引言

該整車制造廠廢水污染源主要包括車身涂裝車間、車架涂裝車間前處理設備連續排放的磷化清洗廢水及脫脂清洗廢水，電泳設備連續排放的電泳清洗廢水和造渣廢水，分別進行分類收集和化學預處理。磷化廢水污染物主要以鎳、磷污染為主，其他可能的金屬離子污染物還包括：Zn2+、Mn2+、Cu2+，采用以投加石灰為主、混凝劑為輔的化學沉淀除磷作為除磷工藝，設置二級沉淀池，后接砂率和離子交換，出水達標外排。脫脂、電泳、造渣廢水經預處理后匯集成的混合廢水主要污染物為酸LAS、油脂、COD、氨氮、懸浮物等污染物，設計采用兩級混凝劑沉淀處理，去除大部分污染物后再排至后續生物處理單元。生物處理流程為：調節池→厭氧池→一級接觸氧化池→二級接觸氧化池→二沉池→中間清水池→排放水池。車間預處理污水站內設有污泥脫水區。各單元產生污泥，重力流入污泥濃縮池中，在污泥濃縮池中靜置濃縮，濃縮后的污泥經過污泥泵提升進入板框壓濾機中進行壓濾脫水，污泥經壓榨后成含水率75 %~82 %的泥餅后，外運至場內污泥干化車間集中進行干化處理。污泥濃縮池上清液及壓濾水返回到綜合廢水池中，進行再處理。汽車涂裝廢水中含有樹脂、表面活性劑、重金屬離子、顏料等污染物，特別是其中的電泳廢水、噴漆廢水成份復雜，具有濃度高，可生化性差的特點。除部分水洗水連續溢流排放外，涂裝線廢水或廢液多為間歇集中排放。水質水量變化大，在去往生化處理前，采用了分質處理、混凝沉淀、砂濾等工藝進行預處理。混凝沉淀段原來使用的混凝劑為聚合氯化鋁，現在為了提高出水澄清度和降低總磷含量，分別選用聚合硫酸鐵(SPFS)和聚硅氯化鋁(PASC)進行調試運行，與聚合氯化鋁作比較。以下是該廢水處理的工藝流程

2 兩種混凝藥劑的比較目前化學沉淀法除磷的混凝劑主要有鐵系和鋁系兩大類，常見的有聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸鐵(SPFS)，另外還有一些復合型的混凝劑，例如聚硅氯化鋁(PASC)，聚鐵氯化鋁等[。本污水站初始設計為聚合硫酸鐵混凝劑，實際運行發現聚合硫酸鐵對管路腐蝕很嚴重，所形成的泥渣對污泥泵的磨損也很大，定子和轉子的更換頻率比較高。經調研分析，擬更換鋁系混凝藥劑。將這三種混凝劑在涂裝廢水處理過程中，對絮凝沉淀，出水效果，設備腐蝕方面做的比較。現場運行發現，聚硅氯化鋁和聚合氯化鋁相比，其在投加量上相對較少，出水濁度低，更澄清些，除濁效果好。其絮體大，沉降快，后續進壓濾機的脫水性也較好，產生的泥餅含水率較低。鋁系混凝劑所產生的污泥較軟，而聚合硫酸鐵是由于其含鐵的本身特性，附著性較強，容易粘在pH探頭上，影響讀數準確率。另外，鐵鹽所產生的的污泥質地較硬，對設備的損耗大，尤其是對進泥漿的螺桿泵定子的磨損較大，更換頻率很高。另一方面，由于聚合硫酸鐵含有大量Fe3+，在水處理量較大，原水質稍不穩定時，會有短暫的絮凝效果不理想，此時因為三價鐵離子本身的顏色，導致出水色度偏高，感官不是很好。

