申请日20200714
公开(公告)日20200821
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30
摘要
一种飞机漆面清洗废水的处理方法，包括以下步骤：(1)废水的收集与调节;(2)废水的预处理;(3)废水的生物处理;(4)污泥的处理：(5)废水的回用。本发明的处理方法可以高效、环保地对飞机总装喷漆前所产生的清洗废水进行处理，在保证出水水质的同时，可以根据清洗废水的成分变化灵活的改变处理过程，并能实现废水资源的回收利用。
权利要求书
1.一种飞机漆面清洗废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)废水的收集与调节;飞机总装喷漆前清洗处理产生的含有污染物的废水，由排水沟收集后，经地面废水泵泵入废水调节罐，调节罐内设有曝气装置和搅拌装置，用于向废水充氧和搅拌，以调节水量、均化水质;
(2)废水的预处理;废水调节罐中的废水通过格栅将大型固体颗粒隔除后进入混合反应槽，在混合反应槽中首先投加碱性物质，使得水中Zn2+生成Zn(OH)2，之后再投加凝聚剂，混凝搅拌，待水中不易沉淀颗粒物质的稳态遭到破坏后投加投加絮凝剂，絮凝搅拌后废水流入气浮池，通过气浮实现不溶性有机物和剩余悬浮物的有效去除;
(3)废水的生物处理;气浮池出水进入水解酸化池，池内设有曝气装置、搅拌装置和悬浮填料，正常工作时，池内保持缺氧环境，使难降解有机污染物发生水解反应，提高废水的可生化性，水解酸化池的出水进入MBR膜生物反应器进行进一步生物处理并最终达标排放;当膜生物反应器出水中的总氮超标时，停止水解酸化池中曝气，只搅拌形成厌氧环境，促进反硝化细菌生长，与后续膜生物反应器形成A/O工艺，进行脱氮处理;当膜生物反应器出水中的总氮量较低时，而有机物含量较高时，增大水解酸化池中曝气搅拌形成好氧环境，增加好氧处理能力;
(4)污泥的处理：气浮池、水解酸化池和MBR膜生物反应器中的污泥被收集到污泥池中储存静置，上清液泵入废水调节罐，底部浓缩污泥通过污泥泵送入污泥改性槽，添加污泥脱水剂后进一步发生交联聚合反应，最后经叠螺式污泥脱水机压成泥饼后储存在储泥区等待进一步的无害化处理;
(5)废水的回用：MBR膜生物反应器满足排放标准的出水储存至回用水池，一部分回用至气浮池中的加压溶气装置中制备高压溶气水，另一部分用于MBR膜生物反应器中膜组件的清洗。
2.根据权利要求1所述的飞机喷漆前清洗废水的处理方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，废水调节罐中的曝气装置为压缩空气穿孔管，孔径为2-4mm，废水调节罐中的搅拌装置为轴向潜水搅拌器。
3.根据权利要求1所述的飞机喷漆前清洗废水的处理方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，混合反应槽沿水流方向依次分成3个反应槽，均通过溢流控制液位，其中第一反应槽的入水口前设置有栅条间距为1mm的格栅，第一反应槽中设置有碱性物质投加设备、pH计和轴向潜水搅拌器，向废水中投加NaOH、KaOH或熟石灰，控制第一反应槽内的pH值为7.5<ph<9.5，第二反应槽中设有凝聚剂投加设备和轴向潜水搅拌器，向废水中投加铝系凝聚剂，第三反应槽中设有絮凝剂投加设备和轴向潜水搅拌器，向废水中投加相对分子质量为1000万-1500万的阴离子型聚丙烯酰胺。< p="">
4.根据权利要求1所述的飞机喷漆前清洗废水的处理方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，混合反应槽的出水进入气浮池进行絮凝体分离，气浮池内的溶气水利用废水处理完毕后的达标排放水制备，溶气水的水量为气浮池处理水量的40-60%，气浮池出水集水区设有KH2PO4投加设备，检测气浮池的出水的CODcr、BOB5、TKN和TP等指标，当TP/TKN<0.2时，向气浮池出水中添加KH2PO4。
