表面处理车间的废水处理
实施年份：2018
工业园区内多家企业从事类似生产——汽车零部件与家用电器制造，因而其废水性质也相近。为此我们建设了一套共用的废水预处理工艺。设计的关键在于对不同污染程度的排水（漂洗水、浓缩液、离子交换再生液等）进行分质导排与收集。
处理工艺以 pH 调节后的沉淀分离为基础。污泥与水相分离后，水进入离子交换器，污泥则送至机械脱水装置。处理后的水进入既有的生化单元——该部分不属于我方承包范围。
方案详细说明
园区内企业作为汽车行业供应商生产各类零部件。后续加工（焊接、搪瓷、粉末喷涂等）要求先进行表面预处理——由此才能获得成品的耐蚀性、可焊性与表面附着力，最终延长使用寿命。
产生废水的表面处理工序如下（工序顺序与数量可能有所不同）：
- 脱脂
- 漂洗
- 硫酸或碱性酸洗
- 漂洗
- 成膜（涂层）
- 漂洗
需处理的废水量为 Q = 135 m³/天。预处理设计的基本原则是：将不同污染程度的水分别收集，再按可控流量送入处理线。由此，持续产生的低污染漂洗水、离子交换器清洗水，以及定期（如每周或每月）排放的高浓度槽液，均可分质进入处理系统。
| 工序 | 操作 | 药剂/介质 | 浓度 (g/l) | 处理时间（分钟） | 槽体积 (m³) | 温度 (°C) |
| 1. | 脱脂 | Bonderite C-AK 1372 | 40–50 | 15–20 | 0,7 | 60–70 |
| 2. | 漂洗 | 自来水 | max. pH 10 | 1–3 | 0,7 | 40–70 |
| 3. | 硫酸酸洗 | 硫酸 | 130–180 | 15–20 | 0,7 | 50–70 |
| 4. | 酸性漂洗 | 去离子水 | min. pH 4 | 1–3 | 0,7 | 18–22 |
| 5. | 硫酸酸洗 | 硫酸 | 80–120 | 3–5 | 0,7 | 18–22 |
| 6. | 漂洗 | 去离子水 | min. pH 4 | 3–10 | 0,7 | 18–22 |
| 7. | 漂洗 | Na₃PO₄ / NaNO₂ | 3–4 / 1–2 | 2–5 | 0,7 | 50–70 |
| 8. | 漂洗 | 去离子水 | pH 3–10 | 1–3 | 0,7 | 18–22 |
| 9. | 脱脂 | Bonderite C-AK 1372 | 15–25 | 5–15 | 0,7 | 40–70 |
| 10. | 漂洗 | 去离子水 | max. pH 10 | 1–3 | 0,7 | 50–70 |
表 1：某表面处理槽线的工艺参数
项目实施照片
化学处理的原理
溶解态金属（Zn、Mn、Fe、Al）以及氟化物、硫酸盐和磷酸盐通过石灰乳处理予以沉淀：溶解金属以氢氧化物形式析出，磷酸盐以磷酸钙和磷酸铝形式析出，硫酸盐以硫酸钙、氟化物以氟化钙形式析出，并与其他污染物一同进入污泥相。上述过程可用含铝水处理剂（Aquapac）加速。除以氢氧化物形式沉淀金属外，生成的氢氧化铝絮体还有助于进一步降低溶解性污染物及油脂含量。
废水处理过程中的主要污染物沉淀反应：
Al3+ + PO43− → AlPO4
3 Ca2+ + 2 PO43− → Ca3(PO4)2
Ca2+ + 2 F− → CaF2
Ca2+ + SO42− → CaSO4
通过中和废水，可按下列反应式使重金属及金属离子沉淀：
Fe3+ + 3 OH− → Fe(OH)3
Al3+ + 3 OH− → Al(OH)3
Mn2+ + 2 OH− → Mn(OH)2
Zn2+ + 2 OH− → Zn(OH)2
| 项目 | 数值 |
| pH | 4–12 |
| COD | 100–3000 mg/dm³ |
| 有机溶剂萃取物（油脂） | 100–500 mg/dm³ |
| 总锰 | 1–2 mg/dm³ |
| 总氟化物 | 1–2 mg/dm³ |
| 总硫酸盐 | 10–500 mg/dm³ |
表 2：待处理废水的预期组成
主要工艺步骤
- 按需对各排水流进行分质收集与均质；
- 对浓缩液（酸性、碱性）进行分类储存；
- 按照计算负荷对应的流量将水送入处理线；
- pH 调节；
- 投加药剂进行化学处理；
- 通过沉淀将生成的污泥相与水相分离；
- 采用厢式压滤机对污泥脱水；
- 水相经离子交换柱进行后处理；
- 经最终检测井排放。
工艺流程图
| 组分 | 排放限值 | 类型 |
| pH | 6,5–9 | 区域限值 |
| 重铬酸盐需氧量（COD_Cr） | 75 mgO/l | 区域限值 |
| 生化需氧量（BOD₅） | 25 mgO/l | 区域限值 |
| 氨氮 | 10 mg/l | 区域限值 |
| 无机氮总量 | 40 mg/l | 区域限值 |
| 总氮 | 50 mg/l | 区域限值 |
| 总悬浮物 | 50 mg/l | 区域限值 |
| 总磷 | 5 mg/l | 区域限值 |
| 有机溶剂萃取物（油脂） | 5 mg/l | 区域限值 |
| 总镍 | 150 µg/l | 单项限值 |
| 总镉 | 1,2 µg/l | 单项限值 |
| 总锌 | 400 µg/l | 单项限值 |
| 总铬 | 150 µg/l | 单项限值 |
| 六价铬 | 100 µg/l | 单项限值 |
表 3：综合环境许可中规定的限值
我方承包范围
本项目以“交钥匙”方式实施。我方承包范围包括：
- 对生产工艺废水排放情况进行现场勘察；
- 开展实验室处理试验；
- 工艺设计；
- 编制申请许可所需的文件；
- 采购和/或制造实现该工艺所需的机械设备；
- 工艺装置的安装；
- 调试与操作培训；
- 试运行的专业监督及试运行总结报告的编制；
- 编制运营许可申报文件。
该废水处理工艺为全自动运行：由中央 PLC 借助液位开关、传感器、电动阀与 pH 探头实现控制。项目于 2018 年建成。