真實涂料廢水處理技術(shù)

真石漆是一種類似大理石、花崗巖的油漆。該涂料防水、防火、無毒、耐酸堿、抗氧化能力強。在現(xiàn)代外墻裝飾中得到了充分的應(yīng)用，并逐漸取代了大理石、花崗巖等傳統(tǒng)石材。近年來，隨著房地產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展，真石漆的用量也在逐漸增加。

真漆廢水是一種高有機物、高懸浮物的廢水，含有纖維素、增塑劑、增稠劑、成膜助劑、乳液等物質(zhì)。如果廢水不經(jīng)處理直接排放到自然環(huán)境中，會對自然環(huán)境造成致命的破壞。如何有效處理廢水已成為該行業(yè)發(fā)展的重中之重。隨著真石漆在全球消費的日益增加，許多專業(yè)環(huán)保人士開始探索真石漆廢水的處理方法，以減少其對周圍環(huán)境的影響。

1.實驗部分

1.1實驗儀器和試劑

板框壓濾裝置、混凝沉淀裝置、厭氧反應(yīng)器裝置、好氧反應(yīng)器裝置、臭氧催化氧化裝置、溫度計、燒杯、COD恒溫加熱器、COD瓶、250mL錐形瓶、1000mL錐形瓶、移液管、電子天平、搖床、恒溫加熱棒和100mL量筒；

氫氧化鈉、重鉻酸鉀溶液、硫酸-硫酸銀溶液(Ag2SO4-H2SO4溶液)、硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液、試驗亞鐵酒精指示劑、硫酸汞。

1.2測試指標(biāo)和測試方法

COD:重鉻酸鉀氧化法；PH:玻璃電極法；SS:重量法。

1.3實驗處理流程路線圖

針對廢水COD負(fù)荷高、難降解的特點，試驗研究以“服務(wù)工程應(yīng)用”為出發(fā)點，在以往類似廢水工程經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，決定采用物化、生物處理和深度處理相結(jié)合的方法，探索廢水處理的可行性和經(jīng)濟性，為今后的工程設(shè)計和運行提供豐富可靠的參考數(shù)據(jù)。實驗工藝流程確定如下:

1.4廢水的來源和特性

實驗用水來自山東某涂料企業(yè)真石漆車間的廢水。廢水的特點是高懸浮物、高COD，呈中性、淡紫色、渾濁。COD濃度達(dá)到12000毫克/升，SS含量達(dá)到2000毫克/升..

1.5實驗步驟和方法

(1)取真石漆廢水2L進行板框壓濾實驗，收集過濾后的廢水，監(jiān)測廢水中SS和COD的變化。

(2)取板框壓濾后的廢水1.5L，向廢水中加入PAC，觀察廢水經(jīng)混凝沉淀后上清液中SS、COD與PAC用量的關(guān)系，找出最佳PAC用量。

(3)將混凝沉淀后的廢水放入?yún)捬醴磻?yīng)器中，觀察厭氧反應(yīng)器中COD的降解趨勢，找出最佳厭氧反應(yīng)時間。

(4)將厭氧廢水放入好氧反應(yīng)器中，觀察好氧反應(yīng)器中COD的降解趨勢，找出最佳厭氧反應(yīng)時間。

(5)對好氧廢水進行臭氧催化氧化實驗，探索臭氧催化氧化時間、臭氧量與廢水COD的關(guān)系，找出最佳臭氧投加量和臭氧反應(yīng)時間，為后續(xù)工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

2.實驗結(jié)果和討論

2.1板框壓濾機對廢水中COD和SS去除效果的影響

在試驗過程中，選擇了兩種處理方式，分別采用板框過濾。一種是投加PAM助凝劑，增大廢水中的絮體尺寸，探索板框壓濾效果。另一種是直接壓濾，觀察板框去除效果。實驗結(jié)果如下:

從上表可以看出，加PAM壓濾后廢水中COD和SS的含量明顯好于不加PAM的廢水。PAM廢水中COD和SS的去除率分別達(dá)到51.7%和92%。不加PAM時廢水中COD和SS的去除率分別達(dá)到47.5%和82.5%。主要原因是PAM是一種助凝劑，能有效增加廢水中的懸浮物絮體，降低濾布的滲透性，提高廢水中懸浮物的去除效果。通過分析可以看出，雖然投加PAM對廢水中COD和SS的去除效果明顯增強，但通過數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，投加PAM和不投加PAM過濾后的廢水中COD和SS相差不大，而且投加PAM的壓濾污泥不能在生產(chǎn)過程中回用，需要作為固體廢物處理，處置費用較高。因此，本工藝段選擇不加PAM的處理工藝對廢水進行預(yù)處理，壓濾后的污泥回用于生產(chǎn)過程，最大限度地減少固體廢棄物對周圍環(huán)境的影響，實現(xiàn)廢棄物的綜合利用，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

2.2混凝沉淀對廢水中COD和SS去除效果的影響

在實驗過程中，投加不同量的聚合氯化鋁，探討其對廢水混凝沉淀去除效果的影響，從而找出聚合氯化鋁的最佳投加量。通過最佳投加量的選擇，探索最合適的運行成本，盡可能少的引入其他物質(zhì)，減少對后續(xù)生化的影響。實驗結(jié)果如圖1和圖2所示。

