Resumen: En vista de que las aguas residuales de pintura de automóviles contienen resinas, tensioactivos, iones de metales pesados, aceite, pigmentos y otros contaminantes. En particular, las aguas residuales de electroforesis y las aguas residuales de pintura tienen componentes complejos, alta concentración y baja biodegradabilidad. Este artículo utiliza tratamiento de agua, sedimentación por coagulación, flotación por coagulación, filtración de arena y otras tecnologías para tratar las aguas residuales de recubrimiento, y ha logrado buenos resultados: tasa de eliminación de CODCr. Llega a más de 80. La operación real muestra que el proceso es técnica y económicamente viable.
Proceso de tratamiento de aguas residuales de revestimiento típicas de la fabricación de automóviles
Resumen: este artículo se centra en la contaminación de las aguas residuales de revestimiento de la fabricación de automóviles, incluidas resinas, tensioactivos, iones de metales pesados, aceite, pintura, Los tintes, etc., especialmente las aguas residuales de ELPO y las aguas residuales de pintura, tienen una composición compleja y una alta concentración. Para tratar las aguas residuales del recubrimiento se utilizan pretratamiento de separación, coagulación, sedimentación, flotación por aire, filtración de arena y otros procesos, y se han logrado buenos resultados: la tasa de eliminación de CODCr puede alcanzar más de 80. El funcionamiento del dispositivo demostró que es técnica y económicamente viable en tales condiciones.
Palabras clave: aguas residuales de pintura; tratamiento de alta calidad; coagulación y flotación; filtración de arena; aire de aguas residuales de pintura; flotación; filtración de arena; reactivo de Fenton
ampST _ usg = alh dy 29 pmezm 09 tjz 69d 0 faoz 5 vhudvo 4a
Traducción
Automóvil La pintura de automóviles y sus piezas es uno de los eslabones que más aguas residuales genera en el proceso de fabricación del automóvil. Las aguas residuales de pintura contienen resinas, tensioactivos, iones de metales pesados, aceite, PO43-, pinturas, pigmentos, disolventes orgánicos y otros contaminantes, y tienen un alto valor de CODCr. Si no se maneja adecuadamente, causará una grave contaminación al medio ambiente. Para este tipo de aguas residuales, el método tradicional es utilizar coagulación para tratar directamente las aguas residuales mezcladas, pero el efecto del tratamiento no es ideal, la calidad del efluente es inestable y es difícil cumplir con los estándares de descarga. En particular, las aguas residuales de pintura por pulverización contienen una gran cantidad de disolventes orgánicos que son fácilmente solubles en agua y el efecto de tratamiento directo del método de coagulación es muy pobre. Después de inspecciones in situ, análisis exhaustivos, investigaciones y pruebas a pequeña escala en una fábrica de automóviles en Shanghai, basándose en las características de las aguas residuales de pintura, adoptamos un método de tratamiento secundario de pretratamiento de la calidad del agua y tratamiento posterior, eligiendo la sedimentación por oxidación-coagulación Fenton. y flotación por aire. Se procesa mediante procesos físicos y químicos y cumple con los estándares de emisión, con una tasa de eliminación de CODCr superior a 80.
1 Fuentes de aguas residuales y principales contaminantes
1.1 Fuentes de aguas residuales de pintura y sustancias nocivas
Las aguas residuales de pintura provienen principalmente de predesengrases, desengrases, acondicionamientos de superficies, pre carrocería -procesos de tratamiento como fosfatado y pasivación; procesos de electroforesis catódica y procesos de recubrimiento intermedio y pulverización de capas superiores.
Las principales sustancias tóxicas y nocivas contenidas en las aguas residuales son las siguientes:
Pretratamiento antes de pintar: nitrito, fosfato, aceite emulsionado, tensioactivo, Ni2, Zn2.
