一种汽车厂水帘喷房循环废水处理回用系统及回用方法与流程

1.本发明涉及废水处理技术领域，特别是一种汽车厂水帘喷房循环废水处理回用系统及回用方法。


背景技术：

2.汽车厂喷漆车间在对汽车产品表面进行喷漆处理过程中，利用循环水帘水吸收喷入空气中的40％～60％的漆雾。由于使用了水性和溶剂性漆，循环水中悬浮并溶解了大量有机物质(包括树脂、植物油、矿物油、皂角、酯类、甲苯、二甲苯、有机酸等)及少量无机酸、碱、盐等，导致其codcr不断升高，到一定时间后循环水槽内水开始发臭，对污水处理操作场所的空气产生污染，同时也会影响操作者的身体健康，所以必须及时进行处理。目前，行业内大部分喷漆车间的循环水codcr达到2000～20000mg/l左右就仅作简单物化处理后、和涂装车间废水混合后一起进入涂装车间废水站处理达到db12/356-2018《污水综合排放标准》三级排放标准排放。主要的处理方法有：利用气浮—生物膜法处理涂装和喷漆综合废水；微孔过滤—电气浮法、絮凝—吸附法、凝聚—加压气浮—煤渣黄砂吸附过滤法以及中和、气浮、沉淀、油水分离等综合物化法处理 生化处理方法；混凝沉淀-芬顿处理工艺-生化处理方法等等。
3.喷房循环水更换频繁造成了水的大量浪费，尽可能地循环使用该回用水，达到循环水使用要求的污染物极限后再更换循环水，经深度处理后再回用于喷房循环水系统，能够极大程度节约用水，减少对环境的污染。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为弥补现有技术所存在的不足，本发明提供一种汽车厂水帘喷房循环废水处理回用系统及回用方法。
5.本发明解决问题的技术方案如下：
6.本发明对汽车喷漆处理过程中水帘喷房循环废水进行深度处理并回用于汽车水帘喷房循环水，代替了原有的自来水补水，以达到节水减污的目的，且使用该回用水达到了与自来水同等的水帘捕捉漆雾的效果，保证了喷漆工序的正常运转。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种汽车厂水帘喷房循环废水处理回用系统，包括依次流体连通的混凝沉淀装置010、蒸发浓缩装置030、高级氧化装置ⅰ050、生化装置060、第一过滤装置070、高级氧化装置ⅱ080、生物曝气滤池装置090、第二过滤装置100、高级氧化装置ⅲ110、超滤装置120、膜浓缩装置130、杀菌和恒压供水装置140。
8.优选地，所述混凝沉淀装置010包括依次流体连通的混凝反应单元011和沉淀单元012。
9.优选地，所述混凝沉淀装置010与所述蒸发浓缩装置030之间的连通部件还设有ph调节装置020。
10.优选地，所述系统还包括换热装置040，所述换热装置040设于所述蒸发浓缩装置030与所述高级氧化装置ⅰ050之间
11.优选地，所述蒸发浓缩装置030为真空蒸发浓缩装置。
12.优选地，所述高级氧化装置ⅰ050、高级氧化装置ⅱ080和高级氧化装置ⅲ110均可选自臭氧高级氧化装置、臭氧高级氧化和催化剂组合反应装置、臭氧和双氧水组合反应装置、臭氧高级氧化和紫外照射组合反应装置或芬顿高级氧化装置。
13.本发明第二方面提供一种汽车厂水帘喷房循环废水处理回用方法，包括如下步骤：
14.a)将汽车喷漆处理过程中水帘喷房循环废水进行混凝沉淀处理；
15.b)步骤a)得到的水体进行蒸发浓缩处理；
16.c)步骤b)得到的水体进行一级高级氧化处理；
17.d)步骤c)得到的水体进行生化处理和第一过滤装置过滤处理；
18.e)步骤d)得到的水体进行二级高级氧化处理；
19.f)步骤e)得到的水体进入生物曝气滤池和第二过滤装置过滤处理；
20.g)步骤f)得到的水体进行三级高级氧化处理；
21.h)步骤g)得到的水体进入超滤装置、膜浓缩装置处理；
22.i)收集步骤h)得到的水体经杀菌和恒压供水装置后回用至车间。
