CN104857806A - 一种喷漆废水废气联合循环一体化处理工艺及其*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷漆废水废气联合循环一体化处理***及其工艺。喷漆废水废气联合循环一体化处理时，自动喷漆室产生的废气经过漆雾处理单元之后进入废气循环单元，将循环的废气用于废水的曝气气浮；当自动喷漆室中的废气有机物浓度升高时，将一部分废气用废气终端净化单元进行最终处理；将自动喷漆室产生的废水循环至废水循环单元用于废气的喷淋洗涤，除去废气中的漆雾；当废水中的COD浓度升高时，将废水经废水预处理单元和废水深度处理单元之后，循环至废水循环单元用于废气的喷淋洗涤。本发明将喷漆废水废气进行联合循环一体化处理，不仅有利于喷漆废水废气的减量化和提高废水和废气的处理效率，同时可以节省投资降低运行成本。
Description
技术领域
本发明属于三废处理领域，具体涉及一种喷漆废水废气联合循环一体化处理工艺及其***。
背景技术
随着人工成本的不断提高，很多生产都实现了自动化，对产品表面进行喷涂这一工序也不例外。在自动喷漆过程中，由于涂料和有机溶剂的挥发会产生一些有机废气，由于漆雾湿法处理的需要，会产生一些废水。喷漆废气的特点是有机物浓度低，风量大，含有苯、甲苯、二甲苯、乙酸丁酯等大量有毒物质；喷漆废水的特点是水量少，残渣多，可生化性差。这些废水废气如果不经过处理直接排放，不仅会严重威胁周围居民身体健康，还会造成环境质量恶化。喷漆废水废气的治理不容忽视，必须深度处理达标排放。
当前喷漆废水废气的处理都是单独进行，即设立专门的废气净化装置用于处理喷漆废气，设立专门的废水净化装置用于处理喷漆废水，两者互相独立，对于传统的人工喷涂生产线适用性较强。其中传统的喷漆废气净化技术主要包括有机溶剂吸收法、活性炭吸附法、催化燃烧法和等离子体光催化法等，喷漆废水净化技术主要包括气浮法、混凝法、氧化法、生物处理法等。如公开号分别为CN201020575007.3、CN201320070229.3、CN201220467243.2的实用新型专利均公开了一些喷漆废水处理装置，但均采用单独的废水处理，而没有将废气的处理考虑在内。而申请号为CN201120175702.5、CN201020232485.4、CN201410561663.0和 CN201320557058.7的多个专利则公开了单独的喷漆废气处理装置。喷油喷漆废水的单独处理装置、喷漆废水废气单独处理虽然可以有效处理喷漆污染，但是存在着投资大、占地多、运行成本高、维护工作量大等问题。针对自动喷涂生产线，设计一体化的喷漆废水废气治理***和工艺是一种有益的探索，不仅可以节省投资，还可以提高处理效率，将是未来发展的趋势。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的不足，并提供一种喷漆废水废气联合循环一体化处理工艺及其***，具体技术方案如下：
喷漆废水废气联合循环一体化处理工艺，包括如下步骤：
1) 在密闭自动喷漆室中，喷漆过程产生的废气通过水幕墙的洗涤后，洗涤后的废气在排入废气管道的过程中利用喷淋层对管道内的废气进行逆气流方向的喷淋，喷淋处理后的废气通过除雾器去除水汽后再利用初级过滤器和终级过滤器深度去除漆雾后排出，水幕墙洗涤和喷淋过程均产生原始废水；
2) 对步骤1)处理后的原始废水的COD进行实时监测，当测得的原始废水的COD小于预设最小值时，将原始废水直接排放至出水池；当测得的COD大于预设最大值时，对原始废水投加絮凝剂，并进行曝气处理，处理后的废水再经过深度处理后排放至出水池；
