細談四川某汽車製造公司擴建工程對水環境的影響及防治措施論文
0 引言
隨著我國經濟的發展和人民生活質量的提高，國內對汽車的需求量越來越大。汽車工業的高速發展，在為我國經濟帶來發展的同時，也對環境造成了破壞。據已有研究，汽車製造過程中，會向周圍環境排放廢水、廢氣、固體廢棄物及噪聲，而車身本體及其零部件的噴塗工藝中產生的工業廢水是汽車產業過程中廢水產生的主要源頭。目前，汙水處理後要求達到《GB8978 - 1996 汙水綜合排放標準》中的三級排放標準。
為進一步提升產品競爭能力，最大限度地滿足市場需求，四川某汽車製造公司決定擴大其工廠的產能，啟動擴建工程。擴建後，可大大緩解目前產品供不應求的銷售局面。本次工程，包含了對汽車製造過程中衝壓、焊裝、塗裝、總裝、質保、土建、公用等專案的改擴建。本文以該汽車製造公司的改擴建專案為背景，分析汽車製造工廠在施工期及營運期對水環境的影響和防治措施。
1 建設專案概況
建設專案位於四川盆地某郊區，其產能約15萬輛/a。該公司的東廠區、西廠區目前已建成一、二、三期專案的四大工藝車間( 衝壓、焊裝、塗裝、總裝) 和輔助設施。本專案為四期擴建工程，不新徵用地，不改變現有工程總平面佈局，依託現有三期工程不新增建築物，提升工廠產能。現有廠區佔地面積約149. 89hm2 ( 2248. 4畝)，該址西北距市中心城區邊界約5. 5km，西距郊區某大學校區邊界1km、距某職防院0. 15km，東北距郊區主城區邊界約3km，東南某居民小區約3. 5km、距某職業技術學院1. 6km。專案的外環境關係及監測布點圖。3。
2 專案汙染排放情況分析
專案正常生產時，廢氣、廢水、固廢及噪聲均有排放，主要汙染物排放源是塗裝車間，排放噴漆廢氣、烘乾廢氣和塗裝廢水。廢氣中的主要汙染物為二甲苯、揮發性有機物，不含甲苯等其它有機汙染物。塗裝廢水包括脫脂廢水、磷化廢水和電泳廢水。主要汙染物為CODCr、BOD5、石油類、磷酸鹽和鎳、鋅等重金屬。專案所產生的另一主要汙染物是塗裝車間的危險固廢，包括磷化渣、廢石灰石粉( 攜帶漆渣)、廢水處理汙泥、廢油脂等。
3 專案廢水源強分析及治理方案
3. 1 專案廢水源強分析
專案廢水主要產生源在塗裝車間，主要為塗裝車間前處理工段所產生廢水，電泳工段所產生的廢水，以及其他專案產生的廢水。本專案建成後，新增廢水排放量(含生產廢水和生活汙水) 為730. 6m3 /d，西廠區廢水排放量(包括三期工程和本專案) 總計1513. 8m3 /d。
塗裝車間前處理工段所產生廢水主要為脫脂廢水及脫脂槽清洗廢水、表調槽清洗廢水、磷化廢水及磷化槽清洗廢水、鈍化槽清洗廢水，最大排放量約8. 929m3 /h。塗裝車間電泳工段所產生的廢水主要為電泳廢水、電泳槽陽極排水和電泳槽清洗廢水，最大排放量約6. 577 m3 /h。其他專案產生的廢水主要包括地坪清洗廢水、生活汙水、迴圈排汙水、鍋爐排汙水等，其最大排放量約63. 7 m3 /h。專案的塗裝車間綜合廢水汙染物產生及排放濃度，塗裝車間廢水經廢水站處理後可達到《GB8978 - 1996 汙水綜合排放標準》中的三級標準以及郊區某汙水處理廠入水水質要求，即廢水站出水滿足: pH: 6 ～ 9; SS: 150mg /L; CODCr:300mg /L; BOD: 150mg /L; 石油類: 15mg /L; 總鋅(Zn2 + ): 5mg /L; 總鎳(Ni2 + ): 0. 5mg /L; 磷酸鹽(按P 計): 3mg /L。
3. 2 專案廢水防治措施
專案產水種類較多，但汙染物濃度較高的廢水以及工業廢水集中在塗裝車間。塗裝車間廢水由本車間內廢水處理站預處理後，與其它車間地面清洗水、經預處理的.生活汙水等其它廢水經廠區排汙口由市政汙水管網送該郊區的汙水處理廠處理達標後排放。
3. 2. 1 專案節水措施
