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柱状活性炭厂家讲解:涂料工业废水处理技术

作者:柱状活性炭 日期:2018-06-28 9:29:29 人气:

柱状活性炭厂家讲解:涂料工业废水处理技术

1、涂料工业废水来源

涂料,包括油漆、水性漆、粉末涂料。通常涂料以树脂、或油、或乳液为主,按需要添加各种颜料、填料以及相应助剂,用有机溶剂或水配制而成。

涂料工业废水是指树脂、清漆、色漆等生产过程中所排出的废水。涂料废水主要来源于配料罐清洗,在配不同颜色或不同性质的涂料时均发生配料罐废水,废水浓度高(COD在1000-1400mg/L之间)、色度高、悬浮物含量高,排放间断,水量较少。

涂料生产所产生的废水为涂料工业的首要污染物。由于各企业产品种类不同,废水组成性质不同。对于一般综合性涂料生产企业,废水中含有颜料、填料、树脂、溶剂、矿物油、植物油及起皂化物、助剂、碱等物质。油基型涂料生产废水由上述污染物形成悬浊态废水;水基型涂料生产废水由于有亲水树脂胶体存在,废水中的胶体吸附大量带电离子使胶体之间产生电性斥力而不能互相黏结,故废水呈溶胶态。

另外,涂料废水中还含有大量纳米级超细的无机物料,如钛白粉(Ti02)、高岭土和各种有色颜料等。由于涂料行业生产规模小,品种多,通常是间歇、批量生产,因此其废水具有以下几个特点:间歇排放,水质和水量波动比较大;各生产工序产生的废水差异很大;废水水量少(每吨产品平均废水排量约为4-11m3)但污染物组成十分复杂;含多种有毒的、难以生化降解的高分子和有机化合物,浓度高、色度高;悬浮物含量高。

2、涂料工业废水特点

(1)污染物成分复杂,污染物含量高。涂料生产废水中污染物的种类较多,涂料生产所用原料、半成品、成品废水中都会存在。据统计分析,一般油基型涂料废水,CODcr为2000-5000mg/L,色度200倍以上,含油量大于l00mg/L,属重污染源。污染物主要来自于涂料树脂生产过程。

(2)废水中含有有毒物质。涂料废水一般含有酚醛、苯等有毒有机物,有些涂料废水含Cr6+、Pb2+等重金属离子及其化合物,能在生物体内富集并有致癌性。

(3)废水污染物含量和水量的离散度大。由于涂料生产为可间断性生产,其废水的主要来源为洗涤设备和生产场地的洗涤水,故废水排放无规律周期性,废水中污染物含量变化大,增加了废水处理难度。

(4)涂料废水处理难度较大,处理成本较高。由于废水中污染物种类较多,含有各种树脂和助剂及小颗粒的颜料填料。

3、涂料工业废水危害

地表水的悬浮物主要来自水土流失及受纳污水的悬浮物。大量悬浮物能使水体浑浊,透明度降低,影响水生生物的呼吸和代谢,甚至造成鱼类窒息死亡。悬浮物多时还可能造成河道(或航道)阻塞。氨氮是造成湖泊、海洋水体富营养化的主要污染物之一。在好氧条件下,水体的氨氮可在硝化菌的作用下转变为硝酸态氮;在无氧环境中,水中存在的硝酸盐亦可在微生物作用下还原为亚硝酸盐,乃至氮。

4、常用处理方法

4.1物化法

500万彩票手机官网物理化学法作为涂料废水的预处理或单一处理手段,在去除废水中的悬浮物和颜料色素等物质以及固体物质和重金属等方面效果十分显著。物化处理常用的有气浮、混凝沉淀、吸附、膜分离等方式,其中气浮、混凝沉淀主要用于前处理,吸附、膜分离用于深度处理。

4.1.1气浮法

气浮法,就是使废水中能够产生足够量的微小气泡。使固液气三相污染物质能形成悬浮状态,在表面张力和浮力等作用下,微小气泡粘附在欲被去除的污染物颗粒上,粘合体密度小于水而上浮到水面,从而使水中污染物被分离去除。