3) 经过步骤1)处理后的排出的废气一部分直接循环回自动喷漆室，另一部分用作步骤2)中所述的曝气处理的气体来源，并通过微孔曝气管进行曝气，曝气后的气体进入自动喷漆室；
4) 经过步骤2)处理后排放至出水池的废水，提升后一部分用作步骤1)中喷淋层进行喷淋处理的水源，另一部分与新鲜水一起作为步骤1)中水幕墙洗涤处理的水源。
通过气体检测仪对所述的自动喷漆室内的有机废气浓度进行实时监测，当自动喷漆室内的有机废气的浓度达到预设上限值后，将步骤1)处理后的体积分数30%～50%的废气抽至废气终端净化装置中进行处理后直接排放，剩余废气再进入步骤3)的循环；同时利用新鲜空气对步骤1)中水幕墙洗涤和喷淋过程产生的原始废水进行气浮处理，气浮后的气体排入自动喷漆室，以维持自动喷漆室内被废气终端净化装置处理后排放损失的气量；当自动喷漆室内的有机废气的浓度低于预设下限值，废气终端净化单元关闭不再抽取废气进行处理，同时气浮泵也关闭停止气浮。
所述的废气终端净化装置所采用的废气净化方法是催化燃烧法或低温等离子体光催化法，所述的废水的深度处理所采用的废水处理方法是高级氧化法或生物处理法。
所述的预设上限值小于有机废气***极限下限值的25%，所述的预设下限值低于所述的预设上限值。
所述的步骤4)中直接循环回自动喷漆室的废气比例为90%～95%。
所述的步骤5)中被送至喷淋层用于喷淋洗涤的废水占总废水体积的30%～50%。
另外，本发明也提供一种使用上述一体化处理方法的喷漆废水废气联合循环一体化处理***，具体技术方案如下：
使用所述方法设计的喷漆废水废气联合循环一体化处理***，其中自动喷漆室内有水幕墙、废气集气罩、废气管道和气体检测仪，自动喷漆室下部设有初级废水槽和次级废水槽，水幕墙设置于初级废水槽的上方，水幕墙一侧设有废气集气罩，废气集气罩与废气管道相连，废气管道内有喷淋层和除雾器，除雾器位于喷淋层的上方；除雾器之后依次连接出口引风机、初级过滤器和终级过滤器，终级过滤器与自动喷漆室和循环引风机相连，循环引风机与次级废水槽中的微孔曝气管相连；排风机一端与终级过滤器相连，另一端与废气终端净化装置相连，废气终端净化装置和排气口相连；初级废水槽和次级废水槽均通过格栅板与自动喷漆室分隔；初级废水槽依次与次级废水槽、出水池相连，初级废水槽中安装有气浮泵和COD监测仪；次级废水槽与刮渣机和加药单元相连；次级废水槽与废水深度处理单元的进口相连，废水深度处理单元出口与出水池进口相连；出水池通过循环泵分别与喷淋层和补水单元相连，补水单元与水幕墙相连。
所述初级过滤器和终级过滤器是以干式过滤材料为核心的过滤器。
所述的废气终端净化装置采用催化燃烧装置或低温等离子体光催化装置。
所述的废水深度处理单元采用高级氧化污水处理装置或生物污水处理装置。
本发明将喷漆室废水和废气进行联合循环一体化处理，将循环的废水用于废气的喷淋洗涤，用于除去漆雾，将循环的废气用于废水的曝气气浮，提高了废水预处理的效率。废气不断循环后，废气中的有机物浓度升高，不仅有利于后续的废气终端净化，还减少了废气的排放量。本发明与现有技术相比具有的有益效果在于：
（1）喷漆废水和废气联合循环一体化处理，减少了喷漆室废水和废气的排放量；
（2）利用循环的废水来喷淋废气，去除漆雾，提高了废气的处理效率；利用循环的废气来对废水进行微孔曝气，提高了废水的处理效率；
（3）废气循环处理将低浓度、大排量的喷漆废气进行富集后处理，提高了废气处理终端的处理效率，减少了设备投资费用，降低了运行成本。
附图说明
图1是喷漆废水废气联合循环一体化处理工艺流程示意图；
图2 是喷漆废水废气联合循环一体化处理***结构示意图；
