包裝行業(yè)水性油墨廢水處理工藝

　　一、水性油墨廢水概況

　　水性油墨主要指的是將具有水溶性的各種高分子水性化學(xué)顏料樹脂和其他水溶性化學(xué)顏料、分散劑等化學(xué)顏料以及其它相關(guān)各種化學(xué)品和助劑經(jīng)一系列的物理化學(xué)活性反應(yīng)進(jìn)行制備而組合成的并且具有一定水溶性的化學(xué)油墨。目前，水性油墨廣泛應(yīng)用于印刷行業(yè)和包裝行業(yè)，包括書籍、雜質(zhì)、宣傳產(chǎn)品等的印刷和煙酒、食品飲料、兒童玩具等產(chǎn)品紙質(zhì)包裝等等。

　　二、工藝設(shè)計

　　2.1 工藝流程

　　將水性油墨廢水收集至收集池，將收集池中的水性油墨廢水泵入調(diào)節(jié)池中，廢水在調(diào)節(jié)池中進(jìn)行曝氣;將經(jīng)過調(diào)節(jié)池水質(zhì)調(diào)勻的水性油墨廢水泵入快混池中，通過添加助凝劑硫酸(H2SO4)調(diào)節(jié)廢水的pH至3左右，同時用機(jī)械隔膜計量泵定量添加0.3～0.5g/L的混凝劑聚合堿式氯化鋁(PAC)并快速攪拌;然后廢水進(jìn)入慢混池中，再在慢速攪拌的條件下投加絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)，將廢水中的丙烯酸樹脂等有機(jī)污染懸浮顆粒和膠體轉(zhuǎn)化成肉眼可見的大顆粒懸浮物。

　　用氣動隔膜泵將經(jīng)過預(yù)處理的油墨廢水全部打入廂式壓濾機(jī)，利用壓濾機(jī)濾布能截留粒徑30微米以上顆粒物的能力，將上述化學(xué)反應(yīng)中生成的大顆粒懸浮物全部截留，濾布透過水進(jìn)行后續(xù)處理，壓濾液進(jìn)入濾液池。

　　經(jīng)過壓濾處理后的處理水含有溶解性有機(jī)物和粒徑小于30微米的膠體存在，使得廢水仍具有一定的色度。將濾液池中的廢水泵入反應(yīng)池中，在反應(yīng)池中先后投加少量的助凝劑氫氧化鈉(NaOH)、混凝劑聚合堿式氯化鋁(PAC)和絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)，投加過程要攪拌，在中性pH條件下，利用混凝劑和絮凝劑的壓縮雙電層、沉淀網(wǎng)捕和吸附架橋機(jī)理，將廢水中小于30微米的膠體轉(zhuǎn)化成粒徑較大的懸浮物顆粒，并利用氣浮池中溶氣釋放器產(chǎn)生的微小氣泡與其粘附，形成整體密度小于水的浮體，從而依靠浮力上浮至水面，通過設(shè)置在水面的刮渣機(jī)予以刮除，從而使色度和COD得到進(jìn)一步的去除。

　　經(jīng)過上述處理后的廢水，色度已經(jīng)達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)一級排放標(biāo)準(zhǔn)，主要含有溶解性有機(jī)污染物(COD)，對其進(jìn)行生物氧化處理。生物氧化采用兩級A/O(厭氧/好氧)生化處理系統(tǒng)，可以讓廢水中的有機(jī)物在厭氧/好氧/厭氧/好氧的微生物生長環(huán)境中來回轉(zhuǎn)換，避免常規(guī)工藝中一級A/O處理工藝中存在的反硝化不徹底、在二沉池中廢水反硝化產(chǎn)生的浮泥問題，此過程中可以根據(jù)水質(zhì)需要在兩級A/O生化處理系統(tǒng)中添加營養(yǎng)鹽。

　　惠昆包裝公司油墨清洗廢水水量為30m3/d，按每天運行20h設(shè)計，小時設(shè)計處理水量為1.5m3/h。

　　2.2 處理原理說明

　　2.2.1 化學(xué)混凝沉淀

　　從普通的海水化學(xué)物理研究可以得知，在一定的溫度下，水中的難溶鹽離子服從一定的化學(xué)溶度積計算原則。向工業(yè)污水中投加某種化學(xué)物質(zhì)，使它和其它某些溶解物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，生成難溶鹽沉淀下來，這種方法稱為化學(xué)沉淀法。

　　根據(jù)使用的沉淀劑的不同，化學(xué)沉淀法可分為石灰法、氫氧化物法、硫化物法等。氫氧化物沉淀法因為產(chǎn)生的污泥較少，且較易控制沉淀劑加入量的等當(dāng)點，故使用較廣泛。

