真石漆廢水處理工藝

    真石漆廢水處理工藝真石漆是一種酷似大理石、花崗巖的涂料，該涂料具有防水、防火、無(wú)毒，耐酸堿、抗氧化能力強等特點(diǎn)，在現代的外墻體裝修中已經(jīng)全面利用，逐步替代大理石、花崗巖等傳統石材。近年來(lái)，隨著(zhù)房地產(chǎn)行業(yè)的飛速發(fā)展，真石漆的用量也逐步增大。

    真石漆廢水屬于高有機物、高懸浮物廢水，該廢水中含有纖維素、增塑劑、增稠劑、成膜助劑、乳劑等物質(zhì)，廢水不經(jīng)過(guò)處理直接排放自然環(huán)境中將會(huì )對自然環(huán)境造成致命性的破壞，如何有效的處理該廢水已經(jīng)成為該行業(yè)發(fā)展的重中之重。隨著(zhù)全球對真石漆用量的加大，不少專(zhuān)業(yè)環(huán)保人士已經(jīng)開(kāi)始著(zhù)手探索真石漆廢水的處理方法，減少其對周?chē)h(huán)境的影響。

    1、實(shí)驗部分

    1.1實(shí)驗儀器與試劑

    板框壓濾機裝置、混凝沉淀裝置、厭氧反應器裝置、好氧反應器裝置、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、100mL量筒;

    氫氧化鈉、重鉻酸鉀溶液、硫酸-硫酸銀溶液(Ag2SO4-H2SO4溶液)、銨標準液、試亞鐵靈指示劑，硫酸汞。

    1.2測試指標和測試方法

    COD：重鉻酸鉀氧化法;pH：玻璃電極法;SS：重量法。

    1.3實(shí)驗處理工藝路線(xiàn)圖

    鑒于廢水COD負荷高、降解難度大等特點(diǎn)，試驗研究以“服務(wù)于工程應用"為出發(fā)點(diǎn)，根據以往類(lèi)似廢水工程經(jīng)驗，決定采用“物化"“生物處理"與“深度處理"相結合的方法來(lái)探尋廢水處理的可行性與經(jīng)濟性，為未來(lái)的工程設計與運行提供豐富、可靠的參考數據。確定實(shí)驗工藝流程如下：

    1.4廢水來(lái)源及特性

    實(shí)驗用水來(lái)自山東某油漆企業(yè)真石漆車(chē)間廢水，該廢水具有懸浮物高、COD高等特點(diǎn)，廢水呈中性，顏色發(fā)淡紫色、渾濁。COD濃度達到12000mg/L，SS含量達到2000mg/L。

    1.5實(shí)驗步驟與方法

    (1)取真石漆廢水2L進(jìn)行板框壓濾實(shí)驗，收集壓濾后廢水，監測廢水SS及COD的變化情況。

    (2)取板框壓濾后廢水1.5L，向廢水中加入PAC，觀(guān)察混凝沉淀后廢水上清液中SS、COD與PAC加量之間的關(guān)系，找出最佳PAC的投加量。

    (3)取混凝沉淀后廢水放于厭氧反應器中，觀(guān)察厭氧反應器中COD的降解趨勢，找出最佳厭氧反應時(shí)間。

    (4)取厭氧后廢水放于好氧反應器中，觀(guān)察好氧反應器中COD的降解趨勢，找出最佳厭氧反應時(shí)間。

    (5)將好氧后廢水進(jìn)行臭氧催化氧化實(shí)驗，探究臭氧催化氧化時(shí)間、臭氧量與廢水COD之間的關(guān)系，探索出最佳臭氧投加量及臭氧反應時(shí)間，為后續工程應用奠定基礎。

    2、實(shí)驗結果和討論

    2.1板框壓濾對廢水COD及SS去除效果的影響

    實(shí)驗過(guò)程中選取兩種處理模式對廢水進(jìn)行板框壓濾，一種為加入PAM助凝劑，增加廢水中絮體的大小，探究板框的壓濾效果;并一種是直接進(jìn)行壓濾，觀(guān)察板框的去除效果。實(shí)驗結果如下所示：