(1) 專案塗裝車間前處理、陰極電泳採用了噴浸結合方式對車身表面進行處理，透過採用逆流漂洗工藝，減少廢水排放。(2) 塗裝車間脫脂液中的油濃度應控制在一定限值以下(3 ～ 4g /L)，本專案採用陶瓷超濾油水分離裝置進行處理，脫油後的脫脂液回用，達到除油和節約水資源的目的。(3) 對塗裝車間磷化後最後一道純水洗產生的沖洗水進行離子交換處理，實現迴圈利用。(4) 塗裝車間陰極電泳線配有自動加料系統、油水分離系統、除渣系統、超濾系統等輔助裝置。採用具有高泳透力，耐腐蝕性強，不含鉛、錫等有害物質的陰極電泳漆。(5) 塗裝車間採用超濾(UF) 裝置處理電泳漆和沖洗水，採用反滲透(RO) 裝置處理沖洗純水，大幅度減少了電泳洗水排放量。(6) 將塗裝車間純水站的濃水用於噴漆室水幕吸收迴圈水補充水。(7) 專案各冷卻用水全部迴圈使用。(8) 總裝車間淋雨線用水迴圈使用。
3. 2. 2 專案廢水治理措施
(1) 專案水處理及回用
專案實行“清汙分流、雨汙分流、分類治理、回收利用”的總原則。針對各類產水，分別採取相應的節水、回用水方案，大大減少工藝廢水的排放量。專案依託現有三期專案廢水治理措施，本專案不新增廢水治理措施。三期專案廢水處理原則: ①雨汙分流、清汙分流; ②工藝水及其它用水儘量迴圈利用; ③廠內(在塗裝車間) 建廢水處理站; ④在塗裝車間就近設定了一座廢水事故應急池，容量為400m3; ⑤規範廢水排放口，設定了COD、NH3 - N 線上監測裝置; 在塗裝車間廢水處理站的第一類汙染物預處理系統設定了線上pH 自動監控裝置; ⑥廢水站配套汙泥幹化措施及備用發電機; ⑦中轉容器及貯槽，廢水產生、收集、排放管道及池體均嚴格防滲處理。
(2) 專案工藝水回用措施
為減少排水量，專案採取多種措施，貫徹一水多用和重複利用，塗裝車間分別採取逆流漂洗工藝、超濾和離子交換處理清洗水以便回用等相應的節水、回用水方案，大大減少工藝廢水的排放量。總裝車間淋雨測試線用水閉路迴圈，定期排放迴圈排汙水。淋雨測試線迴圈排汙水屬清淨下水，經沉澱池沉澱後由廠區雨水排口直接排放。
(3) 專案塗裝車間廢水處理工藝
①因磷化廢水含磷酸鹽和鎳、鋅、鋯等重金屬，故先對磷化沖洗廢水、磷化槽清洗水單獨進行化學沉澱處理(即第一類汙染物處理)，在磷化廢水收集池中自動加入鈣鹽、酸鹼pH 調節劑、混凝劑、助凝劑等，廢水中的重金屬離子、磷酸鹽、部分有機物形成多種沉澱併產生絮凝物，出水進入高效隔油斜管沉澱槽，經隔油斜管沉澱槽隔油沉澱分離後送調節池，下部沉澱排入汙泥池。②脫脂廢水和電泳廢水分別排入各自的儲液槽，由各限流泵泵入調節池。③調節池中的廢水加酸調節pH 至7. 5 ～ 8 及加入少量複合雙酸聚鋁鐵後送入沉澱池，沉澱池出水進入水解池，經水解酸化後送接觸氧化池，曝氣氧化後經混凝氣浮池、接觸消毒池後排放。④曝氣氧化後沉澱的汙泥，磷化廢水反應後沉澱的汙泥，水解槽、混凝氣浮池排出的汙泥至汙泥濃縮槽，經投加凝絮劑後與汙泥混合後經汙泥提升泵輸送進入廂式壓濾機，經壓濾機壓濾，濾液排至濾液迴流槽，由迴流泵提升至前處理磷化綜合廢水儲槽，濾後幹泥按危廢外運處理。專案廢水處理站全部裝置均建在塗裝車間內，確保第一類汙染物(總鎳) 實現車間排口達標。三期專案廢水處理設施總投資約1250 萬元;處理能力按50m3 /h 設計; 執行費: 1. 2 元/m3 廢水。本專案不新增廢水處理設施即廢水環保投資。
(4) 專案其它廢水治理措施
專案其它廢水主要為車間地面清洗廢水、辦公和生活廢水。辦公和生活廢水由廠區預處理池處理後，經市政汙水管網排入該郊區汙水處理廠; 車間清洗廢水則直接排入郊區汙水處理廠。
3. 2. 3 地下水汙染防治措施
正常情況下，對地下水的汙染主要是由於汙染物遷移穿過包氣帶進入含水層造成。專案所在地包氣帶防汙效能為中級，說明淺層地下水不太容易受到汙染。廢水或廢液發生滲漏時，若採取有效措施隔阻，汙染物不會很快穿過包氣帶進入潛水，對潛水的汙染風險較小。