　　2.2.2 pH調(diào)整

　　主要利用酸堿中和原理：用堿(酸)或堿(酸)性物質(zhì)中和呈酸(堿)性的污水把污水的pH值調(diào)至所需要的pH。

　　2.3.3 生化處理原理

　　利用污水和微生物的正常生命活動和轉(zhuǎn)化過程把微生物和污水處理中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成簡單的無機(jī)物，稱為污水微生物轉(zhuǎn)化處理。根據(jù)微生物對污水和氧的化學(xué)反應(yīng)需要及其轉(zhuǎn)化的環(huán)境和物理條件，可將污水微生物處理分為污水好氧處理微生物、厭氧處理微生物和兼氧處理微生物，污水生物處理的技術(shù)也可以相應(yīng)地分為污水好氧微生物處理、厭氧微生物處理與污水兼氧微生物處理三大技術(shù)。

　　厭氧有機(jī)物處理是在一種無氧氣的環(huán)境中，利用厭氧處理微生物的方式進(jìn)行生命代謝活動，將各種厭氧有機(jī)物轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳等的處理過程，細(xì)胞的合成及分化所產(chǎn)生的厭氧能量很少。

　　兼容缺氧溶解處理一般不用于給人體微生物全部供氧，其工作原理主要是促使微生物在干燥空氣中迅速溶解在缺氧為0～0.3mg/l左右的一定缺氧濃度條件下從而進(jìn)行的一種微生物缺氧反應(yīng)。

　　好氧處理技術(shù)主要是在不斷需求供氧的自然環(huán)境中，利用好氧處理微生物的正常生命活動方式來處理氧化廢水中的有機(jī)物，其產(chǎn)物主要是二氧化碳、水、合成新生物細(xì)胞(在水中產(chǎn)生了剩余的污泥)及剩余的能量(釋放在水中)。

　　上述各種用于微生物分解污水處理的方法都可以有很好的處理污水效果，各有特點，但是其主體的原理都是微生物利用污水中有機(jī)污染物與微生物的氧化反應(yīng)來分解污水中有機(jī)物，只是微生物與污水接觸是對氧氣的需求量不同而已。

　　針對本污水工程項目的污水水質(zhì)，有機(jī)物排放濃度較高的處理特點，因此本項目采用了兩級A/O(兼氧+好氧)的組合處理工藝。

　　好氧處理工藝主要是采用了微生物與自然空氣相互接觸之后進(jìn)行空氣氧化的處理方法，兼氧氧化工藝一般都是無需直接使用進(jìn)行生物空氣中的供氧，而對于使用好氧的空氣處理工藝則一般都是需要直接使用進(jìn)行空氣鼓風(fēng)機(jī)的曝氣以以補(bǔ)充多余的生物氧氣。

　　三、評價

　　3.1 廢水處理后的效果

　　該公司油墨廢水水量、水質(zhì)情況如表1所示。

　　根據(jù)環(huán)保要求，生產(chǎn)廢水經(jīng)處理后，需達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中一級排放標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見表2。

　　3.2 工藝創(chuàng)新點及優(yōu)點

　　①本工藝能夠滿足廢水脫色的要求，并能有效率地去除98%以上的無害有機(jī)物，處理后的所排出的的污水能有效地滿足國家綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)一級排放標(biāo)準(zhǔn)要求，實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

　　②相對于常規(guī)酸化混凝沉淀法工藝，無需混凝沉淀池或酸化沉淀池，因此土建工程的投資少，占地面積小。

　?、巯鄬τ贔enton等高級氧化處理工藝，沒有氧化處理工藝，減少了控制反應(yīng)條件的pH計和ORP計等控制設(shè)備，設(shè)備投資少。

　?、軠p相對于Fenton氧化處理工藝，少了硫酸亞鐵(FeSO4)、雙氧水(H2O2)等藥劑投加，以上藥劑均為酸性藥劑，同時也減少了液堿(NaOH)的使用量，因此可以大大降低運行藥劑費用。

　?、莶恍枰都哟罅康幕瘜W(xué)藥劑，因此對廢水的總?cè)芙庑怨腆w的增加量有限，有利于后續(xù)生化處理或達(dá)標(biāo)廢水的中水回用。

　?、逌p少了氧化處理工藝，不再投加硫酸亞鐵(FeSO4)，而且所采用的聚合堿式氯化鋁(PAC)用量比常規(guī)工藝用量少，因此污泥產(chǎn)生量也會大幅度減少。

　　四、結(jié)語

　　隨著油墨污水對環(huán)境排放的限制日趨嚴(yán)格，油墨廢水的污染治理一直是油墨行業(yè)的相關(guān)部門以及企業(yè)環(huán)保管理和生產(chǎn)過程中急需解決的矛盾性問題。該企業(yè)有限公司通過對于油墨廢水的深度綜合處理，強(qiáng)化了對油墨廢水的綜合處理，實現(xiàn)了油墨廢水有效治理，有利于企業(yè)實現(xiàn)了建立油墨資源清潔生產(chǎn)，環(huán)境友好型環(huán)保企業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。(來源：蘇州南風(fēng)優(yōu)聯(lián)環(huán)保工程有限公司)