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摘要：本文介绍了安徽省合肥市某结构件制造有限公司涂装废水的处理工艺—“一级混凝沉淀+Fenton氧化+二级混凝沉淀+活性炭吸附”工艺，包括介绍此工艺的工艺流程、设计参数、处理设备等。根据环保验收期间监测数据可知，目前该处理工艺的COD去除效率高达93.6%，BOD5去除效率87.5%，SS去除效率可达86.7%，且出水水质达标、运行效果稳定。

关键词：Fenton氧化；涂装废水；活性炭吸附

前言

工程机械结构及其零部件的涂装是工程机械结构制造过程中废水排放量最多的环节之一。涂装废水具有COD、氨氮等浓度高、生化性较差、非连续排放等特点，处理难度较大。涂装废水的处理已成为废水处理工程的一大课题。

安徽省合肥市某结构件制造有限公司于2014年正式投产，生产内容包括机加工线和喷涂生产线，产品为工程机械结构件和起重设备。该公司喷涂生产线生产工艺为：工件→抛光→底漆→流平→烘干→批灰→烘干→打磨→面漆→流平→烘干→强冷→产品入库。喷漆废水中COD浓度达到5000mg/L以上，BOD5浓度达到1000mg/L以上。公司喷漆生产线配套的污水处理站处理工艺为传统的方法—“絮凝沉淀+气浮池”，治理效果不理想，出水水质不稳定，偶有超标排放现象。2022年，公司对该污水处理站的喷涂废水处理工艺进行升级，升级后的污水处理工艺为“一级混凝沉淀+Fenton氧化+二级混凝沉淀+活性炭吸附”，取得了良好的效果，COD去除效率高达93.6%，BOD5去除效率87.5%，SS去除效率86.7%、氨氮可达去除效率可达86.7%，出水水质达标且运行稳定。

1 涂装废水的来源和有害物质

安徽省合肥市某结构件制造有限公司涂装废水主要来自于底漆、面漆工序。根据厂家提供漆料的MSDS成分报告，可知喷漆废水中含有的主要有毒、有害物质如下：

（1）底涂：环氧树脂、颜料、二甲苯、乙苯、醇类、甲基异丁基酮、磷酸锌、醚类、其他脂类等。

（2）面涂：聚酰胺树脂、醇类、二甲苯、三甲苯、乙苯、正丙苯、醇类、酮类、颜料等。

2 涂装废水进水水质及水量

安徽省合肥市某结构件制造有限公司水帘底漆房配套1个循环水池（有效容积400m3），水帘面漆房配套1个循环水池（有效容积200m3），生产用水循环使用过程产生损耗，每日损耗量约为水池的5%，需要补充新鲜水量30m3/d。

根据公司设计的喷漆废水处理方案可知，循环废水（含有漆渣）与补充的新鲜水共600t/d，当混合水中漆渣的含量达到80-100kg/600t时，会堵塞循环水泵和排水管道，影响水帘除漆雾的效果。公司水帘喷漆房现每日除漆雾量为2.3kg，即每月循环水池中漆渣量约69kg＜80kg，1个月定排1次，每次排放循环水池底部60t的废水（含漆渣）进污水处理站处理，可保证水帘喷漆房的正常运转。

喷涂废水为间歇排放废水，废水COD、氨氮浓度高，每月定排1次，每次排放60t，污水处理站工艺优化已升级，采用“一级混凝沉淀+Fenton氧化+二级混凝沉淀+活性炭吸附”的主体工艺。污水站处理规模为2m3/h。类比同类别项目，每月废水定排水质情况为：COD≦5159mg/L，BOD5≦1285mg/L，SS≦1500mg/L，NH3-N≦78.5mg/L。进水水质和水量情况见表1。

3 涂装废水处理工艺

3.1 喷漆废水处理工艺介绍

（1）Fenton氧化法的原理及影响因素

过氧化氢与二价铁离子的混合溶液作为芬顿试剂，具有高能力的强氧化性，可去除各种有毒或难降解的有机污染物[1]。在酸性条件（投加FeSO4）下，H2O2和Fe2+发生反应，生成强氧化能力的羟基自由基（·OH），羟基自由基（·OH）使得芬顿试剂具有很强的氧化能力，可以降解难以氧化的芳香类化合物及一些杂环类化合物（持久性有机物）。