23.本发明的主要处理对象为水帘喷房循环排放废水，一般集中收集储存在工厂已有工业循环废水收集池内，主要污染物为有机物、悬浮物等，有机物浓度高、ph值高，codcr约40000mg/l，悬浮物约500～1000mg/l。该废水因有机物浓度高、难以生化处理，需深度处理才能达到回用水要求。本发明首先将收集的水帘喷房循环排放废水通过混凝沉淀装置，使得水体中有毒有害物质及有机污染物得到大幅削减，然后蒸发浓缩，蒸馏水经换热装置降温后进入高级氧化装置ⅰ处理，再经生化装置处理，进一步降低水体codcr，生化产水经第一过滤装置过滤后进入高级氧化装置ⅱ处理，进一步降解水体中的有机物，高级氧化装置ⅱ的产水溢流至曝气生物滤池进行生化处理，然后经第二过滤器、高级氧化装置ⅲ处理，极大程度去除水体中难降解有机物，再经超滤、膜浓缩装置反渗透脱盐处理，经杀菌处理后恒压供水至车间使用。
24.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
25.1.本发明针对水帘喷房循环排放废水为高浓度有机化学废水的特点，以物化、蒸发、生化、高级氧化、膜处理为主要处理手段，将混合后的废水首先经混凝沉淀处理，使得废水中有毒有害物质及有机污染物大幅削减，后续处理工艺围绕降解去除剩余有机污染物及进一步深度处理使之达到回用水要求展开，选择ph调节装置、蒸发浓缩装置、高级氧化装置、生化装置、第一过滤装置、高级氧化装置、生物曝气滤池装置、第二过滤装置、高级氧化装置、超滤装置、反渗透装置、杀菌装置和恒压供水装置后回用。
26.2.本发明能够处理达到水帘喷房循环水使用要求的污染物极限的废水，处理后的废水中有机物和其他污染物浓度大大降低，出水水质稳定达标，安全可靠，能够满足喷房水帘捕捉漆雾循环水的要求，回用水用于喷房水帘捕捉漆雾系统循环利用，避免了喷房循环水的频繁更换，大大节约了用水量，最大限度减少工业废水的排放量。
附图说明
27.图1为本发明一实施例汽车厂水帘喷房循环废水处理回用系统图。
28.图2为本发明另一实施例汽车厂水帘喷房循环废水处理回用系统图。
29.附图标记说明：010-混凝沉淀装置；011-混凝反应单元；012-沉淀装置；020-ph调节装置；030-蒸发浓缩装置；040-换热装置；050-高级氧化装置ⅰ；060-生化装置；070-第一过滤装置；080-高级氧化装置ⅱ；090-生物曝气滤池装置；100-第二过滤装置；110-高级氧化装置ⅲ；120-超滤装置；130-膜浓缩装置；140-杀菌和恒压供水装置。
具体实施方式
30.一种汽车厂水帘喷房循环废水处理回用系统，如图1所示，包括依次流体连通的混凝沉淀装置010、蒸发浓缩装置030、高级氧化装置ⅰ050、生化装置060、第一过滤装置070、高级氧化装置ⅱ080、生物曝气滤池装置090、第二过滤装置100、高级氧化装置ⅲ110、超滤装置120、膜浓缩装置130、杀菌和恒压供水装置140。
31.在一些优选的实施例中，如图2所示，所述混凝沉淀装置010包括依次流体连通的混凝反应单元011和沉淀单元012。更优选地，所述混凝反应单元011包括凝聚池、絮凝池及混凝加药装置，所述混凝加药装置用于投加混凝剂，经混凝反应使得废水中形成体积较大的絮体，便于在沉淀装置沉淀。更优选地，所述沉淀单元012为斜板沉淀池、平流式沉淀池或竖流式沉淀池。
32.在一些优选的实施例中，如图2所示，所述混凝沉淀装置010与所述蒸发浓缩装置030之间的连通部件还设有ph调节装置020；更优选地，所述ph调节装置020为加酸反应装置，能够将废水ph值调整到适宜范围内，避免水体ph过高影响后续蒸发处理工序的处理效果和对设备的腐蚀。
33.在一些优选的实施例中，如图2所示，所述系统还包括换热装置040，所述换热装置040设于所述蒸发浓缩装置030与所述高级氧化装置ⅰ050之间，蒸发浓缩装置出水温度约为39℃，进入高级氧化装置前需要对蒸发浓缩装置出水进行降温处理，通过蒸发浓缩装置出水与换热装置中的冷源进行换热，将蒸发浓缩装置出水降温至25～30℃。更优选地，所述换热装置040为板式换热器或管式换热器。
34.在一些优选的实施例中，所述蒸发浓缩装置030为真空蒸发浓缩装置；所述真空蒸发浓缩装置可以为低温真空蒸发浓缩装置或高温真空蒸发浓缩装置，所述低温真空蒸发浓缩，蒸发温度范围为30～45℃；所述高温真空蒸发浓缩，蒸发温度范围为80～90℃。在一些更优选的实施例中，所述蒸发浓缩装置030为低温真空蒸发浓缩装置。
