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真石漆废水处理工艺

中国污水处理工程网 时间:2021-12-31 10:16:39

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  真石漆是一种酷似大理石、花岗岩的涂料,该涂料具有防水、防火、无毒,耐酸碱、抗氧化能力强等特点,在现代的外墙体装修中已经全面利用,逐步替代大理石、花岗岩等传统石材。近年来,随着房地产行业的飞速发展,真石漆的用量也逐步增大。

  真石漆废水属于高有机物、高悬浮物废水,该废水中含有纤维素、增塑剂、增稠剂、成膜助剂、乳剂等物质,废水不经过处理直接排放自然环境中将会对自然环境造成致命性的破坏,如何有效的处理该废水已经成为该行业发展的重中之重。随着全球对真石漆用量的加大,不少专业环保人士已经开始着手探索真石漆废水的处理方法,减少其对周围环境的影响。

  1、实验部分

  1.1 实验仪器与试剂

  板框压滤机装置、混凝沉淀装置、厌氧反应器装置、好氧反应器装置、臭氧催化氧化装置、温度计、烧杯、COD恒温加热器、COD瓶、250mL锥形瓶、1000mL锥形瓶、移液管、电子天平、摇床、恒温加热棒、100mL量筒;

  氢氧化钠、重铬酸钾溶液、硫酸-硫酸银溶液(Ag2SO4-H2SO4溶液)、硫酸亚铁铵标准液、试亚铁灵指示剂,硫酸汞。

  1.2 测试指标和测试方法

  COD:重铬酸钾氧化法;pH:玻璃电极法;SS:重量法。

  1.3 实验处理工艺路线图

  鉴于废水COD负荷高、降解难度大等特点,试验研究以“服务于工程应用”为出发点,根据以往类似废水工程经验,决定采用“物化”“生物处理”与“深度处理”相结合的方法来探寻废水处理的可行性与经济性,为未来的工程设计与运行提供丰富、可靠的参考数据。确定实验工艺流程如下:

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  1.4 废水来源及特性

  实验用水来自山东某油漆企业真石漆车间废水,该废水具有悬浮物高、COD高等特点,废水呈中性,颜色发淡紫色、浑浊。COD浓度达到12000mg/L,SS含量达到2000mg/L。

  1.5 实验步骤与方法

  (1)取真石漆废水2L进行板框压滤实验,收集压滤后废水,监测废水SS及COD的变化情况。

  (2)取板框压滤后废水1.5L,向废水中加入PAC,观察混凝沉淀后废水上清液中SS、COD与PAC加量之间的关系,找出最佳PAC的投加量。

  (3)取混凝沉淀后废水放于厌氧反应器中,观察厌氧反应器中COD的降解趋势,找出最佳厌氧反应时间。

  (4)取厌氧后废水放于好氧反应器中,观察好氧反应器中COD的降解趋势,找出最佳厌氧反应时间。

  (5)将好氧后废水进行臭氧催化氧化实验,探究臭氧催化氧化时间、臭氧量与废水COD之间的关系,探索出最佳臭氧投加量及臭氧反应时间,为后续工程应用奠定基础。

  2、实验结果和讨论

  2.1 板框压滤对废水COD及SS去除效果的影响

  实验过程中选取两种处理模式对废水进行板框压滤,一种为加入PAM助凝剂,增加废水中絮体的大小,探究板框的压滤效果;并一种是直接进行压滤,观察板框的去除效果。实验结果如下所示:

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  由上表可以看出,加入PAM压滤后废水COD及SS的含量明显的优于未加入PAM的废水。加入PAM废水COD去除率达到51.7%,SS去除率达到92%;未加入PAM废水COD去除率达到47.5%,SS去除率达到82.5%。其主要原因是PAM属于助凝剂,能够有效的将废水中的悬浮物絮体增大,减少了滤布的透过率,提高了废水悬浮物的去除效果。通过分析还能够看出,虽然加入PAM对废水中的COD及SS的去除效果明显增强,但是通过数据对比发现,加入PAM和未加入PAM过滤后废水COD及SS的大小差距较小,且加入PAM的压滤污泥无法回用至生产工艺中,需要作为固体废弃物进行处置,处置费用较大。为此,本工艺段选取不加PAM的处理工艺对废水进行预处理,压滤后污泥回用至生产工艺,尽可能减少固体废弃物对周围环境造成影响,并且实现废物的综合利用,降低企业的生产成本。

  2.2 混凝沉淀对废水COD及SS去除效果的影响

  实验过程中通过加入不同量PAC,探究其对废水混凝沉淀去除效果的影响,从而探索出最佳的PAC投加量,通过最佳投加量的选取,探索出最适合的运行成本,并尽可能少的引入其他物质,减少对后续生化的影响,实验结果如图1、图2所示。