图中：自动喷漆室1、自动喷枪2、初级废水槽3、废气集气罩4、废气管道5、喷淋层6、除雾器7、出口引风机8、初级过滤器9、终级过滤器10、排风机11、废气终端净化装置12、排气口13、循环引风机14、次级废水槽15、微孔曝气管16、废水深度处理单元17、出水池18、循环泵19、补水单元20、水幕墙21、刮渣机22、气体检测仪23、加药单元24、气浮泵25、COD监测仪26、格栅板27。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，喷漆废水废气联合循环一体化处理工艺，包括如下步骤：
1) 在密闭自动喷漆室中，喷漆过程产生的废气通过水幕墙的洗涤后，洗涤后的废气在排入废气管道的过程中利用喷淋层对管道内的废气进行逆气流方向的喷淋，喷淋处理后的废气通过除雾器去除水汽后再利用初级过滤器和终级过滤器深度去除漆雾后排出，水幕墙洗涤和喷淋过程均产生原始废水；
2) 对步骤1)处理后的原始废水的COD进行实时监测，当测得的原始废水的COD小于预设最小值时，将原始废水直接排放至出水池；当测得的COD大于预设最大值时，对原始废水投加絮凝剂，并进行曝气处理，处理后的废水再经过深度处理后排放至出水池；
3) 经过步骤1)处理后的排出的废气一部分直接循环回自动喷漆室，另一部分用作步骤2)中所述的曝气处理的气体来源，并通过微孔曝气管进行曝气，曝气后的气体进入自动喷漆室；
4) 经过步骤2)处理后排放至出水池的废水，提升后一部分用作步骤1)中喷淋层进行喷淋处理的水源，另一部分与新鲜水一起作为步骤1)中水幕墙洗涤处理的水源。
通过气体检测仪对所述的自动喷漆室内的有机废气浓度进行实时监测，当自动喷漆室内的有机废气的浓度达到预设上限值后，将步骤1)处理后的体积分数30%～50%的废气抽至废气终端净化装置中进行处理后直接排放，剩余废气再进入步骤3)的循环；同时利用新鲜空气对步骤1)中水幕墙洗涤和喷淋过程产生的原始废水进行气浮处理，气浮后的气体排入自动喷漆室，以维持自动喷漆室内被废气终端净化装置处理后排放损失的气量；当自动喷漆室内的有机废气的浓度低于预设下限值，废气终端净化单元关闭不再抽取废气进行处理，同时气浮泵也关闭停止气浮。
所述的废气终端净化装置所采用的废气净化方法是催化燃烧法或低温等离子体光催化法，所述的废水的深度处理所采用的废水处理方法是高级氧化法或生物处理法。
所述的预设上限值小于有机废气***极限下限值的25%，所述的预设下限值低于所述的预设上限值。
所述的步骤4)中直接循环回自动喷漆室的废气比例为90%～95%。
所述的步骤5)中被送至喷淋层用于喷淋洗涤的废水占总废水体积的30%～50%。
另外，本发明还提供了一种使用所述方法的喷漆废水废气联合循环一体化处理***：
如图2所示，喷漆废水废气联合循环一体化处理***中自动喷漆室1内有水幕墙21、废气集气罩4、废气管道5和气体检测仪23，自动喷漆室下部设有初级废水槽3和次级废水槽15，水幕墙21设置于初级废水槽3的上方，水幕墙21一侧设有废气集气罩4，废气集气罩4与废气管道5相连，废气管道5内有喷淋层6和除雾器7，除雾器7位于喷淋层6的上方；除雾器7之后依次连接出口引风机8、初级过滤器9和终级过滤器10，终级过滤器10与自动喷漆室1和循环引风机14相连，循环引风机与次级废水槽15中的微孔曝气管16相连；排风机11一端与终级过滤器10相连，另一端与废气终端净化装置12相连，废气终端净化装置12和排气口13相连；初级废水槽3和次级废水槽15均通过格栅板27与自动喷漆室分隔；初级废水槽3依次与次级废水槽15、出水池18相连，初级废水槽3中安装有气浮泵25和COD监测仪26；次级废水槽15与刮渣机22和加药单元24相连；次级废水槽15与废水深度处理单元17的进口相连，废水深度处理单元17出口与出水池18进口相连；出水池18通过循环泵19分别与喷淋层6和补水单元20相连，补水单元20与水幕墙21相连。