35.本发明中所述高级氧化装置为利用高级氧化技术，通过产生具有强氧化能力的羟基自由基(
·
oh)，提供高温高压、电、声、光辐照、催化剂等反应条件，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质的装置。在一些优选的实施例中，所述高级氧化装置ⅰ050、高级氧化装置ⅱ080和高级氧化装置ⅲ110均可选自臭氧高级氧化装置、臭氧高级氧化和催化剂组合反应装置、臭氧和双氧水组合反应装置、臭氧和紫外照射组合反应装置或芬顿高级氧化装置。在一些优选的实施例中，所述高级氧化装置ⅰ050、高级氧化装置ⅱ080和高级氧化装置ⅲ110包括臭氧反应单元，所述臭氧反应单元选自微纳米气泡发生器、微孔曝气盘曝气反应器、多点投加推流式管式反应器、射流器溶气曝气反应器或溶气泵循环反应
器，更优选为微纳米气泡发生器，使臭氧最大化利用，出水的codcr大幅度减少，去除率约为30～70％。
36.在一些优选的实施例中，所述生化装置060为a2o mbr膜装置或a2o 混凝沉淀生化装置；所述mbr膜采用无机膜或有机膜，型式为平板膜或中空纤维膜，孔径0.001-0.02μm。
37.在一些优选的实施例中，第一过滤装置070为袋式过滤器、折叠式过滤器或自清洗过滤器；优选地，所述第一过滤装置070的过滤精度为50-200μm。
38.在一些优选的实施例中，所述生物曝气滤池装置090为上进下出式或下进上出式运行模式；所述生物曝气滤池装置090中填料可以为石英砂、无烟煤、活性炭或陶粒的组合。
39.在一些优选的实施例中，所述第二过滤装置100为袋式过滤器或折叠式过滤器；优选地，所述第二过滤装置100的过滤精度为1-50μm。
40.在一些优选的实施例中，所述超滤装置120之前设有保安过滤器；所述超滤装置120中超滤膜的材质选自聚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯和陶瓷膜中的一种。更优选地，所述超滤膜的材质为聚偏氟乙烯pvdf。
41.在一些优选的实施例中，所述膜浓缩装置130包括反渗透装置和设在反渗透装置之前的保安过滤器；所述保安过滤器的过滤精度为5μm，过滤流量为3m3/h，能够防止大颗粒杂质，如泄漏的活性炭等杂质进入反渗透装置130导致膜堵塞或损伤。更优选地，所述反渗透装置中反渗透膜采用卷式反渗透膜组件或dtro蝶管式膜组件；所述反渗透装置采用抗污染型反渗透膜。
42.在一些优选的实施例中，所述系统还包括营养剂投加装置，用于向所述生化装置060投加营养剂。
43.在一些优选的实施例中，所述系统还包括非氧化杀菌剂、阻垢剂、还原剂投加装置，用于向所述超滤装置120和膜浓缩装置130连通的管道投加非氧化杀菌剂、阻垢剂、还原剂。
44.一种汽车厂水帘喷房循环废水处理回用方法，包括如下步骤：
45.a)将汽车喷漆处理过程中水帘喷房循环废水进行混凝沉淀处理；
46.b)步骤a)得到的水体进行蒸发浓缩处理；
47.c)步骤b)得到的水体进行一级高级氧化处理；
48.d)步骤c)得到的水体进行生化处理和第一过滤装置过滤处理；
49.e)步骤d)得到的水体进行二级高级氧化处理；
50.f)步骤e)得到的水体进入生物曝气滤池和第二过滤装置过滤处理；
51.g)步骤f)得到的水体进行三级高级氧化处理；
52.h)步骤g)得到的水体进入超滤装置、膜浓缩装置处理；
53.i)收集步骤h)得到的水体经杀菌和恒压供水装置后回用至车间。
54.高级氧化技术又称深度氧化技术，以产生具有强氧化能力的羟基自由基(
·
oh)为特点，在高温高压、电、声、光辐照、催化剂等反应条件下，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质。根据产生自由基的方式和反应条件的不同，可将其分为光化学氧化、催化湿式氧化、声化学氧化、臭氧氧化、电化学氧化、fenton氧化等。在本发明的一些实施例中，所述一级高级氧化、二级高级氧化和三级高级氧化处理均可选自臭氧高级氧化、臭氧高级氧化和催化剂组合反应、臭氧和双氧水组合反应、臭氧高级氧化和紫外照射组合反
