【摘 要】
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城镇化的推进和产业结构的调整,使我国的环境资源约束趋紧。在社会发展的大背景下,电动自行车市场需求巨增,其产生的工业废水问题也被放大,尤其是涂装废水,如果处理不当,将严重恶化生态。而涂装工序又是整个电动自行车生产线中提高产品的性能、质量和价值所必不可少的工艺。因此选取适宜的技术对涂装废水进行处理达标后循环回用或排放是实现行业绿色发展的保障之一,同时也是该领域的研究热点。本研究针对江苏某电动自行车生产
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城镇化的推进和产业结构的调整,使我国的环境资源约束趋紧。在社会发展的大背景下,电动自行车市场需求巨增,其产生的工业废水问题也被放大,尤其是涂装废水,如果处理不当,将严重恶化生态。而涂装工序又是整个电动自行车生产线中提高产品的性能、质量和价值所必不可少的工艺。因此选取适宜的技术对涂装废水进行处理达标后循环回用或排放是实现行业绿色发展的保障之一,同时也是该领域的研究热点。本研究针对江苏某电动自行车生产企业的涂装废水,了解车间生产工艺流程,其废水毒性强且难生物降解,分析目前应用于涂装废水的各种处理方法,践行国家可持续发展理念,针对该企业的涂装废水设计一套废水处理及回用工艺。若废水直接进行生化处理,处理效果差。借鉴其他相似废水的处理工艺,拟定Fenton完全氧化单独处理以及Fenton预处理+生化处理的两种不同比选方案,选择处理效果好且更具经济性的处理工艺,并最终结合后期工程运行的实际情况进行整体分析。主要研究成果如下:(1)利用实验室的小试实验研究对Fenton工艺过程中各参数和设计进行了优化和探讨研究,对其稳定性和运行效果进行可行性探索。利用单因素法、曲面响应法和正交法,得到Fenton完全氧化单独处理时的参数条件:氧化初始p H3.21,m(H2O2/COD)=4.17:1,n(H2O2/Fe2+)=8:1,氧化反应时间为120 min,絮凝转速为60 r·min-1,絮凝p H为8,PAM为3 mg·L-1,絮凝沉降时间30 min,废水COD实际去除率为84.01%。反应动力学分析表明,Fenton完全氧化本电动自行车涂装废水符合一级动力学,在15℃~35℃范围内,COD去除率也没有得到很大的提升,常温条件下即可利用Fenton氧化涂装废水。室温(25℃)下降解系数k为0.0142 min-1,反应活化能Ea为4.76 k J·mol-1,K=0.10exp(-4.76/RT)。(2)Fenton氧化预处理涂装废水,可减少双氧水投加量,当m(H2O2/COD)=1:1时,COD去除效率为42.5%,B/C提高至0.35,满足与生物处理工艺耦合的条件。通过对Fenton完全氧化单独处理和Fenton氧化预处理两种工艺的一次性投资、吨处理成本、处理效果方面进行比选,择优确定工艺流程,最后采用“Fenton+水解酸化+接触氧化+MBR+RO”组合工艺处理电泳涂装车间生产废水。(3)将“Fenton+水解酸化+接触氧化+MBR+RO”组合工艺运用到实际工程中,经过长时间调试,各项工艺出水稳定,Fenton对COD的去除率为35%~45%,并提高废水B/C至0.31左右,与生物段耦合良好,达到预期效果,生物段减少后续RO处理的大部分生物污垢,RO有效降低盐含量,整体组合工艺对COD、NH3-N、TP、SS、电导率的最终去除率分别达到98%、93%、99%、100%、98%,处理后出水全部回用于生产车间,做到“趋零排放”,实践运行证明了该处理工艺处理电泳涂装废水的可行性。处理每吨污水运行费用合计约为28.57元,每年可以为企业节省29.21万元,达到了很好的经济效益。
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