涂料廢水的物理化學處理方法
物理化學法作為涂料廢水的預處理或單一處理手段,在去除廢水中的懸浮物和顏料色素等物質以及固體物質和重金屬等方面效果十分顯著。
1 氣浮法
涂料廢水中含有相當比例的易揮發成分和油類,可以采用氣浮處理,即通過高度分散的微氣泡作為載體,粘附廢水中的懸浮物,使其密度小于水而上浮到水面或利用絮凝劑的絮凝作用以實現固液分離。應用氣浮法可使廢水中懸浮物去除率達到 65% , codcr和生物耗氧量(bod5 )去除率均在50% 以上,可以作為均質后一級處理。
2 混凝法
混凝法是工業廢水處理中經常采用的一種方法,主要用于去除廢水中細小懸浮物及膠體顆粒,降低廢水的濁度和色素。它既可獨立作為一種處理方法,又常與其他方法配合使用。屈光遠等以堿性氯化鋁作絮凝劑,聚丙烯酰胺作助凝劑,對進入調節池的廢水進行了混凝—氣浮處理,取得了滿意效果。韓蘊華等采用水溶性羧甲基殼聚糖作絮凝劑對含油漆廢水進行絮凝試驗,研究發現,這種絮凝劑的用量僅為化學絮凝劑用量的1 /20,且受ph值影響極小,受溫度影響不大,同時絮體形成迅速,具有無毒、無二次污染、使用簡便等特點。在間歇式生產水溶性涂料的過程中,產生大量的清洗廢水,約占排放廢水總量的65%。針對清洗廢水中的固體顆粒濃度變化大這一特點, jewell 等研究其濃度與混凝劑投加量的關系,可避免因過量投加所造成的毒性和低效,或因投加不足造成大量廢水的產生。
然而,傳統的沉淀法或氣浮處理工藝只是把固形物分離,而沒有充分發揮這些絮凝沉淀物的過濾吸附作用。何雪光等選用了一種污水凈化設備,可以使污染物與絮凝劑反應后生成的絮凝沉淀物進一步形成吸附過濾流化床,從而使進入的廢水達到一般混凝反應之后的固液分離效果,過濾和吸附凈化處理效果與活性炭相同,有效降低了后期的生化處理負荷。
3 吸附法
吸附法是利用多孔性固體吸附劑的表面吸附廢水中的一種或多種污染物,達到廢水凈化的目的。劉石彩等[ 6 ]對涂料廢水原液進行粗吸附和絮凝沉降后,采用復合配比的活性炭進行處理,用靜態吸附和動態吸附相結合的方法,使涂料廢水處理后達到工業廢水排放標準。
4 萃取法
萃取法是利用特定溶劑與廢水充分混合接觸, 使溶于廢水的某些污染物重新進行分配而轉入溶劑,然后將溶劑和萃取后的廢水進行分離,從而達到凈化廢水的目的。針對高濃度涂料廢水,王菊芳選用二甲苯萃取,以硫酸酸化破乳,廢水中codcr去除率達85% ～95% ,預處理效果十分顯著;并且回收了廢水中絕大部分的有機物,萃取劑亦可回用。經過預處理后的有機廢水與其他廢水匯合,依次進行焦炭吸附、氣浮、電解、氧化塘的處理,凈化效果更好。
5 膜分離法
膜分離技術在大規模廢水處理和回用中的應用是近幾年才被接受和發展起來的新技術。據美國商務通訊公司的研究報告,到2006年膜技術用于廢水處理的年均增長率將達到6. 8% 。目前在處理涂料廢水方面,國內外主要采用微濾(mf) 、超濾(uf) 和反滲透技術(or) 。
5. 1 微濾
微濾和超濾多用于反滲透的預處理部分,二者都是在靜壓差的推動作用下進行的液相分離過程。通常,能截留相對分子量在500～106 的膜分離過程稱為微濾。天津亞實有限公司1999年采用微濾膜法處理涂料廢水,運行結果顯示,整個廢水處理系統和自動控制程序運轉正常,廢水處理量可達4. 2 m3 /h, codcr去除率75% , bod5 去除率89. 9% ,磷酸鹽(以磷計) 99. 4% ,油去除率98. 9% 。
5. 2 超濾
超濾適用于分離分子量大于500、直徑0. 005～ 10μm的大分子和膠體,可用于截留涂料的色料。電泳漆廢水中的漆料占使用漆料總量的10% ～ 50% ,若不經處理直接排放,不僅浪費資源,也會造成嚴重的環境污染。應用超濾法可以回收廢水中的電泳漆,剩下的水可回用作清洗水;同時還可使有害無機鹽透過超濾膜,從而提高電泳漆的比電阻,改善電泳涂漆的質量。北京某汽車廠用超濾法處理電泳漆廢水,對電泳漆的截留率高達97% ～98% ,廢水排放量由200 m3 /d降至5 m3 /d,節省了大量的去離子水,可在1～2年內收回全部投資。
目前,微濾和超濾多用于反滲透的預處理部分, 預計在今后幾年內,應用將增長較快。廢水回用中微濾、超濾已占其設備總生產能力的1 /5以上 。
5. 3 反滲透
當稀釋液和濃縮液被半透膜分開時,在濃縮液的方向施加一個外部壓力,濃縮液的水分子將滲透到稀釋液側,這種現象稱為反滲透。目前,應用反滲透技術處理工業廢水,經處理的水和截留濃縮液的組分可就地回用。
5. 4 超濾/反滲透耦合
超濾技術可有效去除廢水中絕大多數的懸浮物、膠體以及部分附著在懸浮物上的有機物。與反滲透技術聯用, 即使用超濾作為預處理,可使反滲透進水水質得到較好的控制,從而減少反滲透膜的清洗頻率,簡化預處理的操作。目前,98%的車體都采用電泳漆作為底漆,為了提高電泳漆和水的回收率,目前國外許多廠家采用了超濾/反滲透耦合技術。