应或芬顿高级氧化处理；作为优选，所述一级高级氧化、二级高级氧化和三级高级氧化处理中包括臭氧反应单元，所述臭氧反应单元中投加臭氧的质量浓度为水体codcr的2～4倍。本发明通过三级高级氧化处理，能够将水体中难降解的有机物尽可能彻底分解，从而有效降低水体的codcr。第一级高级氧化预处理喷漆废水降低水体的codcr、同时提高水体的可生化性，提高后续生化系统的处理效率；第二级高级氧化处理生化系统装置未降解的codcr、同时提高水体的可生化性；第三级高级氧化处理处理生物滤池装置未能降解去除的codcr。
55.在本发明的一些实施例中，所述步骤a)中混凝沉淀处理包括混凝反应和沉淀处理，除去水体中大部分的悬浮物、固体颗粒物和部分codcr；所述混凝反应具体为将水帘喷房循环废水与混凝剂混凝，所述混凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺。
56.优选地，所述聚合氯化铝的投加量为50～300mg/l；所述聚合氯化铝可以配制成溶液后与汽车厂水帘喷房循环废水混凝，更优选地，所述聚合氯化铝配制成浓度为10～20wt％的水溶液。
57.优选地，所述聚丙烯酰胺的投加量为5～10mg/l；所述聚丙烯酰胺可以制成溶液后与汽车厂水帘喷房循环废水混凝，更优选地，所述聚丙烯酰胺制成浓度为0.1～0.5wt％的水溶液。
58.在本发明的一些实施例中，所述蒸发浓缩处理前将ph调节至8～9，进一步降低水体的ph，避免水体ph过高影响后续蒸发处理工序的处理效果和对设备的腐蚀。
59.在本发明的一些实施例中，所述蒸发浓缩处理为真空蒸发浓缩处理；优选为低温真空蒸发浓缩处理，蒸发温度范围为：30～45℃，蒸发后的浓缩液小于5％，做为危废处理，蒸发产生的蒸馏水进入高级氧化装置ⅰ处理。更优选地，蒸发产生的蒸馏水经换热降温处理，使温度降至25～30℃后再进入高级氧化装置ⅰ处理。
60.在本发明的一些实施例中，所述膜浓缩装置的过滤精度为0.5～100nm，所述膜浓缩装置中反渗透膜的材质为芳香聚酰胺。
61.在本发明的一些实施例中，所述杀菌和恒压送水装置处理过程中，按5～10mg/l投加次氯酸钠杀菌剂。经杀菌处理，杀灭水中的微生物，防止产水中微生物的滋生；杀菌后恒压供水送至车间使用。
62.在本发明的一些实施例中，还包括对步骤a)中所述混凝沉淀处理产生的浮渣和污泥以及步骤d)中所述生化处理产生的污泥进行脱水处理。
63.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
64.实施例
65.国内某大型合资汽车总装厂汽车喷漆处理过程中水帘喷房循环废水池定期会产生废水排放水，该循环水以前采用自来水做为补水源，为了满足环保对于该水域的排放要求(如果超量超标排放将直接影响该企业的生产经营)，新建一套废水深度回用系统，处理后的水质能够满足水帘喷房循环水水质要求，水量不够时可用原补水系统做适量补充，循环水经新建的废水深度回用系统即本发明提供的水帘喷房循环废水处理回用系统进行循环处理回用，既减少了原自来水的补水，又减少了工业废水的排放。
66.新建废水深度处理回用系统(即本发明汽车喷漆处理过程中水帘喷房循环废水处理回用系统)处理能力约为16500m3/年，如图1所示，包括依次流体连通的混凝沉淀装置010、蒸发浓缩装置030、高级氧化装置ⅰ050、生化装置060、第一过滤装置070、高级氧化装置ⅱ080、生物曝气滤池装置090、第二过滤装置100、高级氧化装置ⅲ110、超滤装置120、膜浓缩装置130、杀菌和恒压供水装置140。废水处理工艺即本发明汽车喷漆处理过程中水帘喷房循环废水处理回用方法包括如下步骤：混凝沉淀
→
蒸发浓缩
→
高级氧化处理
→
生化处理
→
过滤处理
→
高级氧化处理
→
曝气生物滤池
→
过滤处理
→
高级氧化处理
→
超滤
→
膜浓缩处理
→
杀菌和恒压供水装置
→
终产水，满足水帘喷房循环水的用水水质要求。