Imprimación: película de pintura electroforética catódica con bajo contenido de disolvente, película de pintura electroforética catódica sin plomo, pigmento, polvo, resina epoxi, butanol, éter monobutílico de etilenglicol, alcohol isopropílico, dimetiletanolamina, resina de polibutadieno, dimetiletanol. , pintura, etc
Capa intermedia y acabado: xileno, agua de plátano y otros disolventes orgánicos, películas de pintura, pigmentos y polvos.
1.2 Calidad y cantidad de aguas residuales
La capacidad de tratamiento de agua diseñada para este proyecto es de 60m3/h
Las aguas residuales vertidas del taller de pintura se dividen en residuos intermitentes Líquido del tanque y agua residual continua.
La descarga intermitente de aguas residuales proviene principalmente del líquido residual en el tanque de pretratamiento y del líquido residual descargado de la sección de recubrimiento. La concentración de aguas residuales es alta y el volumen de descarga es grande. La calidad del agua se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1 Calidad de las aguas residuales vertidas intermitentemente
Sucia
Tinte...
Cosas
Fuente
Viene
Agua
Defectuosa
CODCr
mg/L
Aceite
mg/L
PO43-
mg/L
Ion zinc
mg/L
Iones de níquel
mg/L
Iones de cadmio
mg/L
Negro de humo
mg/L
PH otro
Depósito predesengrase 2500 ~ líquido residual del tanque desengrasante, líquido residual del tanque de inmersión post-pulverización.
4000
300~
950
250~400 9.5~11
Líquido residual del acondicionamiento del suelo piscina 15~30 8.5~10.5
400 ~ 600 100 ~ 150 20 ~ 306 Líquido residual del tanque de fosfatación, tanque de aspersión trasero y tanque de inmersión.
Líquido residual para tanque de pasivación, tanque de pulverización trasero y tanque de inmersión 50-100-1-34-5.
Líquido del tanque de residuos de electroforesis 3000~
20000
81 7~9
3000 5~6 Cabina de pintura intermedia y pintura final Tinción residuos de pintura.
El vertido continuo de aguas residuales proviene principalmente de la post-pulverización del proceso de pretratamiento y del agua residual de desbordamiento del tanque de impregnación. En comparación con la descarga intermitente de aguas residuales, su concentración es baja y el volumen total de descarga es grande. La calidad del agua se muestra en la Tabla 2.
Tabla 2 Calidad del agua de las aguas residuales vertidas continuamente
Fuente
Come
Agua
Defectuosa
p>Tinte sucio
...
Cosas
CODCr
mg/L
Aceite
mg/L
PO43-
mg/L
Ion zinc
mg/L
Iones níquel
mg/L
Iones cadmio
mg/L
Negro de humo
mg/L
Valor de pH
Aguas residuales de lavado después de desengrasar 300 25 10~20 7~8
Aguas residuales de enjuague después de fosfatar 20~ 30 12 8 6
Enjuague de aguas residuales después de la pasivación 10 ~ 15 0.1.5 ~ 6
Aguas residuales de pulverización del tanque de agua desionizada 3900 1~3 4
Aguas residuales de limpieza desionizadas circulantes 400 6
Lavado de aguas residuales desbordadas después de la auto-nadación 100~1000 8 7~9.
2. Diseño del proceso de tratamiento de aguas residuales de pintura
Una de las claves del proceso de tratamiento de aguas residuales de pintura de automóviles es la separación razonable de la turbidez. Para algunas aguas residuales que son difíciles de tratar o que afectan el tratamiento posterior, se debe realizar un pretratamiento intermitente de acuerdo con su naturaleza y reglas de descarga, y luego el tratamiento concentrado y continuo con otras aguas residuales no solo puede lograr efectos de tratamiento mejores y estables, sino también ser económico. Razonable y factible.
2.1 Proceso de tratamiento de aguas residuales de recubrimiento
El flujo del proceso de tratamiento de aguas residuales de recubrimiento se muestra en la Figura 1.