    由上表可以看出，加入PAM壓濾后廢水COD及SS的含量明顯的優(yōu)于未加入PAM的廢水。加入PAM廢水COD去除率達到51.7%，SS去除率達到92%;未加入PAM廢水COD去除率達到47.5%，SS去除率達到82.5%。其主要原因是PAM屬于助凝劑，能夠有效的將廢水中的懸浮物絮體增大，減少了濾布的透過(guò)率，提高了廢水懸浮物的去除效果。通過(guò)分析還能夠看出，雖然加入PAM對廢水中的COD及SS的去除效果明顯增強，但是通過(guò)數據對比發(fā)現，加入PAM和未加入PAM過(guò)濾后廢水COD及SS的大小差距較小，且加入PAM的壓濾污泥無(wú)法回用至生產(chǎn)工藝中，需要作為固體廢棄物進(jìn)行處置，處置費用較大。為此，本工藝段選取不加PAM的處理工藝對廢水進(jìn)行預處理，壓濾后污泥回用至生產(chǎn)工藝，盡可能減少固體廢棄物對周?chē)h(huán)境造成影響，并且實(shí)現廢物的綜合利用，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

    2.2混凝沉淀對廢水COD及SS去除效果的影響

    實(shí)驗過(guò)程中通過(guò)加入不同量PAC，探究其對廢水混凝沉淀去除效果的影響，從而探索出最佳的PAC投加量，通過(guò)最佳投加量的選取，探索出的運行成本，并盡可能少的引入其他物質(zhì)，減少對后續生化的影響，實(shí)驗結果如圖1、圖2所示。

    由上圖1、圖2可以看出，隨著(zhù)加藥量的增加，廢水中的COD及SS逐漸降低，并且降低幅度為先逐步增加后逐漸降低，直至平穩。當廢水中加入PAC的量為60mg/L的時(shí)候，廢水中大部分系統已經(jīng)被絮凝，此時(shí)絮凝點(diǎn)為最佳絮凝點(diǎn)，隨著(zhù)藥劑的增加，廢水中的懸浮物及COD基本保持不變。從圖2中還可以發(fā)現，剛開(kāi)始加入PAC時(shí)，廢水中懸浮物指標有所增加，此時(shí)廢水中的懸浮物未被集結成團，PAC溶液本省就是不透明液體，所以才造成了廢水中懸浮物含量增加。通過(guò)圖1和圖2可以看出，當廢水中PAC的添加量為60mg/L的時(shí)候，此時(shí)廢水的絮凝。

    2.3厭氧對廢水COD去除效果的影響

    控制厭氧溫度為中溫厭氧(35℃左右)，廢水pH控制在7~8范圍內，厭氧污泥采用生活污水處理廠(chǎng)壓濾污泥，通過(guò)觀(guān)察厭氧反應時(shí)間與廢水COD之間的變化曲線(xiàn)，探索最佳的厭氧反應時(shí)間。實(shí)驗結果如圖3所示。

    由圖3可以看出，隨著(zhù)時(shí)間的變化，廢水中的COD先升高，后降低，當廢水中COD變?yōu)?400~1500mg/L時(shí)，此時(shí)厭氧效果基本趨于穩定狀態(tài)，厭氧去除效率能夠達到67%。通過(guò)圖表可以看出，在厭氧反應前期，廢水中COD含量是逐漸增加的，其原因為污泥來(lái)源于市政污水廠(chǎng)污泥，此污泥大部分以好氧污泥為主，因為前期不適應，部分污泥出現死亡或者流失情況，造成廢水有機物含量增加，廢水COD濃度也適當增加。

    隨著(zhù)時(shí)間的增加，廢水中的污泥逐步被馴化成厭氧污泥，此時(shí)厭氧效果越來(lái)越好，通過(guò)厭氧菌的生化作用廢水中有機物被轉化成無(wú)機物，降低廢水COD的含量。隨著(zhù)時(shí)間的增加，廢水中COD含量逐漸趨于穩定狀態(tài)，因為此時(shí)容易被厭氧生化消耗的物質(zhì)已經(jīng)基本被消化掉，剩下的物質(zhì)無(wú)法被厭氧微生物消耗，所以才形成了厭氧穩定的狀態(tài)。通過(guò)上圖可以看出，厭氧時(shí)間為35~45h時(shí)，厭氧狀態(tài)趨于穩定狀態(tài)。