67.废水深度处理回用系统(即本发明汽车喷漆处理过程中水帘喷房循环废水处理回用系统)如图2所示。循环水池定期排放废水经废水池收集后由进水泵输送，进水泵共2台，1用1备，每台水泵流量3m3/h。由原水泵将废水输送进入混凝沉淀装置010，将cod颗粒物质和ss沉淀下来，使微小颗粒生产较大的颗粒物质并沉淀下来，所述混凝沉淀装置010包括依次流体连通的混凝反应单元011和沉淀单元012，所述混凝反应单元011包括凝聚池、絮聚池和混凝加药部件，混凝加药部件用于分别投加聚合氯化铝pac(投加量约为50～100mg/l)和聚丙烯酰胺pam药剂(投加量约为5～10mg/l)，使废水中絮体不断增大、之后便于沉淀池沉淀。沉淀单元012出水经ph调节装置020调节ph至8～9后进入蒸发浓缩装置030进行蒸发浓缩处理，蒸发温度范围为30～45℃，设置1套蒸发器，处理量为3m3/h，蒸发后的浓缩液体积小于5％，委外作为危废处理，蒸发后的蒸馏水经换热装置040降温后进入高级氧化装置ⅰ050处理；之后进入生化装置060进行生化处理，能够进一步降解水中的有机物，降低水体codcr；由于蒸发后的蒸馏水中n、p含量较少，需要额外补充n、p等营养物质，配置营养剂投加装置各1套，将营养物质加到生化装置060，培养生物污泥，避免微生物缺少营养，加药泵2台(1用1备)。生化装置060的产水(可缓存于产水箱)中codcr降至150-200mg/l；生化装置060产水经产水泵输送经第一过滤装置070过滤处理后进高级氧化装置ⅱ080进行处理，进一步降解水中的有机物，使得水体中codc小于100mg/l；高级氧化装置ⅱ080的产水溢流入曝气生物滤池090进行生化处理，曝气生物滤池090的产水缓存于中间水箱中，经提升泵将产水送入第二过滤器装置100过滤处理之后进入高级氧化装置ⅲ110处理，产水缓存于中间水箱中，经提升泵(1用1备)输送至超滤装置120处理。超滤装置120出水进入膜浓缩装置130进行反渗透脱盐处理，反渗透装置130前面设置滤芯式保安过滤器，过滤精度为5μm，过滤流量为3m3/h，防止大颗粒杂质，如泄漏的活性炭等杂质进入反渗透装置导致膜堵塞或损伤。保安过滤器滤芯式保安过滤器出水进入反渗透装置130处理；在降低电导率的同时，能进一步降低水中的codcr，为了避免进水对反渗透的氧化和污染，在保安过滤器和反渗透装置之前超滤装置120后即在连接超滤装置120与保安过滤器的管道上设置非氧化杀菌剂、阻垢剂、还原剂投加装置；反渗透装置130的出水中的codcr降至10-50mg/l、电导率在10-20us/cm。反渗透装置130的产水经杀菌装置处理后恒压供水至车间使用。
68.混凝沉淀装置中沉淀池产生的污泥进行脱水处理，生化装置中生化处理产生的污泥进行脱水处理，上述浮渣和污泥可置于污泥槽，然后通过污泥调理加药装置加药后，通过污泥泵输送进入污泥脱水机进行脱水。
69.本实施例中汽车厂水帘喷房循环废水处理回用系统所涉及的主要设备归纳如下表1所示。
70.表1汽车厂水帘喷房循环废水处理回用系统所涉及的主要设备
[0071][0072][0073]
该水帘喷房循环废水处理回用系统投入运行后，出水水质稳定，主要指标如下表2：
[0074]
表2：废水进出水水质处理效果指标
[0075]
序号指标单位进水水质指标产水水质指标1ph值-《126～92电导率us/cm《8000《203codcrmg/l《40000《504ssmg/l《1000nd
[0076]
系统处理前后相比，废水的cod
cr
去除率约为99.8％。
[0077]
本发明提出了一种优化的水帘喷房循环废水处理回用系统，在上述汽车总装厂喷漆生产线运行后，各工艺段设备运行良好，回用水用作水帘循环水捕捉漆雾保证了生产车间的环境和客户满意度。同时，减少了企业危废委外处置总量和费用，最大限度降低企业的工业废水排放总量，为节能减排做出贡献，取得了良好的经济效益、社会效益、生态效益。
[0078]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。