Figura 1 Proceso de tratamiento de una estación depuradora de aguas residuales de pintura en una fábrica de automóviles
2.2 Pretratamiento intermitente
2.2.1 Líquido residual desengrasante
Pretratamiento de acidificación del líquido residual desengrasante, agregando ácido inorgánico al líquido residual desengrasante para ajustar el valor del pH a 2 ~ 3, de modo que el jabón de ácidos grasos superiores en el emulsionante precipite ácidos grasos que son insolubles en agua pero solubles en aceite. descomponiendo así el líquido residual desengrasante de la leche y separa el aceite.
Además, después de agregar ácido, el tensioactivo aniónico en el líquido residual desengrasante es fácil de descomponer en la solución ácida, pierde su estabilidad y pierde su equilibrio original de lipofilicidad e hidrofilicidad, logrando así la demulsificación.
Después del pretratamiento, el CODCr cayó de 2500 ~ 4000 mg/L a 1500 ~ 2400 mg/L, y la tasa de eliminación fue de aproximadamente 40. El contenido de aceite cayó de 300 ~ 950 mg/L a 50 ~ 70 mg/L, y la tasa de eliminación llegó a 90 ~ 95.
2.2.2 Aguas residuales de electroforesis
Las aguas residuales de electroforesis catódica contienen una gran cantidad de materia orgánica polimérica, alcanzando el CODCr más alto los 20000 mg/L, y también contienen una gran cantidad de residuos de electroforesis. que se encuentran en el agua Existe en forma de finas suspensiones o coloides cargados negativamente. Durante el proceso de tratamiento, se agrega una cantidad adecuada de poliacrilamida catiónica (PAM) y cloruro de polialuminio (PAC) como coagulantes, y el efecto puente de adsorción de los floculantes se utiliza para eliminar rápidamente los contaminantes de las aguas residuales. Al pretratar el líquido residual de la electroforesis, el valor del pH debe estar entre 11 y 12 para obtener un buen efecto de precipitación. El CODCr del efluente después de la reacción es de aproximadamente 2000 mg/L
Aguas residuales de pintura
Utilice el reactivo de Fenton (H2O2 FeSO4) para pretratar las aguas residuales de pintura de modo que la materia orgánica que contiene sea oxidado y descompuesto, y la tasa de eliminación de CODCr es de aproximadamente 30. Luego agregue cloruro de polialuminio y poliacrilamida para la coagulación y precipitación. Después de estos dos pasos, la tasa total de eliminación de CODCr puede alcanzar 60 ~ 80, aumentando de 3000 ~ 20000 mg/L a 1200. El efluente se descarga al tanque de acondicionamiento de aguas residuales mixtas.
El reactivo de Fenton tiene una fuerte capacidad oxidante. Cuando el valor del pH es bajo (controlado alrededor de 3), el Fe2 descompone el H2O2 para generar radicales hidroxilo (OH), que a su vez desencadenan más radicales libres, desencadenando así una serie de reacciones en cadena [1]. A través de la reacción entre OH con fuerte capacidad oxidante y la materia orgánica, la materia orgánica refractaria en las aguas residuales se oxida parcialmente y los enlaces C-C de la materia orgánica en las aguas residuales se rompen y finalmente se descomponen en H2O, CO2, etc. , reduciendo CODCr. Puede ocurrir acoplamiento u oxidación, cambiando la densidad y estructura de su nube de electrones, formando intermediarios de pequeño peso molecular, cambiando así su solubilidad y coagulación-precipitabilidad. Al mismo tiempo, el Fe (OH) 3 generado por la oxidación del Fe2 existe en forma coloide bajo cierta acidez, tiene propiedades de coagulación y adsorción y también puede eliminar algunos sólidos suspendidos e impurezas en el agua. El efluente se elimina aún más mediante coagulación y sedimentación posteriores para lograr el propósito de purificación [2].
2.3 Tratamiento continuo
Varias aguas residuales pretratadas se descargan en el tanque regulador de ecualización y se mezclan con otras aguas residuales para ingresar al proceso de tratamiento continuo. El CODCr de las aguas residuales mixtas es de aproximadamente 700 a 900 mg/l, y el tratamiento continuo se divide en dos etapas: coagulación, sedimentación y coagulación-flotación.