選聚硅氯化鋁(PASC)是一種新型復合無機高分子混凝劑，是PAC與聚硅酸進行復合制備而成的新型硅鋁復合混凝劑。聚硅氯化鋁的結構式為：[ALA(OH)B(Cl)c(SIOX)D(H2O)E] 其中：A=1.0~2.0 B=0.75~2.0 C=0.3~1.12 D=0.005~0.50 2≤X≤4 E≥4 在聚合氯化鋁引入聚硅酸制備成的聚硅氯化鋁中，聚硅酸帶負電荷，分子量高，在聚合過程交聯成網狀，具有較大表面積[7]。由于水中膠粒表面一般帶負電荷，聚硅酸對水中膠粒只有吸附架橋和卷掃作用，但在與鋁鹽結合后，其與鋁水解聚合產物相互作用，生成了聚合度更高的鋁硅聚合物，使得PASC對水中膠粒既具有電中和作用，又具有強烈的吸附架橋和卷掃網捕作用，從而比PAC單獨的水解混凝作用表現出更好的除濁效能。就本項目廢水而言，濁度降低了，受協同沉降作用影響，其總磷、COD和氨氮的剩余量也就大幅降低了。

2.1 除磷效果對比化學除磷主要是通過混凝劑的水解、吸附和架橋作用把廢水中的磷絮凝沉淀，最后通過泥水分離。還是以該汽車公司涂裝廢水處理為例，分析一下普通的PAC 和復合型的聚硅氯化鋁，在除磷方面的差異，以及不同投加量(表2)和pH條件下，二者對總磷的去除效果(藥劑濃度配比約為3 %)。結合調試過程分析，隨著混凝劑加藥量的不斷增大，總磷濃度在逐漸降低。當加藥量過大時，水質開始出現渾濁，由于過量的正電荷在廢水中相互排斥，使原來已經脫穩的膠體產生再穩現象，不能很好的聚集在一塊，出水便不再清澈了。在投加量相同的情況下，聚硅氯化鋁在水質澄清度方面，整體比聚合氯化鋁要高些，出水總磷也會更低，但隨著加藥的過量，絮凝沉淀變差，總磷去除效果會下降。該汽車生產企業的涂裝廢水中，大量的磷主要來自于周末清槽的脫脂廢液，平均濃度約120 mg/L，以及平時排放的生產溢流水，包括脫脂，電泳，表調和造渣等混合而成的綜合廢水，總磷濃度大約30 mg/L。如此高濃度的磷含量，需要補充石灰調節堿度，并生成羥基磷灰石沉淀，與除磷混凝劑一起作用，以達到沉淀去除總磷的效果。當反應過程中的pH控制在9~10時，出水總磷最低。

2.2 對污泥沉降性和污泥脫水效果的影響根據污水站運行情況，斜板沉淀池的排泥是周期性的人工排泥，污泥的沉降性既直接影響斜板沉淀池的出水渾濁狀態和COD、氨氮、總磷等水質指標，還直接影響排往污泥濃縮池的泥水量，從而影響板框壓濾機的污泥脫水效果。所以在評估更換新的水處理藥劑時需要同時考慮前述多種因素，既追求更好的出水水質，也要考慮污泥產生量，尤其是脫水后的干泥產上升的趨勢并最終趨于平衡。由于投加量增大，放入溶液中Fe0的量也隨之提高，因此與H+發生反應的速率更快且消耗更多的H+，因此溶液pH的最終平衡值也就越高。而檸檬酸淋洗土壤過程中pH的降低有利于進一步促進重金屬淋洗效率的提升，因此當投加量的提高會影響最終回收的檸檬酸的酸度，并最終影響檸檬酸循環使用的效果。

3 結論本研究通過檸檬酸淋洗土壤獲取含復合重金屬的檸檬酸淋洗廢液，并使用使用廢鐵屑處理此類廢液以達到循環使用的目的。研究發現廢鐵屑對檸檬酸淋洗廢液中的As、Cd、Pb都具有一定的去除效果，其中對Pb的去除效果最好，平均去除率達到94 %以上，對As的去除效果相對較差。隨著投加量的提高，廢鐵屑對溶液中的As、Cd、Pb的去除速率和最終去除率都有著一定程度的提升。當投加量達到100 g/L時，廢鐵屑對檸檬酸淋洗廢液中的As、Cd、Pb三種元素的去除率分別達到47.3 %、95.1 %、94.1 %。因此廢鐵屑處理含復合重金屬檸檬酸淋洗廢液具有較好的可行性，同時由于廢鐵屑屬于工業中的邊角料，價格低廉，因此具有較好的經濟效益。但隨著投加量的提高，檸檬酸淋洗廢液的pH也會隨之提升，而pH會影響最終回收的檸檬酸的淋洗效果，因此在使用過程中需要根據實際啊條件對投加量進行設計，以達到最好的去除效果。