0．6 m3/（m2·h）。重力排泥。

（6）中間池

有效容積為50 m3，HRT為16 h。配潛水提升泵，Q為6 m3/h，H為12 m，N為0．75 kW。

（7）厭氧池

UASB 形式，尺寸為6．4 m×3．0 m×4．5 m，有效容積為80 m3，HRT為24 h。配脈沖罐、池底布水管、三相分離器。

（8）好氧池

生物接觸氧化池，尺寸為6．0 m×5．0 m×4．5m，有效容積為120 m3，HRT為36 h。采用組合填料，高度為2．5 m，體積為75 m3。

配2 臺（1 用1 備）羅茨鼓風機進行曝氣，Q為10 m3／min，P為49 kPa，N為15 kW。池內布置穿孔管曝氣系統。

（9）二沉池

豎流式沉淀池，表面積為5．8 m2，表面負荷為0．6 m3/（m2·h）。重力排泥，氣提將部分污泥回流到好氧池。

（10）清水池和排水計量槽

清水池有效容積為30 m3。排水計量槽設置巴歇爾槽的超聲波明渠流量計。

（11）污泥處理系統

污泥脫水機采用0．75 m帶寬的帶式壓濾機。污泥輸送泵采用1 臺氣動隔膜泵，口徑為50 mm，Q為6 m3/h，H為30 m，耗氣量為6 L/s。污泥進入壓濾機前加入0．05% 的陽離子型PAM，投加泵采用1 臺齒輪泵，Q為0．1 ~ 1．0 m3/h（一般用0．32m3/h）。網帶清洗水取自清水池，用1 臺臥式離心泵，Q為7．9 m3/h，H為60 m，P為5．5 kW。另設皮帶輸送機將污泥輸送到室外的儲泥袋中。

3 運行效果

該工程于2011 年5 月建成，2 個月后完成系統調試。自2011 年10 月后，平均處理工藝洗桶水量為15 m3/d，總水量為65 m3/d，處理后出水水質優于DB 44/26—2001 第二時段一級標準。各處理單元出水CODCr平均濃度見表3。

由表3 可知，水性涂料廢水的處理主要依靠混凝沉淀單元，該單元在去除懸浮物的同時，也能去除大量的CODCr。從運行結果可以看到，經混凝后，工藝洗桶水CODCr的平均質量濃度從27 700mg/L 降到6 960 mg/L，而綜合廢水（調節池）CODCr的平均質量濃度從1 760 mg/L 降到314 mg/L，去除率分別達到75％和82％。由于混凝沉淀單元去除了絕大部分的CODCr，使生物系統的負荷非常低，所以達到了非常好的出水效果。

表3 各處理單元出水CODCr平均濃度 mg·L-1

4 問題及解決措施

該廢水站廢水中懸浮物濃度非常高，沉淀后結成僵硬的塊狀，易堵塞水池和設備。因此，所有與污泥有關的設備和設施均應考慮采取防止污泥結塊和堵塞的措施。一級混凝沉淀池采用間歇運行的方式，每次處理后均把池內的污泥排空，解決了污泥沉積的問題。二級混凝沉淀池連續運行，雖然污泥斗設計成傾角為60°，每60 min 排泥1 次，但仍然有大量污泥沉積和結塊，需每2 ～ 4 周進行一次排空清理。因此，連續運行的沉淀池不宜用集泥斗排泥，而宜用刮泥機，或改用氣浮工藝。污泥池內在沒有穿孔管曝氣的地方也有污泥沉積，因此宜布置間距較小的穿孔管曝氣裝置。污泥泵宜采用氣動隔膜泵。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

5 結語

（1）水性涂料生產廢水具有水量小、濃度高的特點，采用混凝-厭氧-好氧的處理工藝，在混凝段PAC、PAM 的投加量分別約為3 000、200 mg ／L，厭氧池和好氧池的CODCr容積負荷分別為0．61和0．15 kg/（m3·d）的條件下，能保證出水達標。

（2）該工藝需要特別注意因污泥在管道、水池中沉積而造成的管道堵塞問題。