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      涂料廢水處理技術的研究進展

      目錄:新聞列表發布時間:2020-06-13 10:52點擊率:

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      :總結了涂料廢水的特性和危害,系統地總結了國內外常用的兩種主要類型的涂料廢水處理方法的研究進展,即物理化學方法和生物方法。同時,對涂料廢水實際處理過程中使用的各種技術進行了總結和比較,為涂料廢水處理過程的選擇提供了有力的參考。

      關鍵字:油漆廢水;治療;理化方法;生物學方法

      1油漆廢水的特征

      大多數油漆生產過程涉及樹脂合成,它使用多種化學原料,例如有機溶劑和添加劑,并且還包含大量的各種高分子有機化合物作為增稠劑和分散劑,因此在生產過程中不可避免地要排放工業廢水。此外,涂料廢水還包含大量的納米級超細無機材料,例如二氧化鈦(TiO2),高嶺土和各種有色顏料。

      由于涂料行業生產規模小,種類繁多,通常是分批生產,因此其廢水具有間歇排放,水質和水量波動較大的特點;每個生產過程產生的廢水之間的差異非常大;廢水量少,但污染物的組成非常復雜;它含有多種有毒且可生物降解的大分子和有機化合物,且濃度高。廢水中的固體含量很高。

      因此,如果這些廢水不能得到適當的處理,將不可避免地對環境造成嚴重污染。

      2油漆廢水的處理方法

      目前,各種物理化學分離方法,生物方法和物理化學-生物耦合方法在油漆廢水處理中得到了廣泛的應用,取得了一定的成果。實現了。焚燒,濕式氧化和光催化等技術仍處于試驗和探索階段,尚未有報道用于處理實際的涂料廢水。

      2.1物理化學方法

      物理化學方法用作涂覆廢水的預處理或單一處理方法,以去除懸浮的固體,顏料和其他物質,固體物質和重金屬在廢水中效果非常顯著。

      2.1.1氣浮法

      油漆廢水中含有相當一部分的揮發性成分和油,可以通過氣浮來處理,即通過高度分散的微氣泡來處理。載體,要使廢水中的懸浮物粘附,使其密度不及水,并漂浮到水表面,或使用絮凝劑絮凝以實現固液分離。氣浮法的應用可使廢水中懸浮物的去除率達到65%,并且CODCr和生物耗氧量(BOD5)的去除率均在50%以上,可以作為均質后處理[1]。 ]。

      2.1.2混凝法

      混凝法是工業廢水處理中常用的一種方法。它主要用于去除廢水中的細小懸浮固體和膠體顆粒,以減少廢水的濁度和色素沉著。它可以單獨用作處理方法,并且經常與其他方法結合使用。曲光遠等[2]以堿性氯化鋁為絮凝劑,聚丙烯酰胺為混凝劑,對進入調節池的廢水進行混凝-氣浮處理,取得了滿意的效果。韓運華等[3]以水溶性羧甲基殼聚糖為絮凝劑對含涂料廢水進行了絮凝試驗。研究發現,這種絮凝劑的量僅為化學絮凝劑的量的1/20,并且受pH的影響。它極小,不受溫度的影響很大,同時絮凝物迅速形成。具有無毒,無二次污染,使用方便的特點。

      在間歇性生產水溶性油漆的過程中,會產生大量清潔廢水,約占排放廢水總量的65%。 Jewell等人針對清潔廢水中固體顆粒的濃度變化很大的特點。文獻[4]研究了混凝劑的濃度與最佳劑量之間的關系,可以避免因過量投藥或投藥量不足導致大量廢水而引起的毒性和效率低下。

      但是,傳統的沉降方法或氣浮處理工藝僅分離固體,不能充分發揮這些絮凝沉積物的過濾和吸附作用。何學光等[5]選擇了一種高效的污水凈化設備,可以使污染物和絮凝劑反應后產生的絮凝沉淀物進一步形成吸附過濾流化床,使進水廢水經過水處理后成為固液。一般的混凝反應分離效果,過濾效果和吸附凈化效果與活性炭相同,有效降低了以后的生化處理負擔。

      2.1.3吸附法

      吸附法是利用多孔固體吸附劑的表面吸附廢水中的一種或多種污染物來達到凈化廢水的目的。劉士才等。 [6]通過粗吸附和絮凝沉淀法處理涂料廢水的原廢水,然后用活性炭結合處理,靜態吸附和動態吸附相結合,使涂料廢水經過處理達到工業廢水排放標準。 。

      2.1.4提取方法

      提取方法是使用特定的溶劑充分混合并與廢水接觸,從而使溶解在廢水中的某些污染物可以重新分配和轉移。將溶劑與提取的廢水分離,以達到凈化廢水的目的。對于高濃度涂料廢水,王菊芳[7]選擇了二甲苯萃取和硫酸酸化破乳。廢水中CODCr的去除率為85%-95%,預處理效果非常顯著。廢水中的大部分有機物得以回收。萃取劑也可以重復使用。預處理后的有機廢水與其他廢水合并,依次進行焦炭吸附,氣浮,電解,氧化池的處理,凈化效果更好。

      2.1.5膜分離方法

      膜分離技術在大規模廢水處理和回用中的應用是近年來才被接受和發展的新技術。根據美國商業通訊公司的研究報告,到2006年,用于廢水處理的膜技術的年均增長率將達到6.8%[8]。目前,在涂料廢水的處理中,國內外主要采用微濾(MF),超濾(UF)和反滲透技術(OR)。