從上面的圖1和圖2可以看出，隨著投加量的增加，廢水中的COD和SS逐漸降低，降低幅度是先逐漸升高，然后逐漸降低，直至穩(wěn)定。當(dāng)廢水中PAC的量為60mg/L時，大部分廢水系統(tǒng)已經(jīng)絮凝，該絮凝點為最佳絮凝點。隨著化學(xué)藥劑的增加，廢水中的懸浮物和COD基本保持不變。從圖2中還可以發(fā)現(xiàn)，在第一次投加PAC時，廢水中懸浮物的指數(shù)有所上升。此時廢水中的懸浮物沒有凝聚，PAC溶液在本省為不透明液體，導(dǎo)致廢水中懸浮物含量增加。從圖1和圖2可以看出，當(dāng)廢水中PAC的投加量為60mg/L時，廢水的絮凝效果最好。

2.3厭氧對廢水COD去除效果的影響

厭氧溫度應(yīng)控制在中溫厭氧(35℃左右)，廢水pH值應(yīng)控制在7~8范圍內(nèi)，厭氧污泥應(yīng)為國產(chǎn)污水處理廠的壓濾污泥。通過觀察厭氧反應(yīng)時間與廢水COD的變化曲線，探索最佳厭氧反應(yīng)時間。實驗結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，隨著時間的變化，廢水中的COD先增大后減小。當(dāng)廢水中COD變?yōu)?400 ~ 1500mg/L時，厭氧效果基本趨于穩(wěn)定，厭氧去除率可達(dá)67%。從圖表中可以看出，在厭氧反應(yīng)的初期，廢水中的COD含量是逐漸增加的。原因是污泥來源于城市污水廠污泥，而這種污泥大部分是好氧污泥。由于前期的不適應(yīng)，部分污泥死亡或流失，導(dǎo)致廢水中有機物含量和COD濃度增加。

隨著時間的增加，廢水中的污泥逐漸馴化為厭氧污泥。這個時候無氧效果越來越好。通過厭氧菌的生化作用，將廢水中的有機物轉(zhuǎn)化為無機物，降低廢水的COD含量。隨著時間的增加，廢水中COD的含量逐漸趨于穩(wěn)定，因為厭氧生化容易消耗的物質(zhì)已經(jīng)基本消化，剩余的物質(zhì)不能被厭氧微生物消耗，所以形成厭氧穩(wěn)定狀態(tài)。從上圖可以看出，當(dāng)無氧時間為35~45h時，無氧狀態(tài)趨于穩(wěn)定。

2.4好氧對廢水COD去除的影響

好氧處理是廢水處理過程中不可或缺的處理思路，主要是通過好氧菌膠團的作用去除廢水中的有機物。實驗過程中，將1.5L厭氧廢水放入好氧處理器中，用魚泵對廢水進行充氧。廢水溶解氧控制在2～3mg/L，污泥MLSS控制在4000mg/L，每12小時取樣檢測廢水中COD濃度。實驗結(jié)果如下圖所示。

從上圖可以看出，隨著時間的增加，廢水中COD的含量逐漸降低，廢水中COD的降低幅度先增大后減小。當(dāng)廢水中的COD濃度趨于300mg/L左右時，廢水中的COD趨于穩(wěn)定。主要原因是，首先好氧細(xì)菌膠團通過微生物的吸附作用將廢水中的有機物吸收到細(xì)菌膠團中，然后通過微生物的生化作用，一部分有機物轉(zhuǎn)化為微生物生長所需的原料，另一部分轉(zhuǎn)化為CO2和水，另一部分有機物以污泥的形式儲存在污泥中，隨著時間的增加，污泥中的有機物以剩余污泥的形式排出。

隨著時間的增加，廢水中的有機物逐漸被消耗掉，剩下的就是極難被微生物利用的有機物。這部分有機物難以生化，需要通過化學(xué)氧化處理過程消耗掉。

2.5臭氧催化氧化對廢水COD去除的影響

臭氧催化氧化是化工廢水處理過程之一。廢水中的有機物被臭氧的強氧化作用氧化成無機物、CO2和水。近年來，該方法已廣泛應(yīng)用于污水深度處理。

實驗中，通過改變臭氧發(fā)生器的用量和反應(yīng)時間，觀察廢水中COD隨反應(yīng)量的變化曲線。實驗結(jié)果如下。

從上圖可以看出，隨著臭氧的逐漸增加，廢水中的COD含量也逐漸降低，廢水COD的降解曲線非常穩(wěn)定。從以上分析可以看出，臭氧具有極強的氧化能力，可以有效氧化廢水中的有機物，可以氧化大部分有機成分，氧化過程極快。

3.結(jié)論

(1)通過實驗發(fā)現(xiàn)，板框壓濾-混凝沉淀-厭氧-好氧-臭氧氧化可以有效去除廢水中的有機物，出水COD可以達(dá)到50mg/L以下

(2)板框壓濾機能有效去除廢水中的懸浮物，COD去除率達(dá)47.5%以上，ss去除率達(dá)82.5%以上。加不加PAM對板框壓濾沒有明顯影響。

(3)在混凝沉淀過程中，PAC的投加量為60mg/L，混凝后廢水的COD約為4300mg/L，ss約為120 mg/L

(4)當(dāng)厭氧工藝處理的廢水COD為1500mg/L，厭氧時間為72h時，效果最好。

(5)厭氧廢水經(jīng)好氧處理后，出水COD約為300mg/L，好氧時間為60小時，效果最佳。此時出水可以達(dá)到入園污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)。

(6)用臭氧和氧氣處理好氧廢水時，COD出水約為50mg/L，臭氧投加量為400mg/L，投加量最佳，出水可達(dá)到國家直接排放標(biāo)準(zhǔn)。(來源:山東藍(lán)城分析測試有限公司、濟南領(lǐng)秀環(huán)?？萍加邢薰?

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