5.根据权利要求1所述的飞机喷漆前清洗废水的处理方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，水解酸化池内设有膜片式曝气头和DO监测仪，池底设有污泥搅拌泵，同时在水解酸化池内还投放有多孔的悬浮式生物填料。
6.根据权利要求1所述的飞机喷漆前清洗废水的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，MBR膜生物反应器中膜组件采用平板膜，膜通量采用0.2-0.3m3/m2.d，膜抽吸泵的扬程H≥8m，膜组件正下方设有膜片式曝气头，MBR膜生物反应器中还设有回流泵，用于将反应器中的泥水混合物回流至水解酸化池内。
7.根据权利要求1所述的飞机喷漆前清洗废水的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，MBR膜生物反应器的反应池池壁及池底铺设格栅状电伴热加热设备且外包保温层，当液位高于工作液位0.5m且低于8℃启动，低于工作液位0.5m或高于18.5℃关闭。
8.根据权利要求1所述的飞机喷漆前清洗废水的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，检测MBR膜生物反应器出水中的CODcr、TN、TP等指标，当CODcr的浓度高于排放标准，而TN浓度低于排放标准，增大水解酸化池内膜片式曝气头的曝气量，形成部分的好氧环境，以提高对有机污染物的处理能力;当CODcr的浓度低于排放标准而TN浓度高于排放标准，降低膜过滤泵的扬程，开启回流泵，将MBR膜生物反应器中的废水回流至水解酸化池内，回流量为水解酸化池处理水量的50%-200%，同时关闭或降低水解酸化池内膜片式曝气头的曝气量并开启池底的污泥搅拌泵，形成部分的厌氧环境，以提高对总氮的去除能力。
9.根据权利要求1所述的飞机喷漆前清洗废水的处理方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，污泥池中设置有压缩空气穿孔管对污泥进行定时曝气，污泥改性槽中添加的污泥脱水剂为阳离子型高相对分子质量聚丙烯酰胺，相对分子质量为1700万以上。
10.根据权利要求1所述的飞机喷漆前清洗废水的处理方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，回用水池中的达标排放水，添加含氯消毒剂消毒后回用至加压溶气装置中。
说明书
飞机漆面清洗废水的处理方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，具体地，涉及一种针对飞机漆面清洗时产生的废水的处理方法。
背景技术
随着社会和经济的发展，长途旅行和货物运输的需求越来越大，大型飞机以其良好的经济性、安全性和便捷性受到各国的关注，成为航空工业发展的方向。大型飞机的体积巨大，零部件多，需要分段加工制造，再运抵总装配工厂，按照航行的需求进行组装和调试，最后完成喷漆交付。飞机的分段结构在工厂制作完成后通常需要喷涂底漆，再在表面涂覆一层临时保护层，避免在运输途中漆膜破裂，对金属表面产生腐蚀。到达总装工厂后，需要用清洗剂褪去临时保护层，待组装完成后在飞机外表面整体喷涂航空公司的图案和名称。
目前飞机部件基底表面通常使用的是富锌底漆，其中包含高比例的锌粉，可以有效的对铝质合金制造的机体形成保护，在漆膜破裂的极端情况下，锌粉还可以起到牺牲阳极，降低机体腐蚀的效果。富锌底漆之上的临时保护层通常为环氧树脂、环氧酚醛树脂、聚酯、聚氨酯材料的固化涂料或包含乙烯丙烯酸树脂、乙烯树脂的热塑性涂料，该涂料层具有很好的抗化学腐蚀性能，可以为底漆提供一个保护层，减缓和限制水汽、氧气和化学活性离子的侵入。