涂料废水中含有相当比例的易挥发成分和油类,涂料废水处理可以采用气浮处理,即通过高度分散的微气泡作为载体,粘附废水中的悬浮物,使其密度小于水而上浮到水面或利用絮凝剂的絮凝作用以实现固液分离。应用气浮法可使废水中悬浮物去除率达到65%CODr和BOD5去除率均在50‰以上,可以作为均质后一级处理。

4。1。2混凝法

混凝法是工业废水处理中经常采用的一种方法,通过投加化学药剂使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集,起到分离作用,凝聚和絮凝总称为混凝。用于涂料废水处理,主要去除废水中细小悬浮物及胶体颗粒,降低废水的浊度和色素。它既可独立作为一种处理方法,又常与其他方法配合使用。

以碱式氯化铝作絮凝剂,聚丙烯酰胺作助凝剂,对进入调节池的废水进行混凝-气浮处理,取得了满意效果。釆用水溶性羧甲基壳聚糖作絮凝剂对涂料废水处理进行絮凝试验,研究发现,这种絮凝剂的用量仅为化学絮凝剂用量的1/20,且受pH值影响极小,受温度影响不大,同时絮体形成迅速,具有无毒、无二次污染、使用简便等特点。

500万彩票手机官网在间歇式生产水溶性涂料的过程中,产生大量的清洗废水,约占排放废水总量的65%。针对清洗废水中的固体颗粒浓度变化大这一特点,研究其浓度与混凝剂最佳投加量关系,可避免因过量投加所造成的毒性和低效,或因投加不足造成大量废水的产生。

4.1.3吸附法

吸附法是利用多孔性固体吸附剂的表面吸附废水中的一种或多种污染物,达到废水净化的目的。吸附法单元操作通常包括三个步骤。首先是使废水和固体吸附剂接触,废水中的染物被吸附剂吸附;第二步将吸附有污染物的吸附剂与废水分离;最后进行吸附剂的再生或更新。按接触、分离的方式,吸附操作可分为静态间歇吸附法和动态连续吸附法两种。

对涂料废水原液进行粗吸附和絮凝沉降后,采用复合配比的活性炭进行处理,用静态吸附和动态吸附相结合的方法,使涂料废水处理后达到工业废水排放标准。

4.1.4萃取法

500万彩票手机官网萃取法是利用特定溶剂与废水充分混合接触,使溶于废水的某些污染物重新进行分配而转入溶剂,然后将溶剂和萃取后的废水进行分离,从而达到净化废水的目的。

针对高浓度涂料废水,选用二甲苯萃取,以硫酸酸化破乳,废水中CDCr去除率达85%-95%,预处理效果十分显著;并且回收了废水中绝大部分的有机物,萃取剂亦可回用。经过预处理后的有机废水与其他废水汇合,依次进行焦炭吸附、气浮、电解、氧化塘的处理,净化效果更好。

4.1.5膜分离法

膜分离技术在大规模废水处理和回用中的应用是近几年才被接受和发展起来的新技术。

据美国商务通讯公司的研究报告,到2006年膜技术用于废水处理的年均增长率将达到6。8%。

目前在处理涂料废水方面,国内外主要采用微滤(MF)、超滤(UF)和反渗透技术(OR)。

(1)微滤

微滤和超滤多用于反渗透的预处理部分,二者都是在静压差的推动作用下进行的液相分离过程。通常,微滤能截留0.1-1微米之间的颗粒,微滤膜允许大分子有机物和溶解性固体(无机盐)等通过,但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体的透过。

(2)超滤

500万彩票手机官网超滤适用于分离分子量大于500、直径0.005-10μm的大分子和胶体,可用于截留涂料的色料。电泳漆废水中的漆料占使用漆料总量的10%-50%,若不经处理直接排放,不仅浪费资源,也会造成严重的环境污染。应用超滤法可以回收废水中的电泳漆,剩下的水可用作清洗水;同时还可使有害无机盐透过超滤膜,从而提高电泳漆的比电阻,改善电泳涂漆的质量。

500万彩票手机官网目前,微滤和超滤多用于反渗透的预处理部分,预计在今后几年内,应用将增长较快。废水回用中微滤、超滤已占其设备总生产能力的1/5以上。

(3)反渗透

500万彩票手机官网当稀释液和浓缩液被半透膜分开时,在浓缩液的方向施加一个外部压力,浓缩液的水分子将渗透到稀释液侧,这种现象称为反渗透。目前,应用反渗透技术处理工业废水,经处理的水和截留浓缩液的组分可就地回用。

