引言

該整車制造廠廢水污染源主要包括車身涂裝車間、車架涂裝車間前處理設(shè)備連續(xù)排放的磷化清洗廢水及脫脂清洗廢水，電泳設(shè)備連續(xù)排放的電泳清洗廢水和造渣廢水，分別進(jìn)行分類收集和化學(xué)預(yù)處理。磷化廢水污染物主要以鎳、磷污染為主，其他可能的金屬離子污染物還包括：Zn2+、Mn2+、Cu2+，采用以投加石灰為主、混凝劑為輔的化學(xué)沉淀除磷作為除磷工藝，設(shè)置二級沉淀池，后接砂率和離子交換，出水達(dá)標(biāo)外排。脫脂、電泳、造渣廢水經(jīng)預(yù)處理后匯集成的混合廢水主要污染物為酸LAS、油脂、COD、氨氮、懸浮物等污染物，設(shè)計采用兩級混凝劑沉淀處理，去除大部分污染物后再排至后續(xù)生物處理單元。生物處理流程為：調(diào)節(jié)池→厭氧池→一級接觸氧化池→二級接觸氧化池→二沉池→中間清水池→排放水池。車間預(yù)處理污水站內(nèi)設(shè)有污泥脫水區(qū)。各單元產(chǎn)生污泥，重力流入污泥濃縮池中，在污泥濃縮池中靜置濃縮，濃縮后的污泥經(jīng)過污泥泵提升進(jìn)入板框壓濾機(jī)中進(jìn)行壓濾脫水，污泥經(jīng)壓榨后成含水率75 %~82 %的泥餅后，外運至場內(nèi)污泥干化車間集中進(jìn)行干化處理。污泥濃縮池上清液及壓濾水返回到綜合廢水池中，進(jìn)行再處理。汽車涂裝廢水中含有樹脂、表面活性劑、重金屬離子、顏料等污染物，特別是其中的電泳廢水、噴漆廢水成份復(fù)雜，具有濃度高，可生化性差的特點。除部分水洗水連續(xù)溢流排放外，涂裝線廢水或廢液多為間歇集中排放。水質(zhì)水量變化大，在去往生化處理前，采用了分質(zhì)處理、混凝沉淀、砂濾等工藝進(jìn)行預(yù)處理。混凝沉淀段原來使用的混凝劑為聚合氯化鋁，現(xiàn)在為了提高出水澄清度和降低總磷含量，分別選用聚合硫酸鐵(SPFS)和聚硅氯化鋁(PASC)進(jìn)行調(diào)試運行，與聚合氯化鋁作比較。以下是該廢水處理的工藝流程

2 兩種混凝藥劑的比較目前化學(xué)沉淀法除磷的混凝劑主要有鐵系和鋁系兩大類，常見的有聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸鐵(SPFS)，另外還有一些復(fù)合型的混凝劑，例如聚硅氯化鋁(PASC)，聚鐵氯化鋁等[。本污水站初始設(shè)計為聚合硫酸鐵混凝劑，實際運行發(fā)現(xiàn)聚合硫酸鐵對管路腐蝕很嚴(yán)重，所形成的泥渣對污泥泵的磨損也很大，定子和轉(zhuǎn)子的更換頻率比較高。經(jīng)調(diào)研分析，擬更換鋁系混凝藥劑。將這三種混凝劑在涂裝廢水處理過程中，對絮凝沉淀，出水效果，設(shè)備腐蝕方面做的比較。現(xiàn)場運行發(fā)現(xiàn)，聚硅氯化鋁和聚合氯化鋁相比，其在投加量上相對較少，出水濁度低，更澄清些，除濁效果好。其絮體大，沉降快，后續(xù)進(jìn)壓濾機(jī)的脫水性也較好，產(chǎn)生的泥餅含水率較低。鋁系混凝劑所產(chǎn)生的污泥較軟，而聚合硫酸鐵是由于其含鐵的本身特性，附著性較強(qiáng)，容易粘在pH探頭上，影響讀數(shù)準(zhǔn)確率。另外，鐵鹽所產(chǎn)生的的污泥質(zhì)地較硬，對設(shè)備的損耗大，尤其是對進(jìn)泥漿的螺桿泵定子的磨損較大，更換頻率很高。另一方面，由于聚合硫酸鐵含有大量Fe3+，在水處理量較大，原水質(zhì)稍不穩(wěn)定時，會有短暫的絮凝效果不理想，此時因為三價鐵離子本身的顏色，導(dǎo)致出水色度偏高，感官不是很好。