    2.4好氧對廢水COD去除效果的影響

    好氧處理是廢水處理過(guò)程中*的一種處理思路，主要是通過(guò)好氧菌膠團的作用，將廢水中的有機物進(jìn)行去除。實(shí)驗過(guò)程中取厭氧后的廢水1.5L放入好氧處理器中，采用魚(yú)泵充氧的方式對廢水進(jìn)行充氧，廢水溶解氧控制在2~3mg/L，污泥MLSS控制在4000mg/L。每12h取水樣檢測廢水中COD的濃度。實(shí)驗結果如下圖所示。

    由上圖可以看出，隨著(zhù)時(shí)間的增加，廢水中COD含量逐漸降低，并且廢水COD的降低幅度為先增加后降低，當廢水COD濃度趨于300mg/L左右時(shí)，廢水COD趨于穩定狀態(tài)。主要原因為，好氧菌膠團先通過(guò)微生物的吸附作用，將廢水中的有機物吸附進(jìn)入菌膠團中，然后通過(guò)微生物的生化作用，一部分轉化成微生物自身生長(cháng)所需要的原料，另一部分轉化成CO2和水，還有一部分有機物以污泥的形式儲存在污泥中，隨著(zhù)時(shí)間的增加，污泥中的有機物以剩余污泥的形式排出。

    隨著(zhù)時(shí)間的增加，廢水中的有機物逐步被消耗，剩余物質(zhì)為極難被微生物利用的有機物，這部分有機物屬于難生化物質(zhì)，需要通過(guò)化學(xué)氧化處理工藝將此部分物質(zhì)消耗掉。

    2.5臭氧催化氧化對廢水COD去除效果的影響

    臭氧催化氧化是化學(xué)法處理廢水的工藝之一，主要通過(guò)臭氧的強氧化作用，將廢水中的有機物氧化成無(wú)機物、CO2和水等物質(zhì)，此方法近年來(lái)在廢水深度處理過(guò)程中應用較廣。

    實(shí)驗過(guò)程中通過(guò)改變臭氧發(fā)生器的產(chǎn)生量及反應時(shí)間，觀(guān)察隨著(zhù)反應量的變化，廢水中COD的變化曲線(xiàn)。實(shí)驗結果如下所示。

    真石漆廢水處理工藝由上圖可以看出，隨著(zhù)臭氧量的逐漸增加，廢水中COD含量也逐漸降低，并且廢水COD的降解曲線(xiàn)非常穩定。通過(guò)上圖分析可以看出，臭氧氧化能力*，能夠有效的將廢水中的有機物進(jìn)行氧化，并且對大部分的有機成分均能氧化，氧化過(guò)程極快。

    3、結論

    (1)通過(guò)實(shí)驗發(fā)現，采用板框壓濾-混凝沉淀-厭氧-好氧-臭氧氧化能夠有效的去除廢水中的有機物，出水COD達到50mg/L以下。

    (2)采用板框壓濾機能夠有效的將廢水中的懸浮物進(jìn)行去除，廢水中COD去除率能夠達到47.5%以上，SS去除率能夠達到82.5%以上。加入PAM與不加PAM對板框的壓濾影響不明顯。

    (3)混凝沉淀過(guò)程中PAC的投加量在60mg/L，混凝后廢水COD為4300mg/L左右，SS為120mg/L左右。

    (4)采用厭氧工藝處理后廢水COD出水在1500mg/L，厭氧時(shí)間為72h。

    (5)厭氧廢水采用好氧工藝處理后廢水COD出水在300mg/L左右，好氧時(shí)間為60h，此時(shí)出水能夠達到進(jìn)入園區污水處理廠(chǎng)的排放標準。

    (6)好氧廢水采用臭氧氧處理后廢水COD出水在50mg/L左右，臭氧加藥量為400mg/L時(shí)加藥量最佳，此時(shí)廢水出水能夠達到國家直排標準。