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  由上图1、图2可以看出,随着加药量的增加,废水中的COD及SS逐渐降低,并且降低幅度为先逐步增加后逐渐降低,直至平稳。当废水中加入PAC的量为60mg/L的时候,废水中大部分系统已经被絮凝,此时絮凝点为最佳絮凝点,随着药剂的增加,废水中的悬浮物及COD基本保持不变。从图2中还可以发现,刚开始加入PAC时,废水中悬浮物指标有所增加,此时废水中的悬浮物未被集结成团,PAC溶液本省就是不透明液体,所以才造成了废水中悬浮物含量增加。通过图1和图2可以看出,当废水中PAC的添加量为60mg/L的时候,此时废水的絮凝效果最佳。

  2.3 厌氧对废水COD去除效果的影响

  控制厌氧温度为中温厌氧(35℃左右),废水pH控制在7~8范围内,厌氧污泥采用生活污水处理厂压滤污泥,通过观察厌氧反应时间与废水COD之间的变化曲线,探索最佳的厌氧反应时间。实验结果如图3所示。

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  由图3可以看出,随着时间的变化,废水中的COD先升高,后降低,当废水中COD变为1400~1500mg/L时,此时厌氧效果基本趋于稳定状态,厌氧去除效率能够达到67%。通过图表可以看出,在厌氧反应前期,废水中COD含量是逐渐增加的,其原因为污泥来源于市政污水厂污泥,此污泥大部分以好氧污泥为主,因为前期不适应,部分污泥出现死亡或者流失情况,造成废水有机物含量增加,废水COD浓度也适当增加。

  随着时间的增加,废水中的污泥逐步被驯化成厌氧污泥,此时厌氧效果越来越好,通过厌氧菌的生化作用废水中有机物被转化成无机物,降低废水COD的含量。随着时间的增加,废水中COD含量逐渐趋于稳定状态,因为此时容易被厌氧生化消耗的物质已经基本被消化掉,剩下的物质无法被厌氧微生物消耗,所以才形成了厌氧稳定的状态。通过上图可以看出,厌氧时间为35~45h时,厌氧状态趋于稳定状态。

  2.4 好氧对废水COD去除效果的影响

  好氧处理是废水处理过程中不可或缺的一种处理思路,主要是通过好氧菌胶团的作用,将废水中的有机物进行去除。实验过程中取厌氧后的废水1.5L放入好氧处理器中,采用鱼泵充氧的方式对废水进行充氧,废水溶解氧控制在2~3mg/L,污泥MLSS控制在4000mg/L。每12h取水样检测废水中COD的浓度。实验结果如下图所示。

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  由上图可以看出,随着时间的增加,废水中COD含量逐渐降低,并且废水COD的降低幅度为先增加后降低,当废水COD浓度趋于300mg/L左右时,废水COD趋于稳定状态。主要原因为,好氧菌胶团先通过微生物的吸附作用,将废水中的有机物吸附进入菌胶团中,然后通过微生物的生化作用,一部分转化成微生物自身生长所需要的原料,另一部分转化成CO2和水,还有一部分有机物以污泥的形式储存在污泥中,随着时间的增加,污泥中的有机物以剩余污泥的形式排出。

  随着时间的增加,废水中的有机物逐步被消耗,剩余物质为极难被微生物利用的有机物,这部分有机物属于难生化物质,需要通过化学氧化处理工艺将此部分物质消耗掉。

  2.5 臭氧催化氧化对废水COD去除效果的影响

  臭氧催化氧化是化学法处理废水的工艺之一,主要通过臭氧的强氧化作用,将废水中的有机物氧化成无机物、CO2和水等物质,此方法近年来在废水深度处理过程中应用较广。

  实验过程中通过改变臭氧发生器的产生量及反应时间,观察随着反应量的变化,废水中COD的变化曲线。实验结果如下所示。

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  由上图可以看出,随着臭氧量的逐渐增加,废水中COD含量也逐渐降低,并且废水COD的降解曲线非常稳定。通过上图分析可以看出,臭氧氧化能力极强,能够有效的将废水中的有机物进行氧化,并且对大部分的有机成分均能氧化,氧化过程极快。

  3、结论

  (1)通过实验发现,采用板框压滤-混凝沉淀-厌氧-好氧-臭氧氧化能够有效的去除废水中的有机物,出水COD达到50mg/L以下。

  (2)采用板框压滤机能够有效的将废水中的悬浮物进行去除,废水中COD去除率能够达到47.5%以上,SS去除率能够达到82.5%以上。加入PAM与不加PAM对板框的压滤影响不明显。

  (3)混凝沉淀过程中PAC的投加量在60mg/L,混凝后废水COD为4300mg/L左右,SS为120mg/L左右。

  (4)采用厌氧工艺处理后废水COD出水在1500mg/L,厌氧时间为72h时效果最佳。

  (5)厌氧废水采用好氧工艺处理后废水COD出水在300mg/L左右,好氧时间为60h时效果最佳,此时出水能够达到进入园区污水处理厂的排放标准。

  (6)好氧废水采用臭氧氧处理后废水COD出水在50mg/L左右,臭氧加药量为400mg/L时加药量最佳,此时废水出水能够达到国家直排标准。(来源:山东蓝城分析测试有限公司,济南灵秀环保科技有限公司)

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