美國的涂料供應商ppg公司采用uf /or 耦合技術處理含涂料殘留物和溶劑的廢水。經uf膜截留廢水中的懸浮固體和大分子量的粒子, or 膜濾除更小的雜質顆粒,每年需進行廠外處理的廢水量由1 514. 0 m3 降至75. 7 m3 ;同時也減少了相關的廢氣排放量和用以焚燒處理所耗的能源 。
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2 混凝法
混凝法是工業廢水處理中經常采用的一種方法,主要用于去除廢水中細小懸浮物及膠體顆粒,降低廢水的濁度和色素。它既可獨立作為一種處理方法,又常與其他方法配合使用。屈光遠等以堿性氯化鋁作絮凝劑,聚丙烯酰胺作助凝劑,對進入調節池的廢水進行了混凝—氣浮處理,取得了滿意效果。韓蘊華等采用水溶性羧甲基殼聚糖作絮凝劑對含油漆廢水進行絮凝試驗,研究發現,這種絮凝劑的用量僅為化學絮凝劑用量的1 /20,且受ph值影響極小,受溫度影響不大,同時絮體形成迅速,具有無毒、無二次污染、使用簡便等特點。在間歇式生產水溶性涂料的過程中,產生大量的清洗廢水,約占排放廢水總量的65%。針對清洗廢水中的固體顆粒濃度變化大這一特點, jewell 等研究其濃度與混凝劑投加量的關系,可避免因過量投加所造成的毒性和低效,或因投加不足造成大量廢水的產生。
然而,傳統的沉淀法或氣浮處理工藝只是把固形物分離,而沒有充分發揮這些絮凝沉淀物的過濾吸附作用。何雪光等選用了一種污水凈化設備,可以使污染物與絮凝劑反應后生成的絮凝沉淀物進一步形成吸附過濾流化床,從而使進入的廢水達到一般混凝反應之后的固液分離效果,過濾和吸附凈化處理效果與活性炭相同,有效降低了后期的生化處理負荷。
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吸附法是利用多孔性固體吸附劑的表面吸附廢水中的一種或多種污染物,達到廢水凈化的目的。劉石彩等[ 6 ]對涂料廢水原液進行粗吸附和絮凝沉降后,采用復合配比的活性炭進行處理,用靜態吸附和動態吸附相結合的方法,使涂料廢水處理后達到工業廢水排放標準。
4 萃取法
萃取法是利用特定溶劑與廢水充分混合接觸, 使溶于廢水的某些污染物重新進行分配而轉入溶劑,然后將溶劑和萃取后的廢水進行分離,從而達到凈化廢水的目的。針對高濃度涂料廢水,王菊芳選用二甲苯萃取,以硫酸酸化破乳,廢水中codcr去除率達85% ～95% ,預處理效果十分顯著;并且回收了廢水中絕大部分的有機物,萃取劑亦可回用。經過預處理后的有機廢水與其他廢水匯合,依次進行焦炭吸附、氣浮、電解、氧化塘的處理,凈化效果更好。
5 膜分離法
膜分離技術在大規模廢水處理和回用中的應用是近幾年才被接受和發展起來的新技術。據美國商務通訊公司的研究報告,到2006年膜技術用于廢水處理的年均增長率將達到6. 8% 。目前在處理涂料廢水方面,國內外主要采用微濾(mf) 、超濾(uf) 和反滲透技術(or) 。
5. 1 微濾
微濾和超濾多用于反滲透的預處理部分,二者都是在靜壓差的推動作用下進行的液相分離過程。通常,能截留相對分子量在500～106 的膜分離過程稱為微濾。天津亞實有限公司1999年采用微濾膜法處理涂料廢水,運行結果顯示,整個廢水處理系統和自動控制程序運轉正常,廢水處理量可達4. 2 m3 /h, codcr去除率75% , bod5 去除率89. 9% ,磷酸鹽(以磷計) 99. 4% ,油去除率98. 9% 。
5. 2 超濾
超濾適用于分離分子量大于500、直徑0. 005～ 10μm的大分子和膠體,可用于截留涂料的色料。電泳漆廢水中的漆料占使用漆料總量的10% ～ 50% ,若不經處理直接排放,不僅浪費資源,也會造成嚴重的環境污染。應用超濾法可以回收廢水中的電泳漆,剩下的水可回用作清洗水;同時還可使有害無機鹽透過超濾膜,從而提高電泳漆的比電阻,改善電泳涂漆的質量。北京某汽車廠用超濾法處理電泳漆廢水,對電泳漆的截留率高達97% ～98% ,廢水排放量由200 m3 /d降至5 m3 /d,節省了大量的去離子水,可在1～2年內收回全部投資。
目前,微濾和超濾多用于反滲透的預處理部分, 預計在今后幾年內,應用將增長較快。廢水回用中微濾、超濾已占其設備總生產能力的1 /5以上 。
5. 3 反滲透
當稀釋液和濃縮液被半透膜分開時,在濃縮液的方向施加一個外部壓力,濃縮液的水分子將滲透到稀釋液側,這種現象稱為反滲透。目前,應用反滲透技術處理工業廢水,經處理的水和截留濃縮液的組分可就地回用。
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