Fenton氧化的反应机理较为复杂，处理效果受到废水污染物浓度、温度、硫酸亚铁与双氧水的比例、pH值的影响等。

Fenton氧化反应影响因素：

进水中SS含量应＜200 mg/L，故Fenton氧化法之前涂装废水应先进行预处理，先絮凝沉淀（投加漆渣絮凝剂）去除废水中大部分SS，以达到Fenton氧化的进水要求。

温度：处理喷涂废水时，温度应控制在25℃～45℃。

pH：采用在线pH值控制仪等自控系统自动调节投加FeSO4的量，pH3.0～4.0时，有机物降解速率快，氧化能力强[2]。

有机底物：COD进水浓度在5000mg/L以下，H2O2及COD的摩尔比在1：1～2：1、H2O2及FeSO4的摩尔比在10：1～15：1时，芬顿反应效果最佳[2]。

芬顿系统之后设置混凝沉淀系统，强化固液分离，污泥沉淀入池底排放入污泥池，上清液进入后续处理系统。

混凝沉淀

硫酸亚铁的过量投加，会导致Fenton氧化反应后，大量铁离子悬浮物在废水中难以沉降。通过在废水中投加片碱对PH值进行调节及投入适量的混凝剂（PAC、PAM等）以强化铁离子悬浮物凝聚沉淀[3]。

采用二级混凝沉淀处理时，投加混凝剂聚合氯化铝（PAC），投加量在100mg/L～200mg/L；助凝剂聚丙烯酰胺（PAM），投加量在3mg/L～5mg/L[4]。

（3）活性炭吸附

利用活性炭的固体表面，对废水中一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。活性炭吸附可以去除物化处理单元难以去除的微量污染物质，不仅可以除臭、脱色、去除微量元素（如重金属等）、余氯及放射性污染物质，还能够吸附高分子烃类、卤代烃、氯代芳烃、多环芳烃、酚类、苯类等有机物，故活性炭吸附技术广泛应用于工业废水的处理[5]。

安徽省合肥市某结构件制造有限公司设计的活性炭吸附一体化设备采用粒状炭，装于设备容器内，作为滤料使用。

经过“一级混凝沉淀+Fenton氧化+二级混凝沉淀”处理后，出水COD浓度范围在200～400mg/L。活性炭投加量应为9.0g/L，活性炭吸附接触时间在60～120min，滤速在6～12m/h[6]。

3.2 主要构筑物、设备及设计参数

（1）本体：构筑物池体采用钢结构罐体。

（2）加药泵 ：型号JAM-B42/1，Q=42L/h，压力：1.0MPa，材质：PVC；

（3）溶药桶+溶药搅拌机：容积500L，材质：PE，厚度：5mm，配套电机：0.55Kw，80rpm一体减速电机，配套电机安装加强板（钢板），配套底座；

（4）提升泵：潜水排污泵，型号WQ2-10-1，流量Q=2m3，高H=10m，功率P=1KW；

（5）两级混凝沉淀+Fenton一体化设备：尺寸7.7*2.6*3.0m，钢制，芬顿为玻璃钢防腐，混凝沉淀为环氧煤沥青防腐；

（6）搅拌机（Fenton反应区）：型号：JBJ-500，桨叶直径500mm，单层折桨式桨叶，功率为0.75kw，转速为125r/min，池深3.0m，叶桨与搅拌轴材质为碳钢衬塑；

（7）PH计：NA1000，量程0-14，4-20ma输出；

（8）搅拌机 ：型号JBJ-250，桨叶直径250mm，单层折桨式桨叶，功率为0.75kw，转速为136r/min，池深3.0m，叶桨与搅拌轴材质为碳钢衬塑；

（9）增压泵：型号32WKU3-10-1.5，Q=3m3/h，H=10m，功率：1.5KW，材质：钢衬聚乙烯，转速：2900r/min，开式叶轮；

（10）活性炭吸附一体化设备：D=600mm，H=1900mm，钢制防腐，含活性炭200KG；

（11）反洗泵：型号40WKU7-30-3，Q=7m3/h，H=30m，功率：3KW，材质：钢衬聚乙烯，转速：2900r/min，开式叶轮；

（12）污泥浓缩池 ：容量2000L，材质PE；

（13）搅拌机：型号JBJ-400，桨叶直径400mm，单层折桨式桨叶，功率为0.75kw，转速为125r/min，池深1.8m，叶桨与搅拌轴材质为碳钢衬塑；

（14）电动隔膜污泥泵 ：型号DBY3-25FXFF，流量：0.55m/h，材质：氟塑料，扬程：40m，吸程：0-3m，功率：0.55kw；

（15）板框压滤机 ：型号XMYZ15/630-UB，自动保压板框压滤机过滤面积：15m2，压榨压力≤0.7Mpa；

（16）管道：废水输送管道宜采用316L不锈钢、聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯材质的管路和管件。

