碳纤维复合材料制品厂生产废水处理工艺

碳纤维复合材料制品厂生产废水处理工艺

目前，中国排放的高纯度废水尚未得到完全处理，尤其是碳纤维合金对生产废水的处理技术和工艺仍为空白。为此,探索合理的碳纤维复合材料生产废水处理及循环回用方法,对节约水资源、响应国家节能减排政策具有十分重要的意义。1废水水质和回用方向1.1废水水质、水量某企业主要从事高性能复合材料运动球拍、自行车、安全帽、核磁共振组件的设计开发及生产制造。该企业废水排放量为700m3/d,且废水来源较为复杂,有机污染物浓度较高。根据该厂提供的资料,满负荷生产时排放废水量为700m3/d,废水来源为喷雾喷淋吸收净化废水、棕磨废水及职工生活污水,含有大量漆渣及其溶解物、悬浮物,BOD5≤300mg/L,COD≤1200mg/L,SS≤400mg/L。从水质特征来看,该企业工业废水属于可生化性较好(B/C比值可达0.4左右)的有机废水,但由于生产操作的间歇性和产品种类的多样性,废水水质成分复杂,水量、水质波动很大,加之BOD5、COD含量较高,对其进行处理并达到回用标准有一定难度。1.2处理进出水水质工程设计方案执行厦门市环境保护有关规定,要求确保处理出水各项指标达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)冲厕水质要求。回用水质标准见表1。2处理2.1调节池及水质分析原水水质可知,该废水具有一些特殊性,在设计时应有针对性地选择废水治理工艺:①针对其废水排放不规律、水量波动大的特点,设置调节池调节水量和水质;②喷漆废水中含有大量漆渣及其溶解物,为降低后续工艺的处理压力,在方案设计时考虑先投加药剂混凝进行前处理后再进行气浮处理;③废水中主要污染物为BOD5,适宜采用生物法处理,故选择水解酸化和接触氧化处理工艺。2.2细菌处理和污水回收废水加压排入调节池,调节水量水质,先由气浮机将废水中的悬浮物去除后进入水解酸化池,利用兼氧菌对高分子有机污染物质进行分解,再经重力流进入接触氧化池,利用好氧微生物降解水中的污染物质,最后经沉淀池进行泥水分离,上清液经由过滤器去除浊度后,经消毒处理后可达《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)冲厕标准。污泥在污泥池中浓缩并经板框压滤机脱水后,上清液回流至调节池,干污泥外运。工艺流程见图1。2.3主要工艺单元和设备设置不锈钢格栅废水中含有少量漂浮物(如塑料袋),一旦漂浮物进入管道或处理构筑物,容易引起堵塞,因此在调节池前设置两道不锈钢格栅,栅隙分别为10、5mm。调节池均质池由于产品品种有一定变化,废水水质、水量也随之改变,设置调节池主要是调节均质,使废水在池中充分混合,水量、水质保持稳定,保障后续处理工艺稳定运行。调节池容积为210m3,停留时间为6h,钢混结构,池内设2台提升泵。1.气浮机采用非机械式浅层气浮机对废水进行预处理,将悬浮物去除,降低后续处理负荷。易降解有机物利用兼性微生物将污水中难降解的高分子有机物分解为易降解的低分子有机物。水解酸化池为钢混结构,推流式池型,池容为560m3,停留时间为16h。应用新型悬浮填料该工艺具有有机物负荷高、占地面积小、抗冲击负荷能力强、不产生污泥膨胀、污泥生成量少、处理效果好、散发臭气少、操作管理方便等特点,同时配以新型悬浮弹性填料,具有一定的柔性和刚性,回弹性好,材质轻,能在水中均匀舒展,对气泡进行密集性、多层次的切割,提高溶解氧的传质系数,节约风量,保持主体空间均匀度,避免了其他填料寿命短、结团、需要填料架等不足。池容为630m3,填料量为400m3,停留时间为18h,气水比为15∶1。b生物膜泥水分离经生物接触氧化处理后,水中含有大量悬浮固体(脱落的生物膜),为使出水SS达标,采用斜管沉淀池进行泥水分离,停留时间为3h,容积为140m3,表面负荷为1.0m3/(m2·h),采用定期排泥方式。2沼泽沉淀池产生的污泥需定期排放至污泥池进行浓缩消化,容积为100m3,上清液回流至调节池,污泥经浓缩后可用作花肥或进行卫生填埋。过滤采用虹吸式砂滤池进一步去除水中的悬浮物和浊度。氧化氯发生器生化处理出水与消毒剂(二氧化氯)混合,混合接触时间>1h后,可充分杀灭水体中的病菌、病毒。二氧化氯由二氧化氯发生器现场制备。该发生器操作方便,产率稳定。经消毒处理后的出水细菌总量可达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)冲厕水质要求。3处理效果和运营3.1水质污染情况该工程于2009年完成调试,投入运行后,委托厦门市环境监测中心站对进、出口水质进行了连续2d的监测,每天监测进水口水质3次、出水水质5次。经监测分析,出水水质全部达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)冲厕水质要求,2010年2月顺利通过当地环保部门组织的达标验收。水质监测结果见表2。3.2运营并操作目前该项废水处理工程运行正常,处理出水水质稳定达标,出水回用于冲洗厕所、绿化用水和冲洗道路。4工程经济分析4.1项目投资工程总投资见表3。4.2电价及运转费本污水处理站需人员3名,工作编制为2班,人工费用低。实际耗电量约为39.8kW·h/d,电价以0.50元/(kW·h)计,电费为0.57元/m3,药剂费为0.20元/m3,废水处理成本为0.77元/m3,每月(以22d计)运转费为11858元(不含工资)。5采用重力流,减少污水回用①采用混凝气浮/水解酸化/接触氧化组合工艺处理高有机物含量、高色度含漆废水,对各项污染物去除率均较高,运行成本低,出水水质符合回用标准。②采用重力流,多处利用水位高差使废水经收集后直接进入污水处理站,既节省了能耗,也减少了占地。③污水处理站将异味较重的集水井等布置在地