某汽车橡胶密封条生产废水处理及恶臭气体治理工程

项目背景

某汽车零部件企业专门生产汽车门窗密封条及减震橡胶件，主要原料为三元乙丙橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶，生产工序包括密炼、开炼、挤出硫化及表面喷涂。生产过程中产生大量含橡胶微粒、炭黑、硫化促进剂、增塑剂及有机溶剂的废水，同时在密炼和硫化工段产生含有硫化氢、二硫化碳、甲苯等恶臭物质的废气。废水处理工程需同时解决废水及废气污染问题。该企业原有废水处理系统仅采用简单沉淀后排入园区管网，经常因化学需氧量和恶臭物质超标被园区污水处理厂拒收。二零二一年企业投资建设废水废气综合治理工程。

废水水质特征

橡胶废水属于典型的高浓度难降解有机废水，主要特点包括：含有大量乳化状态的橡胶胶乳微粒，呈现乳白色；含有未硫化的橡胶助剂如秋兰姆类促进剂、醛胺类促进剂等毒性物质；化学需氧量浓度高且可生化性差。经过详细水质检测，废水水质参数如下：化学需氧量三千至八千毫克每升，五日生化需氧量六百至一千二百毫克每升，可生化性指数为零点一五至零点二，悬浮固体四百至一千毫克每升，氨氮二十至五十毫克每升，总氮四十至八十毫克每升，硫化物五至二十毫克每升，石油类五十至一百五十毫克每升，pH值八至十。废水中还检测出少量苯并噻唑、二苯胍等毒性有机物。

工艺流程设计

针对橡胶废水可生化性差的难题，工艺流程强化了预处理阶段的物化氧化，提高可生化性后再进行生化处理。同时将生产车间的恶臭废气收集后引入废水处理系统进行协同处理。具体工艺流程如下：

车间废水先经过回转式机械格栅去除大颗粒橡胶边角料和杂物，然后进入隔油沉淀池。隔油沉淀池有效容积两百立方米，水力停留时间六小时，表面设置刮油机去除浮油，底部设置污泥斗收集沉淀的橡胶微粒。出水进入调节池，调节池容积四百立方米，停留时间十二小时，池内设置曝气搅拌装置。

调节池出水进入混凝气浮池。气浮池前设置混合反应段，依次投加聚合氯化铝每升零点三五克和阴离子聚丙烯酰胺每升零点零二克，反应时间十五分钟。气浮池溶气压力零点四兆帕，回流比百分之二十五。气浮去除乳化橡胶微粒和部分胶体物质后，化学需氧量去除率可达百分之三十至四十。

气浮出水进入铁碳微电解-芬顿氧化组合系统。铁碳微电解填料采用铁刨花和活性炭颗粒混合烧结成型，填料层高度两米，微电解反应器直径三米，有效水深四点五米。废水在微电解反应器内停留三小时，期间投加少量盐酸维持pH在三至四。微电解反应后出水自流进入芬顿氧化池，芬顿氧化采用三段式设计，总停留时间两小时，硫酸亚铁投加量每升零点三克，双氧水投加量每升零点八克。铁碳微电解和芬顿氧化的协同作用能够有效破坏橡胶助剂的分子结构，将化学需氧量去除百分之六十以上，同时将可生化性指数提升至零点四以上。

氧化出水进入中和混凝池，投加氢氧化钠调节pH至七点五至八点五，随后进入辐流式沉淀池，沉淀表面负荷每小时每立方米零点八米。沉淀池出水进入水解酸化池，水解酸化池有效容积五百立方米，停留时间十五小时，池内设有潜水搅拌器，保持污泥悬浮状态。

水解酸化池出水进入厌氧-好氧组合生化系统。厌氧段采用上流式厌氧污泥床反应器，反应器容积两百四十立方米，水力停留时间七点二小时，设计容积负荷为每立方米每天三点五千克化学需氧量。上流式厌氧污泥床反应器内部设置三相分离器，出水经水封罐后进入好氧池。好氧池采用卡鲁塞尔氧化沟形式，有效容积八百四十立方米，水力停留时间二十五小时，污泥浓度四千克每升，污泥龄二十天，采用表面曝气机供氧，溶解氧控制在二至三毫克每升。好氧池出水进入二沉池进行泥水分离，二沉池采用周边进水周边出水辐流式沉淀池，表面负荷每小时每立方米零点六米。

二沉池出水进入混凝沉淀池进行最终澄清，投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，进一步去除残留的悬浮物和胶体物质。最终出水经紫外线消毒后排入园区污水管网。

废气处理方面，将密炼机、开炼机和硫化机产生的恶臭废气通过密闭罩收集，采用管道输送至废水处理站。废气先进入水洗塔去除颗粒物，然后进入生物滴滤塔。生物滴滤塔内填充聚氨酯海绵填料，填料上附着有经过驯化的专性降解菌群，废气中的硫化氢、氨和挥发性有机物在通过填料层时被微生物捕获并降解。生物滴滤塔采用循环喷淋维持湿度，停留时间三十秒，处理风量每小时一万五千立方米，净化后废气经十五米高排气筒排放。

主要构筑物及设备参数

隔油沉淀池为平流式，长十五米宽六米深三米，配备行车式刮油刮泥机。调节池为地下式钢筋混凝土结构，容积四百立方米，内设潜水搅拌机两台功率各四点零千瓦。溶气气浮池处理能力为每小时四十立方米，配套溶气罐和空压机。铁碳微电解反应器为钢衬玻璃钢材质，直径三米高度六米，填料层支撑采用高强度格栅板。芬顿氧化池分为三个格室，每个格室容积十立方米，配备防腐蚀搅拌器。辐流式沉淀池直径八米，池边水深四点五米。上流式厌氧污泥床反应器为钢结构，高八米直径六点五米，顶部设水封罐。氧化沟有效容积八百四十立方米，配备倒伞型表面曝气机三台，每台功率三十千瓦。二沉池直径十米，水深四米。生物滴滤塔直径三米高度五米，内置聚氨酯填料十二立方米，循环水泵两台。

运行效果及经济分析

工程于二零二二年三月投入试运行，经过两个月的调试达到设计指标。监测结果显示：处理后废水化学需氧量稳定在每升七十至九十毫克之间，五日生化需氧量低于每升二十毫克，悬浮固体低于每升十五毫克，硫化物低于每升零点五毫克，石油类低于每升两毫克，各项指标均达到间接排放标准。废气处理后硫化氢浓度低于每立方米零点零三毫克，二硫化碳浓度低于每立方米零点五毫克，甲苯浓度低于每立方米十毫克，厂界臭气浓度低于二十，满足恶臭污染物排放标准。

工程总投资九百八十万元，其中废水处理部分八百万元，废气处理部分一百八十万元。运行成本废水部分每吨七点六元，废气部分每小时运行费用六十五元。该工程的实施不仅解决了废水达标排放问题，还彻底消除了车间的恶臭扰民问题，改善了员工工作环境和周边居民生活质量。