所述初级过滤器9和终级过滤器10是以干式过滤材料为核心的过滤器。所述的废气终端净化装置12采用催化燃烧装置或低温等离子体光催化装置。所述的废水深度处理单元17采用高级氧化污水处理装置或生物污水处理装置。
喷漆过程中使用的自动喷枪2设置在与废气集气罩4相对的水幕墙的另一侧。
该喷漆废水废气联合循环一体化处理***的具体工作方法为：
1）自动喷漆室1与外部空气相对隔离，里面的自动喷枪2对工件开始喷漆作业，产生含大量漆雾的喷漆废气，废气首先经过水幕墙21洗涤，去除一部分漆雾，在出口引风机8的作用下，经过水幕墙21洗涤后的废气经过废气集气罩4进入废气管道5，夹带漆雾残渣的废水从水幕墙21流入初级废水槽3。
2）经步骤1）进入废气管道5的废气被喷淋层6喷淋下来的循环水再次洗涤，进一步去除漆雾，喷淋下来的废水经过废气集气罩4流入初级废水槽3。再次洗涤后的废气，经过除雾器7去除水汽。
3）经步骤2）从除雾器7出来的废气依次经过出口引风机8、初级过滤器9和终级过滤器10，深度去除漆雾，至此，废气中的漆雾基本去除干净。
4）经步骤3）经过深度除漆雾后的废气被分为两部分，一部分（90%～95%）循环回自动喷漆室1，一部分（5%～10%）由循环引风机14抽出连接至次级废水槽15中的微孔曝气管16，对次级废水槽15的废水进行曝气，曝气后的废气溢出水面，相当于回到了自动喷漆室1。
5）经步骤1）和步骤2）流入到初级废水槽3的废水，初级废水槽3中的COD监测仪26会对废水中的COD进行实时监测，当测得的COD小于预设最小值时，初级废水槽3中的废水会流至出水池18，进行循环使用。当测得的COD大于预设最大值时，初级废水槽3中的废水流至次级废水槽15。
6）废水进入次级废水槽3后，加药单元24启动加药，在次级废水槽15中加入絮凝剂，在步骤4）中循环回来的一部分废气的曝气作用下，絮凝剂与废水中的悬浮物进行混凝，凝结成大块残渣浮于水面，刮渣机22启动刮渣，去除残渣。
7）经过步骤6）之后的废水从次级废水槽15流至废水深度处理单元17，进行深度处理，经过净化后的清水流至出水池18。
8）经步骤5）和步骤7）出水池18的水经过循环泵19提升，一部分（30%～50%）被送至喷淋层6中用于喷淋洗涤，一部分（50%～70%）被送至补水单元20，与补水单元20中的新鲜水一起注入到水幕墙21中，用于水幕墙洗涤。
9）随着步骤1）～4）废气循环的进行，自动喷漆室1中的有机废气的浓度会不断升高，自动喷漆室1内安装的气体检测仪23会对有机废气浓度进行实时监测，当自动喷漆室1内的有机废气的浓度达到预设上限值（预设上限值小于有机废气***极限下限值的25%）之后，废气终端净化单元中的排风机11开启排风，将步骤3）出来的废气的30%～50%抽至废气终端净化装置12中进行处理，经过废气终端净化装置12处理后的废气达到排放标准，从排气口13排出。同时，气浮泵25对初级废水槽3中的废水进行气浮，在气浮作用下漆雾残渣浮至水面，气浮后的空气补充到了自动喷漆室1，以维持自动喷漆室1内的气量。当自动喷漆室1内的有机废气的浓度低于预设下限值（预设下限值低于上述预设上限值），废气终端净化单元中的排风机11关闭，步骤3）出来的废气进行步骤4）的循环，同时气浮泵25也关闭停止气浮。
实施例：
