涂料廢水主要來源于配料罐、反應(yīng)釜的清洗和配制不同顏色的涂料過程。廢水有機物濃度高，色度和懸浮物含量也較高; 此外，還含有大量納米級無機物料，如二氧化鈦、高嶺土和各種有色顏料等。
國內(nèi)外學(xué)者對涂料廢水的處理進行了大量的研究，吳永勝采用沉降法處理氟涂料廢水，處理后COD 等指標(biāo)大幅降低，但會產(chǎn)生大量污泥，且污泥干化后需進行焚燒處理，經(jīng)濟性較差。王菊芳采用萃取—破乳—焦炭吸附法對高濃度有機涂料廢水進行預(yù)處理，再與低濃度廢水混合后經(jīng)氣浮—電解—氧化塘處理，出水COD < 200 mg/L。趙雪等采用氣浮池和兩級曝氣生物濾池的工藝處理涂料廢水，也取得了較好的效果。
1 工程實例
1. 1 廢水水質(zhì)、水量
常州某環(huán)保涂料有限公司主要生產(chǎn)工業(yè)用卷材涂料、水性涂料、汽車涂料、防腐涂料、建筑涂料、特種涂料、樹脂涂料等七大系列產(chǎn)品。廢水量為200m3/d，其中5%的廢水COD 約為25 000 mg/L，其余95%的廢水COD 約為500 mg/L，有時會達到1 000mg/L。兩種廢水進行混合處理。廢水主要成分: 苯類、酯類、酮類，以及少量固體物(顏料、填料、機械雜質(zhì)等) 。
廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。
1. 2 工藝流程
高濃度涂料廢水中TSS 含量較高，需進行氣浮處理以去除少量SS 及油性物質(zhì)，氣浮處理出水與低濃度廢水混合進入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池出水進入水解酸化池，出水進入一體化氧化溝，主要完成有機污染物的去除和同步硝化反硝化脫氮，再通過生物吸收塔和深度處理工藝，以確保出水達標(biāo)排放。具體處理工藝如圖1 所示。
2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)
2. 1 預(yù)處理
①調(diào)節(jié)池
調(diào)節(jié)進水水質(zhì)、水量，必要時對來水進行加熱，以提高后續(xù)處理工藝的效率。有效池容為240 m3，鋼混結(jié)構(gòu)。
②氣浮池
設(shè)計流量為10 m3/h，碳鋼防腐結(jié)構(gòu)。配備刮渣機1 臺，寬為3 m。
③事故池
貯存生產(chǎn)事故時排放的廢水，有效容積為486m3，鋼混結(jié)構(gòu)。
④初期雨水池
收集廠區(qū)的初期雨水，進入好氧系統(tǒng)進行處理。有效容積為1 269 m3，鋼混結(jié)構(gòu)。
2. 2 厭氧池
在水解酸化池中投加少量活性炭，為厭氧污泥提供生長載體。有效池容為532 m3，停留時間為48h，鋼混結(jié)構(gòu)。配備推流器2 臺，直徑為400 mm，功率為3 kW。
2. 3 一體式氧化溝
氧化溝采用鼓風(fēng)曝氣。廢水中好氧微生物利用氧氣進行自身繁殖，降解水中大部分有機物，并去除N、P 等營養(yǎng)物質(zhì)。在其中同樣投加活性炭，以提高去除效果。
氧化溝有效容積為1 500 m3，鋼混結(jié)構(gòu)，停留時間為10 d，容積負荷為0.45 kgCOD/(m3·d) 。主要設(shè)備: 4 臺推流器，直徑為1.8 m，功率為0.75kW; 兩臺風(fēng)機，風(fēng)量為10 m3/min，風(fēng)壓為63.7 kPa，功率為18.5 kW。
2. 4 二沉池
二沉池有效容積為275 m3，表面負荷為0.17m3/(m2·h) ，鋼混結(jié)構(gòu)。
2. 5 集泥池
沉淀池排放的污泥經(jīng)過該池后回流至一體式氧化溝。有效容積為75 m3，鋼混結(jié)構(gòu)。主要設(shè)備: 污泥回流泵，流量為50 m3/h，揚程為150 kPa，功率為3.0 kW，1 用1 備。
2. 6 深度處理池
在深度處理池內(nèi)設(shè)有絮凝加藥和活性炭投加吸附裝置，進一步降低二沉池出水各污染物的濃度。有效容積為275 m3，表面負荷為0.17 m3/(m2·h) ，鋼混結(jié)構(gòu)。
2. 7 清水池
①清水池一
主要用來貯存深度處理出水，部分用作冷卻塔的循環(huán)補充水，部分外排。有效容積為275 m3，停留時間為2 d，鋼混結(jié)構(gòu)。
②清水池二
有效容積為138 m3，停留時間為2 d，鋼混結(jié)構(gòu)。
2. 8 污泥池