En las aguas residuales de recubrimientos, el aceite, la resina polimérica (resina epoxi), el pigmento (negro de carbón), el polvo y el fosfato forman coloides bajo la acción de tensioactivos, solventes y diversos aditivos. La forma se dispersa de manera estable. solución acuosa. Se pueden agregar agentes químicos para destruir el sistema estable formado por pequeñas partículas coloidales suspendidas en el agua, haciendo que se agreguen en flóculos con propiedades de sedimentación obvias y luego formen sedimentos o espuma para su eliminación [3].
Después de agregar una cierta cantidad de floculante inorgánico a las aguas residuales, puede neutralizar el potencial del aceite emulsionado o la resina polimérica, comprimir la doble capa eléctrica y la colisión de partículas coloidales promueve la agregación y completa la desestabilización. procesar y formar un fino flóculo. De esta manera, las partículas sólidas generadas por iones metálicos y iones de fosfato en las aguas residuales del recubrimiento en condiciones alcalinas pueden formar precipitación [4]. Por lo tanto, el tratamiento de coagulación puede eliminar eficazmente aceite, resina polimérica, pigmentos y polvos de las aguas residuales de pintura de automóviles [5].
En iones de metales pesados y fosfatos, el valor de pH óptimo para la precipitación de Ni(OH)2 generada por Ni2 y la precipitación de Ca3 (PO4)2 generada por PO43- es superior a 10. Sin embargo, el rango de pH óptimo para que el Zn2 forme precipitación de hidróxido es de 8,5 a 9,5. Si el pH es demasiado alto, se formará ZnO22 - y se disolverá. Por lo tanto, la reacción de coagulación en dos etapas debe llevarse a cabo por separado para eliminar Ni2, PO43- y Zn2 respectivamente. Al mismo tiempo, el tanque de sedimentación de placas inclinadas y el tanque de flotación por aire se utilizan para la separación sólido-líquido después de la reacción de coagulación, de modo que la precipitación de compuestos de metales pesados con gravedad específica alta se pueda eliminar a través del tanque de sedimentación de placas inclinadas, y La materia orgánica con baja gravedad específica también se puede eliminar a través del tanque de flotación de aire.
2.3.1 Coagulación y precipitación
La primera etapa es la coagulación y precipitación, ajustando el valor del pH a 10 ~ 10,5.
El tanque de reacción adopta un tanque de reacción de flujo de empuje y está dividido en tres compartimentos. Agregue álcali al primer tanque para ajustar el pH a 10 ~ 10,5, agregue CaCl2_2 y FeSO4_4 al segundo tanque y agregue coagulante PAM al tercer tanque. Después de la reacción, ingresa al tanque de sedimentación de placa inclinada para la separación sólido-líquido. Los tiempos de residencia de los tres compartimentos fueron 65438 ± 05 minutos, 65438 ± 05 minutos y 7,5 minutos respectivamente. La carga superficial del tanque de sedimentación de placa inclinada está diseñada de acuerdo con 2 m3/m2·h, y la tasa de eliminación de CODCr de la reacción de la primera etapa es de 50 a 60. La Figura 2 es un diagrama esquemático del tanque de reacción primaria.
Figura 2 Diagrama esquemático del tanque de reacción primaria
Coagulación y flotación
El tanque de reacción para la reacción secundaria también utiliza un tanque de reacción de flujo de empuje, que Está dividido en tres compartimentos. Agregue ácido al primer compartimento para ajustar el pH a 8,5 ~ 9, agregue PAC al segundo compartimento y PAM al tercer compartimento. Después de la reacción, ingrese al tanque de flotación para la separación sólido-líquido. Los tiempos de residencia de los tres compartimentos del tanque de reacción secundaria son 65438±00 minutos, 65438±00 minutos y 5 minutos respectivamente. El agua de aire disuelto en el tanque de flotación está diseñada para ser el 30% del agua tratada. La tasa de eliminación de CODCr de la reacción secundaria es de 20 a 25, y el Zn2 y algunos tensioactivos también se eliminan mediante flotación con aire.
