湖南某涂料有限公司主要生产汽车用中高档涂料, 包括阴极电泳底漆、中涂、金属光泽漆、本色漆、清漆、低温漆等一系列汽车专用涂料。生产过程中产生大量的废水, 废水中主要含有油、酚、醇、醛等有机物, 其COD和SS较高, 可生化性差。

　　 目前, 国内处理涂料废水多采用物化+生化的处理工艺, 张振宇等^[1]采用水解酸化—氧化沟工艺处理涂料废水, 并在水解酸化池和氧化沟中投加活性炭。刘航等^[2]将涂料废水预处理后与厂内生活污水混合经混凝—气浮—生物接触氧化工艺处理, 处理效果不太理想。

　　 连续流间歇式生化反应器 (Continuous-flow Intermission Biochemical Reactor, C/IBR) 是一种集厌氧、兼氧、好氧反应与沉淀于一体的连续进出水的周期循环活性污泥法。C/IBR的主体结构分为生化反应区、三相分离器和斜管沉淀区3部分, 它同时兼具按空间分割的连续流活性污泥法以及按时间分割的间歇性活性污泥法的优点。

　　 该企业在生产过程中所产生的废水主要4种, 分别是水膜清洗水、设备清洁水、地面清洗水、生活污水。其各阶段具体水质水量见表1。

　　 该厂废水处理系统的实施为一期、部分二期构筑物同时设计, 设备分期采购, 本方案主要为一期设计方案, 但一期设计需为二期建设做好准备工作。设计总水量为450.5 m³/d, 一期处理水量为244m³/d, 二期处理水量为206.5 m³/d, 具体工艺流程如图1所示。

　　 设备清洗水浓度高水质差, 且pH低, 需单独进行预处理。

　　 高浓度的设备清洗水首先进入混凝池, 加碱中和, 加PAM、PAC混凝后的絮凝物由污泥泵打入叠螺式压滤机进行后续的污泥脱水。其上清液进入调节池, 与其他生产废水一起进行后段的气浮-生化处理工艺。

　　 低浓度的生产废水进入处理系统前先经过格栅, 截留较大的悬浮物和漂浮物, 以减轻后续处理构筑物的处理负荷。然后进入调节池与经过混凝沉淀预处理的设备清洗水混合, 以调节水质水量, 为后续处理提供稳定的水力负荷及有机负荷。经调节池调节后的生产废水由泵打入气浮池。在气浮池内生产废水经气浮作用除去绝大部分SS与部分有机物类。气浮处理后的生产废水与生活污水一同进入水解酸化池进行厌氧处理以改善废水的可生化性, 将部分难降解的大分子有机物降解成易于降解的小分子有机物, 然后废水进入生物接触氧化池对有机物进行进一步的生化处理, 以降解废水中残余的有机污染物, 最后废水由C/IBR顶部进入, 经过反应区生化处理后形成活性污泥、水、气的三相混合液。混合液系统进入三相分离器, 泥水分离后, 上清液可达标排放, 污泥进入污泥浓缩池。C/IBR需鼓入压缩空气, 向废水中充氧, 以保证好氧微生物的生命代谢活动。压缩空气由鼓风机提供, 生物接触氧化池采用高效曝气头曝气。

　　 混凝罐:Ø×H=2.4 m×4.0 m, HRT:10h;有效容积:18m³;结构:碳钢防腐;内附:机械搅拌机和液位计2台, 污泥泵3台, 电磁流量计1台。

　　 格栅间与调节池合建。数量:1座;单座尺寸:L×B=2 m×1 m;结构:不锈钢;格栅间距:B=10mm;安装角度:45°。

　　 主要是针对进水量波动比较大, 排水规律性差的情况。当水位到达一定的高度时, 水就被抽到调节池来调节水质, 使水质均匀, 然后进行下一步的处理。

　　 数量:1座;尺寸:L×B×H=2m×6m×6m;HRT:2.5h;有效容积:72m³;有效水深:5.6m;结构:钢混凝土结构;内附:自吸泵2台 (1台1备) , 液位计1台。

　　 涂料废水的水量和水质变化幅度较大。为了避免水质的不均衡性给处理工艺带来的难度, 保证后续设备的正常, 需要对废水的水量和水质进行调节。数量:1座;尺寸:L×B×H=6 m×5 m×4.3 m;HRT:13h;有效容积:120 m³;有效水深:4 m;结构:钢混凝土结构;内附:提升泵2台 (1台1备) , 电磁流量计1台, 液位计1台。

　　 型号:GSF15;设备尺寸:L×B×H=5.2m×3m×2.5m;处理量:10~15m³/h;数量:1台。内附:回流泵1台, 空压机1台, 刮沫机1台, 溶气罐1个。

　　 废水在经过细菌形成的污泥层和填料时, 污泥层对有机物进行吸附、网捕、生物絮凝、生物降解作用, 同时去除COD和悬浮物, 将废水中固体状态的大分子和不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物。水解酸化池对有机物的降解在一定程度上只是一个预处理过程, 水解反应过程中没有彻底完成有机物的降解任务, 而只改变了有机物的形态。是将大分子物质降解为小分子物质;难生化降解物质降解为易生化降解的物质, 提高了废水的可生化性。

　　 数量:1座2格;总体尺寸:L×B×H=5 m×5m×6m;HRT=11h, 其中一级水解酸化池HRT为6.5h, 二级水解酸化池HRT为4.5h。池体有效容积:140 m³;超高:0.4 m;有效水深:5.6m;填料层高度:3.5 m;结构:钢筋混凝土结构;建设方式:地下式。

　　 内附:弹性材料PVC 87.5 m³, 潜水搅拌机2台, 不锈钢材料。

　　 C/IBR连续流间歇式生物反应器在结构上分为3个基本功能区, 分别为反应区、三相分离区及沉淀区。

　　 数量1座;总体尺寸:L×B×H=6m×5m×4m, 其中反应区尺寸:L×B×H=5 m×4 m×6m, 三相分离区及沉淀区尺寸:L×B×H=5m×2m×6m;HRT=13h;钢筋混凝土结构。内附三相分离器1套, 污泥泵2台 (1用1备) , 微孔曝气器50个, 潜水搅拌机2台。

　　 数量数量:1座;尺寸:L×B×H=4m×4m×4.3m, 钢筋混凝土结构;超高:0.4 m, 有效水深:2m, 缓冲层高:0.5 m, 污泥斗高:1.7m, 污泥斗锥角:60°。

　　 内附:污泥螺杆泵2台 (1用1备) , 液位计1台。

　　 由图2、图3可见, 利用混凝气浮—水解酸化—C/IBR工艺处理涂料废水, 在进水COD为720~820mg/L、进水BOD₅为230~320mg/L时, 其去除率分别达到94.5%、97.7%左右, 出水水质达到《城市污水再生利用工业用水水质》 (GB/T 19923-2005) 标准。

　　 该工程运行费用主要包括电费、人工费和药剂费。废水处理设备每天总使用功率为410.5kW·h/d, 取功率补偿因数为0.9, 则每天的耗电量为369.5kW·h, 取电价为0.8元/ (kW·h) , 因此每天新增电费费用为295.5元。

　　 本污水站设2个人员 (兼职) , 每人每月2 000元计算, 则每天的人工费用为133元。

　　 本工程新增加药剂为PAM、PAC、液碱, 合计总药剂费为10+11+2.16=23.16 (元) 。

　　 本工程运行总费用:295.5+23+133=451.5 (元) , 水的新增运行费用:452/250=1.81 (元/m³) 。