選聚硅氯化鋁(PASC)是一種新型復(fù)合無機(jī)高分子混凝劑，是PAC與聚硅酸進(jìn)行復(fù)合制備而成的新型硅鋁復(fù)合混凝劑。聚硅氯化鋁的結(jié)構(gòu)式為：[ALA(OH)B(Cl)c(SIOX)D(H2O)E] 其中：A=1.0~2.0 B=0.75~2.0 C=0.3~1.12 D=0.005~0.50 2≤X≤4 E≥4 在聚合氯化鋁引入聚硅酸制備成的聚硅氯化鋁中，聚硅酸帶負(fù)電荷，分子量高，在聚合過程交聯(lián)成網(wǎng)狀，具有較大表面積[7]。由于水中膠粒表面一般帶負(fù)電荷，聚硅酸對水中膠粒只有吸附架橋和卷掃作用，但在與鋁鹽結(jié)合后，其與鋁水解聚合產(chǎn)物相互作用，生成了聚合度更高的鋁硅聚合物，使得PASC對水中膠粒既具有電中和作用，又具有強(qiáng)烈的吸附架橋和卷掃網(wǎng)捕作用，從而比PAC單獨的水解混凝作用表現(xiàn)出更好的除濁效能。就本項目廢水而言，濁度降低了，受協(xié)同沉降作用影響，其總磷、COD和氨氮的剩余量也就大幅降低了。

2.1 除磷效果對比化學(xué)除磷主要是通過混凝劑的水解、吸附和架橋作用把廢水中的磷絮凝沉淀，最后通過泥水分離。還是以該汽車公司涂裝廢水處理為例，分析一下普通的PAC 和復(fù)合型的聚硅氯化鋁，在除磷方面的差異，以及不同投加量(表2)和pH條件下，二者對總磷的去除效果(藥劑濃度配比約為3 %)。結(jié)合調(diào)試過程分析，隨著混凝劑加藥量的不斷增大，總磷濃度在逐漸降低。當(dāng)加藥量過大時，水質(zhì)開始出現(xiàn)渾濁，由于過量的正電荷在廢水中相互排斥，使原來已經(jīng)脫穩(wěn)的膠體產(chǎn)生再穩(wěn)現(xiàn)象，不能很好的聚集在一塊，出水便不再清澈了。在投加量相同的情況下，聚硅氯化鋁在水質(zhì)澄清度方面，整體比聚合氯化鋁要高些，出水總磷也會更低，但隨著加藥的過量，絮凝沉淀變差，總磷去除效果會下降。該汽車生產(chǎn)企業(yè)的涂裝廢水中，大量的磷主要來自于周末清槽的脫脂廢液，平均濃度約120 mg/L，以及平時排放的生產(chǎn)溢流水，包括脫脂，電泳，表調(diào)和造渣等混合而成的綜合廢水，總磷濃度大約30 mg/L。如此高濃度的磷含量，需要補充石灰調(diào)節(jié)堿度，并生成羥基磷灰石沉淀，與除磷混凝劑一起作用，以達(dá)到沉淀去除總磷的效果。當(dāng)反應(yīng)過程中的pH控制在9~10時，出水總磷最低。

2.2 對污泥沉降性和污泥脫水效果的影響根據(jù)污水站運行情況，斜板沉淀池的排泥是周期性的人工排泥，污泥的沉降性既直接影響斜板沉淀池的出水渾濁狀態(tài)和COD、氨氮、總磷等水質(zhì)指標(biāo)，還直接影響排往污泥濃縮池的泥水量，從而影響板框壓濾機(jī)的污泥脫水效果。所以在評估更換新的水處理藥劑時需要同時考慮前述多種因素，既追求更好的出水水質(zhì)，也要考慮污泥產(chǎn)生量，尤其是脫水后的干泥產(chǎn)上升的趨勢并最終趨于平衡。由于投加量增大，放入溶液中Fe0的量也隨之提高，因此與H+發(fā)生反應(yīng)的速率更快且消耗更多的H+，因此溶液pH的最終平衡值也就越高。而檸檬酸淋洗土壤過程中pH的降低有利于進(jìn)一步促進(jìn)重金屬淋洗效率的提升，因此當(dāng)投加量的提高會影響最終回收的檸檬酸的酸度，并最終影響檸檬酸循環(huán)使用的效果。

3 結(jié)論本研究通過檸檬酸淋洗土壤獲取含復(fù)合重金屬的檸檬酸淋洗廢液，并使用使用廢鐵屑處理此類廢液以達(dá)到循環(huán)使用的目的。研究發(fā)現(xiàn)廢鐵屑對檸檬酸淋洗廢液中的As、Cd、Pb都具有一定的去除效果，其中對Pb的去除效果最好，平均去除率達(dá)到94 %以上，對As的去除效果相對較差。隨著投加量的提高，廢鐵屑對溶液中的As、Cd、Pb的去除速率和最終去除率都有著一定程度的提升。當(dāng)投加量達(dá)到100 g/L時，廢鐵屑對檸檬酸淋洗廢液中的As、Cd、Pb三種元素的去除率分別達(dá)到47.3 %、95.1 %、94.1 %。因此廢鐵屑處理含復(fù)合重金屬檸檬酸淋洗廢液具有較好的可行性，同時由于廢鐵屑屬于工業(yè)中的邊角料，價格低廉，因此具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。但隨著投加量的提高，檸檬酸淋洗廢液的pH也會隨之提升，而pH會影響最終回收的檸檬酸的淋洗效果，因此在使用過程中需要根據(jù)實際啊條件對投加量進(jìn)行設(shè)計，以達(dá)到最好的去除效果。