2.4 Tratamiento avanzado
El tratamiento avanzado utiliza filtración con arena y filtración con carbón activado. A juzgar por la situación operativa, el efluente después del filtrado de arena puede cumplir con el estándar de emisión (CODCr≤300mg/L). La velocidad de filtración del dispositivo de filtrado de arena se controla en 10 ~ 12 m3/(m2·h). El agua de retrolavado es presurizada por el agua en el tanque de agua de monitoreo y la intensidad del retrolavado se controla a 16 ~ 18 l/(m2·s).
El efluente después de la filtración con arena puede cumplir con los requisitos de descarga, por lo que la filtración con carbón activado es solo una medida de salvaguardia de emergencia y rara vez se usa en general.
2.5 Tratamiento de lodos
La calidad del tratamiento de lodos incide directamente en el funcionamiento de las estaciones depuradoras. Debido al alto contenido de aceite del lodo, el efecto directo del filtro prensa es deficiente. Agregar Ca(OH)2 al tanque de concentración de lodos y ajustar el valor del pH a aproximadamente 10 puede lograr un mejor efecto de filtro prensa. El filtro prensa de placa y marco puede reducir el contenido de humedad del lodo de 99 a 75 ~ 80.
2.6 Análisis de la tasa de eliminación del tratamiento continuo
La tasa de eliminación del proceso de tratamiento continuo se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3 Eficiencia del procesamiento continuo
Tasa de eliminación de CODCr a la salida
50 ~ 60 a la salida del tanque de sedimentación de placa inclinada
La salida del tanque de flotación de aire 20 ~ 25
Salida del filtro de arena 15
3 Análisis del efecto del tratamiento
Este proyecto ha estado en funcionamiento desde 2002 y el efecto del tratamiento es estable. La Tabla 4 es un resumen de los datos del informe de monitoreo y análisis de 2004 de la Estación del Centro de Monitoreo Ambiental de Shanghai. El tiempo de monitoreo es de 3 días, con muestreos 12 veces al día (muestreo una vez cada hora, incluyendo la entrada y salida del dispositivo de tratamiento de aguas residuales).
Tabla 4 Datos de seguimiento de la salida total de vertidos de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales
Jefe de escuadrón
Proyecto
Importación de equipos de tratamiento de aguas residuales*Tratamiento de aguas residuales la exportación de equipos alcanza el Estándar Integral de Descarga de Aguas Residuales de Shanghai (DB 31/199–1997)
Concentración mínima (mg/L) Concentración máxima (mg/L) Concentración promedio (mg/L) Concentración mínima (mg/L) ) Concentración máx. (mg/L) Concentración media (mg/L)
Valor de pH 6,94 8,96 8,32 7,57 8,85 7,8 6~9
CODCr 434 759 625 73 132 115,6 300 Clase III estándar.
SS 93 351 204 21 1 45 29 350 Norma Nivel III.
DBO 536 145 87 483 16,9 150 nivel tres estándar.
Aceite 2,6 11,5 5,1 0,1 0,9 0,6 10 patrón secundario.
Zn2 ** - 0,02 1,6 0,09 4,0 Estándar secundario
Mn2 ** - 0,05 0,26 0,16 5,0 Estándar secundario
Ni2 * *-Nd 0,18 0,09 1,0 Categoría 1 Estándar de emisión de contaminantes
Benceno Estándar secundario Nd Nd Nd Nd Nd Nd 0,2
Tolueno Estándar secundario Nd Nd Nd Nd Nd Nd 0,2
Xileno Estándar secundario Neodimio Neodimio neodimio neodimio neodimio 0,6
*La entrada de la unidad de tratamiento de aguas residuales se refiere a la entrada de la unidad de tratamiento continuo.