渗透一般作为工业废水终端处理,对水中的无机盐、有机物、重金属离子等都有很高的截留率,出水水质优良,可回用作冷却水或工艺用水循环利用,不仅节约了新鲜水的使用量,节约生产成本,还减少了污水的排放量,对环境保护和可持续发展都有着重要意义。

(4)超滤-反渗透耦合

500万彩票手机官网超滤技术可有效去除废水中绝大多数的悬浮物、胶体以及部分附着在悬浮物上的有机物。与反渗透技术联用,即使用超滤作为预处理,可使反渗透进水水质得到较好的控制,从而减少反渗透膜的清洗频率,简化预处理的操作。目前,全球98%的车体都采用电泳漆作为底漆,为了提高电泳漆和水的回收率,目前国外许多厂家采用了超滤/反渗透耦合技术。

膜必须进行定期清洗,以保持一定的膜透过通量,并延长膜的寿命。清洗方法一般根膜的性质和处理料液的性质来确定。通常和反渗透相类似,即先以水力清洗,而后根据情况采用不同的化学洗涤剂进行清洗,例如对电涂材料可以选用含离子的增溶剂,对水溶性有机涂料可以用“桥键”型溶剂。

4.2生物法

生物处理法是利用微生物的代谢,将有毒、有害的有机物转化为毒性较小的物质,成本上经济合理。然而,涂料废水一般浓度高,并含有大量有毒的有机物,难以直接生物降解;因此目前国内外大多采用物化法和生物法相结合的技术,即利用物化法先对水质、水量充分匀化,以此降低对后续生物处理的冲击负荷。

4.2.1活性污泥法

活性污泥法处理料废水过程中,先将凃料废水和去离子水汇合并进行化学絮凝沉淀,然后经上流式接触沉降池沉降,再进入到曝气池中。原高浓度涂料废水中缺乏微生物生长所必需的氮和磷,将其与生活污水相混合,由生活污水提供所需的营养物质,同时根据实际需要添加一定量的特殊营养物质进行调配,从而有助于刺激降解菌的生长,改善活性污泥处理系统的运行性能和提高其生物降解效率。混合后的污水经过活性污泥池处理,最后经二沉池沉淀。为达到三级过滤的效果,从二沉池出来的废水再经过滤,最后进行水质分析。经4个月的实验处理后,原涂料废水的BOD由15000ng/L降至21mg/L,总去除率99.3%。

利用隔油-气浮-循环式活性污泥法-过滤工艺处理涂料废水,出水各项指标基本达到了设计要求,COD总去除率在98%左右。针对涂料废水中的水溶性溶剂通常难以物化分离,可以选择混凝疑过滤作为预处理工艺,再流入处理效果好、自动化程度高的膜生物反应器中,经活性污泥曝气生化处理后,出水的COD和SS均有较好的去除效果。

4.2.2生物膜法

生物膜法是使微生物群体附着于其他物体表面上呈膜状,通过与废水接触得以净化。选用比活性污泥法生化效率高的生物转盘法和生物接触氧化法处理综合涂料废水。因这两种生物膜法处理水量小、毒性较大且含难分解物质多的废水比较有效。

美国海军每年用于脱漆产生的有害废水超过11亿升,其中主要含二氯甲烷和苯酚;此外还有链烷烃、纤维素衍生物、石油磺酸盐及萘。将此废水和生活污水进行1:1混合,分别采用活性污泥法和生物转盘法进行比较实验,结果表明,无论菌群处于悬浮生长还是吸附生长,均可有效地处理这类混合废水。另外,活性污泥法改善菅养环境(如向废水中投加葡萄糖)可显著提高处理系统中的菌群数量,菌群数量比仅利用单一碳源时高出2个数量级。而生物转盘系统中,细菌的数量在连续进水时要远远大于间歇进水,这可能归结于两个原因:一是间歇进水时,反应系统中有毒废水的浓度要比连续进水时高;二是连续进水更有利于细菌的吸附。此外,在对菌群的数量、种类及其生物降解有毒化合物的能力进行综合分析后认为,假单胞菌和杆状菌是降解此类废水的优势菌种。