現有三期工程給排水均未與地下水發生直接聯絡，因此未對所在區域地下水水位造成影響; 為了儘量減輕對地下水的汙染，現有三期工程對廠區內各單元進行了分割槽防滲處理。在採取相應的汙染預防措施的基礎上，現有三期工程未對地下水水質造成明顯影響; 專案所在區域無地下水環境保護目標。本專案依託現有三期工程廢水處理設施，不改變現有三期工程地下水汙染防治措施，且需防滲的單元與三期工程完全一致，因此不會對地下水環境造成明顯影響。
現有工程重點防滲區域如下:
(1) 對廠內排水系統和廢水處理站池體、預處理池、隔油池及排放管道均做防滲處理。排水系統設定防滲混凝土硬化+ 環氧樹脂，防滲係數<1. 0 × 10 - 10cm/s。
(2) 塗裝、焊裝以及總裝生產車間的產水源點，原料貯槽(罐)、溶液中轉容器、收集槽及貯槽，產水收集槽(池)，地坪均做防滲混凝土硬化+ 環氧樹脂防滲處理。防滲係數< 1. 0 × 10 - 10cm/s。
(3) 油液品庫設定柔性膜防滲層或採用防滲混凝土澆築防滲池，油管線設定管線槽，地面加油卸油的操作地面進行防滲處理。定期進行檢漏監測及檢修。強化各相關工程的轉彎、承插、對接等處的防滲，作好隱蔽工程記錄，強化施工期防漏、防滲工程的環境監理。防滲係數< 1. 0 × 10 - 10cm/s。現有工程一般防滲區域如下:對沖壓車間、辦公樓、廠區道路地面做防滲混凝土硬化處理，防滲係數< 1. 0 × 10 - 7cm/s。
3. 2. 4 專案營運期水環境風險防範措施
為防止專案廢水處理站出現事故時，未經處理的塗裝廢水超標排放、並對郊區汙水處理廠執行造成影響，同時，也避免廢水中所含的第一類汙染物的鎳事故排放時對汙水廠及地表水產生影響，本研究認為，塗裝車間廢水站應就近設定廢水站廢水事故應急貯存池，接納廢水站出現事故時未經處理或不達標的廢水，確保不影響區域汙水廠執行，杜絕地表水汙染事故。專案塗裝車間廢水站設定的事故廢水應急池容積能暫存專案12h 的擴建後塗裝廢水量(372 m3 /d) ，即400m3 ; 塗裝車間廢水站事故廢水應急池位於塗裝車間。一旦塗裝車間廢水處理站發生事故，立即開啟通向本池的所有連線口，將生產事故廢水匯入; 發生事故時立即關閉廢水處理站汙水管道，以杜絕事故廢水外流。另外，企業必須做好事故應急水池的日常維護工作，正常生產時生產事故廢水池必須處於空池狀態。同時，為防止汙染較重的生產廢水在廢水處理站不能正常執行時直接外排，還可充分利用塗裝車間各工序廢水儲存槽(脫脂廢液槽、磷化廢液槽、電泳廢液槽、噴漆廢水槽) 剩餘容量臨時貯存事故廢水。
4 結論
從文中的分析可知，本專案建成後廢水排放量(含生產廢水和生活汙水) 為730. 6m3 /d，新增廢水排放對附近地表水環境不會造成明顯影響。在採取相應的汙染預防措施的基礎上，現有三期工程未對地下水水質造成明顯影響; 專案所在區域無地下水環境保護目標。本專案不改變三期工程地下水汙染防治措施，且需防滲的單元與三期工程完全一致，因此不會對地下水環境造成明顯影響。對廢水的環保措施主要依照以下幾方面進行: ①專案實行“雨汙分流、清汙分流、工藝產水回用、分類處理”的基本原則，塗裝車間採用逆流漂洗、超濾、反滲透等回用水的工藝。②專案塗裝車間新增生產廢水15. 5m3 /h，依託三期現有的廢水站，預處理達三級標準後經市政汙水管網送郊區某汙水處理廠最終處理。③地面清洗水等直接排入郊區某汙水處理廠處理，最後排入地表水。④廢水排放口設定有COD、氨氮線上監測裝置; 廢水站內設定pH 線上監控裝置。⑤廢水站配套汙泥幹化措施、關鍵裝置設定備件; 廢水站就近設定廢水事故應急池(400m3)，並設定廢水站至廢水事故池的連通管路及廢水泵。⑥地下水保護及防滲措施: 對廠內排水系統和廢水處理站池體及排放管道，各生產車間的產水源點，原料貯槽(罐)、溶液中轉容器、收集槽及貯槽、產水收集槽(池)，地坪均做防滲處理。定期進行檢漏監測及檢修。強化各相關工程的轉彎、承插、對接等處的防滲，作好隱蔽工程記錄，強化施工期防滲工程的環境監理。⑦生活汙水中食堂廢水經隔油池處理，洗浴、廁所汙水經預處理池處理後排入市政管網。