飞机总装程序中，通常采用高压喷淋清洗剂的方式清除飞机底漆面上的临时保护层，清洗剂的成分主要包括有机溶剂、表面活性剂、渗透剂、酸性洗剂、碱性助剂、消泡剂等。在清洗的过程中需要大量清水混合清洗剂反复喷淋冲洗飞机部件表面，直至临时保护层被完全清除。清洗的过程中会产生包括芳烃类物质、烷烃类物质、高分子树脂颗粒、锌粉颗粒、表面活性剂等成分的有机废水。该废水具备有机物含量高，生化处理效果差，金属颗粒成分难去除的特点，如采用一般的活性污泥法污水处理工艺，存在活性污泥处理系统启动慢、污泥沉降性能差、出水水质波动大、难以达标排放等缺点，难以适应飞机总装厂减少废水排放和充分循环利用水资源的新型工业化生产要求。随着近年来我国飞机总装厂的陆续建设和投产，飞机总装能力的急剧提升，探索高效、环保的飞机漆面清洗废水的处理方法已成为亟待解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种飞机漆面清洗废水的处理方法。本方法可以有效的去除废水中的金属颗粒物质、提高废水的可生化性，并能够适应废水水量和水质的变化，确保出水达标排放和回收利用，为飞机总装厂减少废水排放和循环利用水资源提供了可借鉴的处理模式。
为实现上述目的，本发明提供了一种飞机漆面清洗废水的处理方法，包括以下步骤：
一种飞机漆面清洗废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)废水的收集与调节;飞机总装喷漆前清洗处理产生的含有污染物的废水，由排水沟收集后，经地面废水泵泵入废水调节罐，调节罐内设有曝气装置和搅拌装置，用于向废水充氧和搅拌，以调节水量、均化水质;
(2)废水的预处理;废水调节罐中的废水通过格栅将大型固体颗粒隔除后进入混合反应槽，在混合反应槽中首先投加碱性物质，使得水中Zn2+生成Zn(OH)2，之后再投加凝聚剂，混凝搅拌，待水中不易沉淀颗粒物质的稳态遭到破坏后投加投加絮凝剂，絮凝搅拌后废水流入气浮池，通过气浮实现不溶性有机物和剩余悬浮物的有效去除;
(3)废水的生物处理;气浮池出水进入水解酸化池，池内设有曝气装置、搅拌装置和悬浮填料，正常工作时，池内保持缺氧环境，使难降解有机污染物发生水解反应，提高废水的可生化性，水解酸化池的出水进入MBR膜生物反应器进行进一步生物处理并最终达标排放;当膜生物反应器出水中的总氮超标时，停止水解酸化池中曝气，只搅拌形成厌氧环境，促进反硝化细菌生长，与后续膜生物反应器形成A/O工艺，进行脱氮处理;当膜生物反应器出水中的总氮量较低时，而有机物含量较高时，增大水解酸化池中曝气搅拌形成好氧环境，增加好氧处理能力;
(4)污泥的处理：气浮池、水解酸化池和MBR膜生物反应器中的污泥被收集到污泥池中储存静置，上清液泵入废水调节罐，底部浓缩污泥通过污泥泵送入污泥改性槽，添加污泥脱水剂后进一步发生交联聚合反应，最后经叠螺式污泥脱水机压成泥饼后储存在储泥区等待进一步的无害化处理;
(5)废水的回用：MBR膜生物反应器满足排放标准的出水储存至回用水池，一部分回用至气浮池中的加压溶气装置中制备高压溶气水，另一部分用于MBR膜生物反应器中膜组件的清洗。
优选的，在所述步骤(1)中，废水调节罐中的曝气装置为压缩空气穿孔管，孔径为2-4mm，废水调节罐中的搅拌装置为轴向潜水搅拌器。
在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(2)中，混合反应槽沿水流方向依次分成3个反应槽，均通过溢流控制液位，其中第一反应槽的入水口前设置有栅条间距为1mm的格栅，第一反应槽中设置有碱性物质投加设备、pH计和轴向潜水搅拌器，向废水中投加NaOH、KaOH或熟石灰，控制第一反应槽内的pH值为7.5<ph<9.5，第二反应槽中设有凝聚剂投加设备和轴向潜水搅拌器，向废水中投加铝系凝聚剂，第三反应槽中设有絮凝剂投加设备和轴向潜水搅拌器，向废水中投加相对分子质量为1000万-1500万的阴离子型聚丙烯酰胺。< p="">