**Zn2, Mn2 y Ni2 no fueron analizados en este monitoreo. Los datos de análisis diarios listados en la tabla son para la estación de tratamiento de aguas residuales de la fábrica.
Como se puede observar en la tabla anterior, las aguas residuales tratadas se evalúan de acuerdo con el "Estándar Integral de Descarga de Aguas Residuales de Shanghai" (DB 31/199-1997), entre los que se evalúan CODCr, DBO5 y SS. de acuerdo con los estándares de tercer nivel (aguas residuales tratadas después de ser descargadas en la Planta Purificadora de Agua de Anting) para su evaluación, el resto se evaluará de acuerdo con los estándares secundarios y la concentración máxima permitida de emisión de contaminantes de primera clase.
En la actualidad, el dispositivo de tratamiento funciona de manera estable y el efluente puede cumplir con los estándares.
4. Análisis técnico y económico
Los costos de ingeniería y los costos operativos son cuestiones que las personas deben considerar y cuidar al elegir los métodos de tratamiento. En comparación con el tratamiento físico y químico centralizado general, este proyecto ahorra productos químicos, reduce la producción de lodos, reduce los costos operativos hasta cierto punto y, lo que es más importante, garantiza que la calidad del efluente sea estable y cumpla con los estándares. Los indicadores técnicos y económicos de este proyecto se muestran en la Tabla 5.
Tabla 5 Indicadores técnicos y económicos de este proyecto de tratamiento
Inversión total/10.000 yuanes unidad de volumen inversión en aguas residuales/10.000 yuanes costo operativo anual/10.000 yuanes unidad de volumen tarifa de tratamiento de aguas residuales/yuan/ m3.
800 1,11 30 1,67
*La jornada laboral es de 250 días al año y el volumen diario de tratamiento de agua es de 720 m3.
5. Conclusión
1. Este proyecto utiliza diferentes procesos como tratamiento de agua, coagulación, sedimentación, coagulación, flotación y filtración de arena para tratar las aguas residuales de pintura de automóviles. razonable y factible. Los resultados reales de la operación muestran que la tasa de eliminación de metales pesados, SS y petróleo alcanza más del 90%, y la tasa de eliminación de CODCr alcanza más del 80%.
2. La cantidad y calidad de las aguas residuales de pintura de automóviles varían mucho, por lo que se debe prestar especial atención al equilibrio entre la cantidad y la calidad de las aguas residuales y el pretratamiento de la calidad del agua. La práctica de la ingeniería ha demostrado que el pretratamiento intermitente de aguas residuales de desengrasado, aguas residuales de electroforesis y aguas residuales de pintura no solo es beneficioso para mejorar la eficiencia del tratamiento posterior, sino que también es de gran importancia para el funcionamiento estable de todo el sistema y la descarga estable de agua.
Materiales de referencia:
Xiong Zhong, Lin Yan, et al. Aplicación del método de oxidación Fenton en el tratamiento de aguas residuales [J Xinjiang Environmental Protection, 2002, 24 (2): 35. ~ 39
Zhang Linsheng, Feng Wei y otros utilizaron métodos físicos y químicos para tratar aguas residuales ultrafiltradas en el proceso de recubrimiento electroforético de la industria automotriz [J] Water Supply and Drainage, 1999, 25 (10): 33 ~ 36.
Liu Shaogen, Tecnología de tratamiento de aguas residuales de pintura de automóviles [J] Aguas industriales y aguas residuales, 2001, 32 (2): 11 ~ 13.
Liu Shaogen, Huang Xianhuai Tratamiento fisicoquímico-biológico de las aguas residuales de la producción de automóviles [J] Abastecimiento y drenaje de agua, 2001, 27 (12): 53 ~ 56
Liao Liang, Wu Yifei , Línea de revestimiento de fosfatación Investigación de procesos de tratamiento de aguas residuales [J] Environmental Technology, 2000, 18, (4): 18 ~ 21.