3.3工艺流程

工艺流程说明：

（1）涂装废水通过排水管道自流进入调节池，废水在调节池中均质均量；再经泵提升进入混凝沉淀一体化设备，通过投加药剂反应与重力沉淀实现固液分离，上清液进入芬顿氧化一体化设备，通过酸性条件下投加Fe2+与H2O2生产羟基自由基（HO·），引发一系列高级氧化反应，使有机污染物得到去除，反应后的污水流入二级混凝沉淀，投加片碱进行PH中和，投加PAC、PAM产生混凝絮凝反应，使颗粒与胶体物质得以凝聚，在沉淀池内通过重力沉淀实现固液分离，上清液排入中间水箱，通过增压泵提升入活性炭吸附一体化设备，进一步去除污染物，经活性炭吸附处理后，合格清水自流入清水池，并达标排放入排水管网。

（2）系统产生的剩余污泥进入污泥浓缩池进行浓缩，经泵提升至板框压滤机干化处理，过滤液回流调节池，干泥饼外运，委托有资质单位安全处置。

采用“一级混凝沉淀+Fenton氧化+二级混凝沉淀+活性炭吸附”工艺， 污水处理站COD处理效率在93.6%以上，BOD5去除效率87.5%，SS去除效率86.7%，NH3-N去除效率74.5%，出水满足某市市政污水处理厂接管标准及GB8978-1996《污水综合排放标准》中的三级标准[6]。

设计出水水质详见表2。

4 处理工程运行效果

该公司喷涂废水污水处理站投资为50万元，于2022年6月正式投入运行。在运行过程中对污水处理站出水指标进行定期监测，各项污染物指标均达到某市市政污水处理厂接管标准及GB8978-1996《污水综合排放标准》中的三级标准[6]。监测数据整理如表3：

5 结论

工程运行实践表明，采用“一级混凝沉淀+Fenton氧化+二级混凝沉淀+活性炭吸附”工艺处理喷涂废水效果良好，COD、NH3-N去除率极高，出水水质稳定达标。

参考文献：

[1]包太木，王娜，等.Fenton法的氧化机理及在废水处理中的应用进展[J]化工进展，2008，27（5）：660-665.

[2]张跃东.活性炭吸附法在工业废水处理中的应用[J].环保与安全，2011，34（6）：72-76.

[3]GB8978-1996，《污水综合排放标准》[S].北京：国家环境保护局，1996-10-04.

[4]景长勇，张尊举，雷兆武，金泥沙，董亚荣，孙京敏.磁混凝沉淀工艺处理煤矿矿井水实验研究[J].工业安全与环保，2022，48（10）：79-82+99.

[5]俞峰.磁混凝沉淀技术在污水处理工艺提标中的应用研究[J].皮革制作与环保科技，2022，3（17）：22-24.

[6]鲁秀国，黄慧倩.混凝沉淀-Fenton氧化组合预处理切削废液实验研究[J].应用化工，2022，51（10）：2880-2883.

[7]纪东成，唐志丰，覃蕾，秦重阳.采用磁混凝沉淀技术改造平流式气浮处理系统的应用[J].辽宁化工，2022，51（08）：1145-1148.

[8]陈惟潇，袁怡，卜志威，张超，翟晶晶，谢怡漪.分质预处理-混凝-水解酸化-生物接触氧化处理涂装废水[J].水处理技术，2022，48（09）：153-156.

[9].磁介质混凝沉淀技术在城市污水处理厂的应用进展[C]//.中国环境科学学会2022年科学技术年会论文集（二）.，2022：84-86.

[10]罗洪婕.磁混凝沉淀技术-污水处理厂提标改造工艺设计[J].江西建材，2022（06）：342-344.

作者简介：李晶晶（1985-），女，安徽合肥人，环评工程师，主要研究方向为工业废气废水治理措施