(1)生物转盘

生物转盘法具有挂膜容易,去除有机物效率高,耐冲击能力强,运转电耗省,管理方便等优点。为提高生物转盘法的处理效果,主要须考虑以下几个因素。转盘结构应采用多轴多级转盘,每级单独运转。这样,即使某一级停转,不会影响其他转盘正常工作。进水方式因为第一级转盘处理效率最高,可采用各级同时进水进水量逐级减少,以提高处理效果。转盘的组装方式采用辐射式装蜂窝管生物转盘。其优点是能适应高浓度废水,水力搅动比一般转盘大,比表面积较一般转盘增加,充氧效果好。为确保废水处理达到预定效果,将生物盘岀水再送入生物接触氧化塔处理。

(2)生物接触氧化

500万彩票手机官网生物接触氧化法是近几年发展比较快的废水处理法,具有处理负荷高,停留时间短占地面积小及无污泥膨胀的优点。

在处理涂料工业废水时,经一级处理后,应用生物接触氧化的处理工艺,微生物挂膜驯化时间短,活性高,废水中有机物降解速率快。采用匀质隔油-混凝-气浮-生物接触氧化的工艺处理综合涂料废水,出水达到国家一级排放标准。研究显示,在利用絮凝淀和气浮法进行预处理,再经二级生物接触法后,处理出水经活性炭及工业循环冷却水处理器加以处理,最终达到工业循环冷却水的设计规范要求。

(3)生物流化床

生物流化床以粒径小于1mn左右的颗粒材料作为载体,填充于曝气容器内,废水自下而上使载体流态化,载体表面覆盖生物膜。涂料生产废水经一级气浮预处理后,再经纯氧生物流化床装置处理,效率高,可达标排放。

目前,移动床生物膜法(MBBR)和曝气生物滤池法(BAF)组合,MBBR具有很强的抗冲击负荷能力,BAF具有集生物氧化和截留悬浮固体于一体的特点,将二者组成复合式生物膜法处理涂料废水。经一段时间的运行后,发现系统处理效果好且运行稳定,在单级反应器水力停留时间为5h,平均进水COD浓度为800mgL时,其最终出水OD去除率达到93.05%。

(4)SBR工艺

SBR工艺工艺是一种间歇运行的活性污泥法,通过装置中的好氧菌与污水充分混合接触,在充氧的条件下,细菌吸附水中有机物,并将其分解合成为自身组成部分,从而将有机物水中去除。

由于好氧菌群(活性污泥)在没有曝气的情况下会自动沉降到反应器底部,不断增多的细菌通过反应器底部排泥系统排出,从水中分离出去,而澄清液则达标排放。

SBR运行过程由进水、曝气、沉淀、排水和闲置5部分组成,由于微生物曝气、沉淀均在同一容器中进行,且泥水分离采用静置沉降的方式,泥水分离效果好,生物保有量高,因此装置耐冲击负荷能力较强。SER工艺具有构造简单,无活性污泥回流、沉淀系统;操作灵活,根据生产产品的不同可适当调整运行周期,满足不同水质需要;装置可以设备化,SBR可以釆用钢结构型式,对小水量污水采用钢结构形式可以使安装维护简单,便于操作;可以适应波动较大的进水水质。

4。2。3氧化塘

氧化塘是天然或人工修造的池塘,是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。废水在塘内长时间停留,有机污染物通过水中微生物的代谢活动而得以降解、净化的过程。

应用水生植物为主的生态塘工程净化涂料废水也是一种高效的生物处理技术。在经过物化预处理后的油漆废水中栽培凤眼莲,由废水提供凤眼莲生长发育过程中所需的水分和养料。实验证明凤眼莲有顽强的生命力,具有很好的耐污性和吸收力,是优良的抗污植物,其所在的生态系统以新陈代谢作用进行净化废水的综合处理,取得了理想的效果。而且生态塘工程净化涂料废水的工艺流程比较简便,对酸、醇、苯系物为主的工业废水具有净化的作用,其中对含酚废水的净化效果最佳。然而,由于氧化塘的处理效果受光线、温度影响较大,一般夏天的处理效果好于冬天。

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