主要用來貯存氣浮池排放的浮渣和一體式氧化溝沉淀區(qū)排放的剩余污泥。有效容積為138 m3，鋼混結(jié)構(gòu)。
3 運行效果分析
3. 1 對有機物的去除
該工程經(jīng)過4 個月的調(diào)試后進入穩(wěn)定運行階段。穩(wěn)定運行期間對有機物的去除情況如圖2 所示。
由圖2 可知，穩(wěn)定運行階段由于涂料廢水間歇排放，進水COD 依然波動很大，初期進水COD 高達2 000 mg/L 以上，但出水COD 基本維持在100 mg/L 以下，COD 去除率> 95%，這說明經(jīng)過前期的調(diào)試運行后，水解酸化池及氧化溝內(nèi)的微生物已基本適應(yīng)了該種廢水的水質(zhì)且污泥活性較高，能充分降解廢水中的有機物。此后進水COD 下降到1 000 mg/L 左右，出水COD 也降至50 mg/L 以下。但第42 ～48 天，出水COD 濃度為118.2 ～ 237.6 mg/L，超過了排放標(biāo)準(zhǔn)。比較終出水COD 穩(wěn)定在60 ～ 85 mg/L，平均出水COD 濃度為70 mg/L，達到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T 19923—2005) 標(biāo)準(zhǔn)。
3. 2 對氨氮的去除
本工程對氨氮的去除情況如圖3 所示。
從圖3 可知，進水氨氮濃度基本保持在10 ～ 40mg/L，經(jīng)過處理后，出水氨氮降至0.01 ～ 4 mg/L，去除率> 90%，這說明氧化溝對氨氮具有較好的去除效果。另外，當(dāng)進水氨氮的濃度急劇上升到100mg/L 左右時，出水氨氮仍維持在0.5 mg/L 以下，大大低于10 mg/L 的排放標(biāo)準(zhǔn)，這說明氧化溝內(nèi)的微生物生長狀態(tài)良好，對進水水質(zhì)具有較強的抗沖擊能力。
3. 3 對總磷的去除
圖4 是總磷去除情況。
由圖4 可知，進水總磷較低，基本在5 mg/L 以下，經(jīng)過水解酸化池-氧化溝處理后，出水總磷下降到0.5 mg/L 以下，能夠達標(biāo)排放。但運行中同時發(fā)現(xiàn)，第42 ～ 46 天出水總磷基本在1 mg/L 以上，超過了排放標(biāo)準(zhǔn)，所以在深度處理池中需要投加適量藥劑，進行化學(xué)除磷。
4 運行費用估算
4. 1 化學(xué)藥品費用
①調(diào)節(jié)池用堿液
調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)pH 值采用48% 的液堿，價格為950 元/t，費用為0.1 元/m3。
②氣浮所用PAC、PAM
氣浮池進水前，需投加一定量的PAC、PAM，使懸浮物生成絮體，便于氣浮去除。PAC 價格為2 000元/t，PAM(陽離子) 為30 000 元/t，PAC 投藥量為0.02 kg/m3，PAM 投藥量為0.005 kg/m3，費用為0.19 元/m3。
③深度處理所用PAC、PAM
PAC 投藥量為0.04 kg/m3，PAM 投藥量為0.008 kg/m3，費用為0.32 元/m3。
④污泥調(diào)理藥劑
系統(tǒng)污泥產(chǎn)量為150 m3/d，含水率為99.2%。污泥脫水需要加入一定量的陰離子PAM，PAM 投加量為0.005 kg/kgDS，PAM(陰離子) 價格為12 000元/t，則費用為0.3 元/m3。
⑤化學(xué)分析
常規(guī)COD、VFA 等分析用藥劑費用約0.02 元/m3。
以上各項合計為0.93 元/m3。
4. 2 電費
總裝機功率約為103.5 kW，其中24 h 開機功率約為51.05 kW。電價按0.57 元/(kW·h) 計算，電費為0.145 元/m3。
4. 3 人工費
定員2 人，工資按2 000 元/(月·人) 計算，則人工費為0.67 元/m3。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
直接運行費用為以上各項費用合計，共1.74元/m3。
5 結(jié)論
采用水解酸化/一體化氧化溝工藝處理涂料生產(chǎn)廢水，并在水解酸化池及氧化溝中投加生物活性炭，取得較好效果，處理出水水質(zhì)達到《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T 19923—2005) 標(biāo)準(zhǔn)，也可直接排入城市污水管網(wǎng)。
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