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、無毒，耐酸堿、抗氧化能力強等特點，在現代的外墻體裝修中已經全面利用，逐步替代大理石、花崗巖等傳統(tǒng)石材。近年來，隨著房地產行業(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，廢水不經過處理直接排放自然環(huán)境中將會對自然環(huán)境造成致命性的破壞，如何有效的處理該廢水已經成為該行業(yè)發(fā)展的重中之重。隨著全球對真石漆用量的加大，不少專業(yè)環(huán)保人士已經開始著手探索真石漆廢水的處理方法，減少其對周圍環(huán)境的影響。

　　1、實驗部分

　　1.1 實驗儀器與試劑

　　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)、硫酸亞鐵銨標準液、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 實驗處理工藝路線圖

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

　　1.4 廢水來源及特性

　　實驗用水來自山東某油漆企業(yè)真石漆車間廢水，該廢水具有懸浮物高、COD高等特點，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 實驗步驟與方法

　　(1)取真石漆廢水2L進行板框壓濾實驗，收集壓濾后廢水，監(jiān)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，觀察混凝沉淀后廢水上清液中SS、COD與PAC加量之間的關系，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，觀察厭氧反應器中COD的降解趨勢，找出最佳厭氧反應時間。

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

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

　　2、實驗結果和討論

　　2.1 板框壓濾對廢水COD及SS去除效果的影響

　　實驗過程中選取兩種處理模式對廢水進行板框壓濾，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;并一種是直接進行壓濾，觀察板框的去除效果。實驗結果如下所示：

　　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，減少了濾布的透過率，提高了廢水懸浮物的去除效果。通過分析還能夠看出，雖然加入PAM對廢水中的COD及SS的去除效果明顯增強，但是通過數據對比發(fā)現，加入PAM和未加入PAM過濾后廢水COD及SS的大小差距較小，且加入PAM的壓濾污泥無法回用至生產工藝中，需要作為固體廢棄物進行處置，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行預處理，壓濾后污泥回用至生產工藝，盡可能減少固體廢棄物對周圍環(huán)境造成影響，并且實現廢物的綜合利用，降低企業(yè)的生產成本。

　　2.2 混凝沉淀對廢水COD及SS去除效果的影響

　　實驗過程中通過加入不同量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，通過最佳投加量的選取，探索出最適合的運行成本，并盡可能少的引入其他物質，減少對后續(xù)生化的影響，實驗結果如圖1、圖2所示。

　　由上圖1、圖2可以看出，隨著加藥量的增加，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(wěn)。當廢水中加入PAC的量為60mg/L的時候，廢水中大部分系統(tǒng)已經被絮凝，此時絮凝點為最佳絮凝點，隨著藥劑的增加，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，剛開始加入PAC時，廢水中懸浮物指標有所增加，此時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。通過圖1和圖2可以看出，當廢水中PAC的添加量為60mg/L的時候，此時廢水的絮凝效果最佳。

　　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壓濾污泥，通過觀察厭氧反應時間與廢水COD之間的變化曲線，探索最佳的厭氧反應時間。實驗結果如圖3所示。

　　由圖3可以看出，隨著時間的變化，廢水中的COD先升高，后降低，當廢水中COD變?yōu)?400~1500mg/L時，此時厭氧效果基本趨于穩(wěn)定狀態(tài)，厭氧去除效率能夠達到67%。通過圖表可以看出，在厭氧反應前期，廢水中COD含量是逐漸增加的，其原因為污泥來源于市政污水廠污泥，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。

　　隨著時間的增加，廢水中的污泥逐步被馴化成厭氧污泥，此時厭氧效果越來越好，通過厭氧菌的生化作用廢水中有機物被轉化成無機物，降低廢水COD的含量。隨著時間的增加，廢水中COD含量逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)，因為此時容易被厭氧生化消耗的物質已經基本被消化掉，剩下的物質無法被厭氧微生物消耗，所以才形成了厭氧穩(wěn)定的狀態(tài)。通過上圖可以看出，厭氧時間為35~45h時，厭氧狀態(tài)趨于穩(wěn)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程中不可或缺的一種處理思路，主要是通過好氧菌膠團的作用，將廢水中的有機物進行去除。實驗過程中取厭氧后的廢水1.5L放入好氧處理器中，采用魚泵充氧的方式對廢水進行充氧，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。實驗結果如下圖所示。

　　由上圖可以看出，隨著時間的增加，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，廢水COD趨于穩(wěn)定狀態(tài)。主要原因為，好氧菌膠團先通過微生物的吸附作用，將廢水中的有機物吸附進入菌膠團中，然后通過微生物的生化作用，一部分轉化成微生物自身生長所需要的原料，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，隨著時間的增加，污泥中的有機物以剩余污泥的形式排出。

　　隨著時間的增加，廢水中的有機物逐步被消耗，剩余物質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，需要通過化學氧化處理工藝將此部分物質消耗掉。

　　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法處理廢水的工藝之一，主要通過臭氧的強氧化作用，將廢水中的有機物氧化成無機物、CO2和水等物質，此方法近年來在廢水深度處理過程中應用較廣。

　　實驗過程中通過改變臭氧發(fā)生器的產生量及反應時間，觀察隨著反應量的變化，廢水中COD的變化曲線。實驗結果如下所示。

　　由上圖可以看出，隨著臭氧量的逐漸增加，廢水中COD含量也逐漸降低，并且廢水COD的降解曲線非常穩(wěn)定。通過上圖分析可以看出，臭氧氧化能力極強，能夠有效的將廢水中的有機物進行氧化，并且對大部分的有機成分均能氧化，氧化過程極快。

　　3、結論

　　(1)通過實驗發(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，厭氧時間為72h時效果最佳。

　　(5)厭氧廢水采用好氧工藝處理后廢水COD出水在300mg/L左右，好氧時間為60h時效果最佳，此時出水能夠達到進入園區(qū)污水處理廠的排放標準。

　　(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時加藥量最佳，此時廢水出水能夠達到國家直排標準。(來源：山東藍城分析測試有限公司，濟南靈秀環(huán)保科技有限公司)