利用本发明所述的喷漆废水废气联合循环一体化处理工艺及其***，对家具行业喷漆室的废水废气进行一体化处理。
其中自动喷漆室为水帘式喷漆房，自动喷漆室地面盖有格栅板，初级废水槽和次级废水槽设置在格栅板下方。通过固定喷枪***对木门表面进行喷涂，产生的废气经过水幕墙进行洗涤，去除一部分漆雾，后在出口引风机作用下（出口引风机风量为5000m3/h），经过废气集气罩、废气管道、喷淋层和除雾器，进行喷淋洗涤，进一步去除漆雾，从出口引风机出来的废气经过多重逐渐加密的阻燃玻璃纤维材料制成的初级过滤器和终级过滤器，废气中的漆雾得到了比较彻底的净化。水幕墙的废水，流入到自动喷漆室地面格栅板下方的初级废水槽，当COD监测仪测得的废水COD浓度小于500mg/L时，初级废水槽中的废水流至出水池。当COD监测仪测得的废水COD浓度大于1000mg/L时，初级废水槽中的水流至次级废水槽，加药单元向次级废水槽投加絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM），PAM与废水中的悬浮物进行混凝，凝结成大块残渣浮于水面，自动刮渣机启动刮渣，去除残渣。之后，次级废水槽的废水流至废水深度处理单元，废水深度处理单元采用的是Fenton氧化法，处理后的清水流至出水池。循环泵将出水池的水30%提升至废气管道的喷淋层用于废气喷淋，70%提升至补水单元，补水单元加入一部分新鲜水后，与循环回来的水一起补充至水幕墙。自动喷漆室中安装有总挥发性有机化合物（TVOC）检测仪，当测得的TVOC浓度大于500mg/m3时，废气终端净化单元中的排风机开启排风，风量为1500m3/h，将终级过滤器中出来的废气抽至废气终端净化装置中进行处理，废气终端净化装置采用介质阻挡放电（DBD）等离子体结合光催化装置，最终处理的废气TVOC浓度小于50mg/m3，从排气口达标排放。同时，气浮泵对初级废水槽中的废水进行气浮，在气浮作用下漆雾残渣浮至水面，气浮后的空气补充到了自动喷漆室，以维持自动喷漆室内的气量。随着当自动喷漆室内测得的TVOC浓度小于100mg/m3时，废气终端净化单元中的排风机关闭，同时气浮泵停止对初级废水槽进行气浮。从终级过滤器中出来的废气的5%由循环引风机抽出送至次级废水槽中微孔曝气管用于次级废水槽中废水的曝气，另外95%直接循环回自动喷漆室。将自动喷漆室的废水和废气进行联合循环一体化处理之后，废气排放量大大减少，废水达到近零排放，实施效果明显。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种喷漆废水废气联合循环一体化处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1) 在密闭自动喷漆室中，喷漆过程产生的废气通过水幕墙的洗涤，洗涤后的废气在排入废气管道的过程中利用喷淋层对管道内的废气进行逆气流方向的喷淋，喷淋处理后的废气通过除雾器去除水汽，再利用初级过滤器和终级过滤器深度去除漆雾后排出，水幕墙洗涤和喷淋过程均产生原始废水；
2) 对步骤1)处理后的原始废水的COD进行实时监测，当测得的原始废水的COD小于预设最小值时，将原始废水直接排放至出水池；当测得的COD大于预设最大值时，对原始废水投加絮凝剂，并进行曝气处理，处理后的废水再经过深度处理后排放至出水池；
3) 经过步骤1)处理后的排出的废气一部分直接循环回自动喷漆室，另一部分用作步骤2)中所述的曝气处理的气体来源，并通过微孔曝气管进行曝气，曝气后的气体进入自动喷漆室；
4) 经过步骤2)处理后排放至出水池的废水，提升后一部分用作步骤1)中喷淋层进行喷淋处理的水源，另一部分与新鲜水一起作为步骤1)中水幕墙洗涤处理的水源。