在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(2)中，混合反应槽的出水进入气浮池进行絮凝体分离，气浮池内的溶气水利用废水处理完毕后的达标排放水制备，溶气水的水量为气浮池处理水量的40-60%，气浮池出水集水区设有KH2PO4投加设备，检测气浮池的出水的CODcr、BOB5、TKN和TP等指标，当TP/TKN<0.2时，向气浮池出水中添加KH2PO4。
在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(3)中，水解酸化池内设有膜片式曝气头和DO监测仪，池底设有污泥搅拌泵，同时在水解酸化池内还投放有多孔的悬浮式生物填料。
在上述任一方案中优选的是，所述步骤(3)中，MBR膜生物反应器中膜组件采用平板膜，膜通量采用0.2-0.3m3/m2.d，膜抽吸泵的扬程H≥8m，膜组件正下方设有膜片式曝气头，MBR膜生物反应器中还设有回流泵，用于将反应器中的泥水混合物回流至水解酸化池内。
在上述任一方案中优选的是，所述步骤(3)中，MBR膜生物反应器的反应池池壁及池底铺设格栅状电伴热加热设备且外包保温层，当液位高于工作液位0.5m且低于8℃启动，低于工作液位0.5m或高于18.5℃关闭。
在上述任一方案中优选的是，所述步骤(3)中，检测MBR膜生物反应器出水中的CODcr、TN、TP等指标，当CODcr的浓度高于排放标准，而TN浓度低于排放标准，增大水解酸化池内膜片式曝气头的曝气量，形成部分的好氧环境，以提高对有机污染物的处理能力;当CODcr的浓度低于排放标准而TN浓度高于排放标准，降低膜过滤泵的扬程，开启回流泵，将MBR膜生物反应器中的废水回流至水解酸化池内，回流量为水解酸化池处理水量的50%-200%，同时关闭或降低水解酸化池内膜片式曝气头的曝气量并开启池底的污泥搅拌泵，形成部分的厌氧环境，以提高对总氮的去除能力。
在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(4)中，污泥池中设置有压缩空气穿孔管对污泥进行定时曝气，污泥改性槽中添加的污泥脱水剂为阳离子型高相对分子质量聚丙烯酰胺，相对分子质量为1700万以上。
在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(5)中，回用水池中的达标排放水，添加含氯消毒剂消毒后回用至加压溶气装置中。
本发明的有益效果为：
1.本发明的废水方法可以高效、环保的处理飞机漆面清洗时产生的大量废水，在保证出水水质的同时，可以根据清洗废水的成分变化灵活的改变处理过程，并能实现废水资源的回收利用。
2.本发明中采用MBR膜生物反应器可以有效的保证出水水质稳定，克服清洗废水生物处理时污泥沉降性能差，泥水分离困难的特点，减少处理装置所需空间，运行控制更加简单方便。
3.本发明中针对飞机喷漆前清洗废水中锌颗粒浓度较高的特点，可以有效将其去除，避免金属颗粒附着膜组件表面，影响膜过滤性能，加重膜污染程度。
4.本发明中针对废水中树脂、表面活性剂等有机物含量高，可生化性差的特点，在气浮分离后， MBR膜生物反应器之前，增加了水解酸化步骤，并可通过控制曝气量、投加悬浮性生物填料、池底搅拌等方式，改变水解酸化池中的溶解氧浓度和微生物的微观生长环境，为好氧、缺氧、厌氧细菌提供适宜的生长条件。通过对污染物浓度的监控，调整水解酸化池中的运行状态，更好地发挥与MBR膜生物反应器的联动协调作用，以适应废水中污染物成分与浓度的变化。（发明人陈超;王英;苏辉;冯逸喆;晁毅;熊永志）