2.如权利要求1所述的喷漆废水废气联合循环一体化处理工艺，其特征在于，通过气体检测仪对所述的自动喷漆室内的有机废气浓度进行实时监测，当自动喷漆室内的有机废气的浓度达到预设上限值后，将步骤1)处理后的体积分数30%～50%的废气抽至废气终端净化装置中进行处理后直接排放，剩余废气再进入步骤3)的循环；同时利用新鲜空气对步骤1)中水幕墙洗涤和喷淋过程产生的原始废水进行气浮处理，气浮后的气体排入自动喷漆室，以维持自动喷漆室内被废气终端净化装置处理后排放损失的气量；当自动喷漆室内的有机废气的浓度低于预设下限值，废气终端净化单元关闭不再抽取废气进行处理，同时气浮泵也关闭停止气浮。
3.如权利要求2所述的喷漆废水废气联合循环一体化处理工艺，其特征在于，所述的废气终端净化装置所采用的废气净化方法是催化燃烧法或低温等离子体光催化法，所述的废水的深度处理所采用的废水处理方法是高级氧化法或生物处理法。
4.如权利要求2所述的喷漆废水废气联合循环一体化处理工艺，其特征在于，所述的预设上限值小于有机废气***极限下限值的25%，所述的预设下限值低于所述的预设上限值。
5.如权利要求1所述的喷漆废水废气联合循环一体化处理工艺，其特征在于，所述的步骤4)中直接循环回自动喷漆室的废气比例为90%～95%。
6.如权利要求1所述的喷漆废水废气联合循环一体化处理工艺，其特征在于，所述的步骤5)中被送至喷淋层用于喷淋洗涤的废水占总废水体积的30%～50%。
7.一种如权利要求1所述方法设计的喷漆废水废气联合循环一体化处理***，其特征在于，自动喷漆室（1）内有水幕墙（21）、废气集气罩（4）、废气管道（5）和气体检测仪（23），自动喷漆室下部设有初级废水槽（3）和次级废水槽（15），水幕墙（21）设置于初级废水槽（3）的上方，水幕墙（21）一侧设有废气集气罩（4），废气集气罩（4）与废气管道（5）相连，废气管道（5）内有喷淋层（6）和除雾器（7），除雾器（7）位于喷淋层（6）的上方；除雾器（7）之后依次连接出口引风机（8）、初级过滤器（9）和终级过滤器（10），终级过滤器（10）与自动喷漆室（1）和循环引风机（14）相连，循环引风机与（14）次级废水槽（15）中的微孔曝气管（16）相连；排风机（11）一端与终级过滤器（10）相连，另一端与废气终端净化装置（12）相连，废气终端净化装置（12）和排气口（13）相连；初级废水槽（3）和次级废水槽（15）均通过格栅板（27）与自动喷漆室分隔；初级废水槽（3）依次与次级废水槽（15）、出水池（18）相连，初级废水槽（3）中安装有气浮泵（25）和COD监测仪（26）；次级废水槽（15）与刮渣机（22）和加药单元（24）相连；次级废水槽（15）与废水深度处理单元（17）的进口相连，废水深度处理单元（17）出口与出水池（18）进口相连；出水池（18）通过循环泵（19）分别与喷淋层（6）和补水单元（20）相连，补水单元（20）与水幕墙（21）相连。
8.如权利要求7所述的喷漆废水废气联合循环一体化处理***，其特征在于，所述初级过滤器（9）和终级过滤器（10）是以干式过滤材料为核心的过滤器。
9.如权利要求7所述的喷漆废水废气联合循环一体化处理***，其特征在于，所述的废气终端净化装置（12）采用催化燃烧装置或低温等离子体光催化装置。
10.如权利要求7所述的喷漆废水废气联合循环一体化处理***，其特征在于，所述的废水深度处理单元（17）采用高级氧化污水处理装置或生物污水处理装置。
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