      2.1.5.1微濾

      反滲透的預處理部分主要使用微濾和超濾,這兩種都是由于靜壓過程差異而引起的液相分離。通常,可以將相對分子量保持在500到106之間的膜分離過程稱為微濾。天津雅士有限公司于1999年采用微濾膜法處理涂料廢水。運行結果表明,整個廢水處理系統和自動控制程序運行正常,廢水處理能力達到4.2m3 / h,CODCr去除率為75%,BOD5去除率為89.9%,磷酸鹽(以磷計)為99.4%,除油率為98.9%[9]。

      2.1.5.2超濾

      超濾適用于分離分子量大于500且直徑為0的大分子和膠體。005至10μm,可用于保留涂料著色劑。電泳漆廢水中的油漆占所用油漆總量的10%至5??0%。如果不經處理直接排放,不僅會浪費資源,還會造成嚴重的環境污染。超濾法可用于回收廢水中的電泳漆,剩余的水可作為洗滌水回用。同時,有害的無機鹽可以通過超濾膜,從而提高了電泳漆的比電阻,提高了電泳漆的質量。北京的一家汽車廠使用超濾處理電泳漆廢水。電泳漆的廢品率高達97%至98%。從200m3 / d的廢水排放量減少到5m3 / d,節省了大量去離子水。約2年即可收回所有投資[10]。

      目前,微濾和超濾主要用于反滲透的預處理部分,并有望在未來幾年內增長更快。廢水回用中的微濾和超濾已占其設備總生產能力的1/5以上[11]。

      2.1.5.3反滲透

      當稀釋劑和濃縮液被半透膜分開時,在濃縮液的方向上施加了外部壓力,并且濃縮液會滲透到稀釋液一側,這種現象稱為反滲透。目前,反滲透技術被用于處理工業廢水,處理后的水和截留的濃縮液的成分可以原位回用。

      2.1.5.4超濾/反滲透耦合

      超濾技術可以有效去除廢水中的大部分懸浮固體,膠體和一些附著于懸浮固體的有機物。結合反滲透技術,即采用超濾進行預處理,可以更好地控制反滲透水質,從而減少了反滲透膜清洗的頻率,簡化了預處理操作。目前,世界上98%的車身使用電泳漆作為底漆。為了提高電泳漆和水的回收率,許多國外制造商目前使用超濾/反滲透耦合技術。

      PPG是美國著名的油漆供應商,使用UF / OR偶聯技術處理含有油漆殘渣和溶劑的廢水。 UF膜截留廢水中的懸浮固體和大分子量顆粒,OR膜過濾掉較小的雜質顆粒。工廠外需要處理的廢水量從每年1514.0m3減少到75.7m3;同時,相關的廢氣排放也減少了,用于焚化處理的數量和能量[12]。

      2.2生物處理方法

      生物處理方法是利用微生物的代謝將有毒有害的有機物質轉化為毒性較小的物質,并且具有成本效益和合理的成本。但是,涂料廢水一般濃度高,含有大量有毒有機物,難以直接生物降解。因此,目前國內外大多數技術都采用了物理化學方法與生物化學方法的結合,即先采用物理化學方法將水質和水量充分均質化,以減輕對后續生物處理的影響。

      2.2.1好氧生物處理方法

      2.2.1.1活性污泥法

      福特是世界上最大的汽車制造商,其生產過程產生的廢水該過程中包括去離子水,油漆廢水和生活污水。在處理過程中,首先將涂料廢水和去離子水合并進行化學絮凝和沉淀,然后通過上游接觸式沉淀池沉降,然后進入曝氣池。原來的高濃度涂料廢水缺乏微生物生長所需的氮和磷,將其與生活污水混合以提供所需的養分,同時根據實際需要添加一定量的特殊養分進行混合,有助刺激降解細菌的生長,提高活性污泥處理系統的性能,并提高其生物降解效率?;旌虾蟮奈鬯苫钚晕勰喑靥幚?,最后由第二個沉淀池沉淀。為了達到三級過濾的效果,對二級沉淀池的廢水進行再次過濾,最后對水質進行分析。經過4個月的實驗處理,原始涂料廢水的BOD從15000mg / L降至21mg / L,總去除率達到99.3%[13]。

      王方遠等。 [14]采用油分離-氣浮-循環活性污泥法-過濾工藝處理涂料廢水。出水各項指標基本達到設計要求,總COD去除率約為98.1%。由于涂料廢水中的水溶性溶劑通常難以物理化學分離,可以選擇混凝過濾作為預處理工藝,活性污泥曝氣生化處理后,廢水中COD和SS均具有良好的去除效果。

      2.2.1.2生物膜方法

      生物膜方法是使微生物種群粘附到膜表面上的其他物體上,并可以通過與廢水接觸而進行純化。目前,采用生物膜法處理涂料廢水的工藝主要有以下幾種:

      (1)生物轉盤

      美國海軍使用了超過11億噸的有害廢水。每年去除油漆升,主要包含二氯甲烷和苯酚;此外,還有石蠟,纖維素衍生物,石油磺酸鹽和萘。廢水和生活污水按1:1比例混合,采用活性污泥法和生物轉盤法進行對比實驗。結果表明,無論細菌群處于懸浮生長還是吸附生長,混合廢水均能得到有效處理。此外,活性污泥法可改善營養環境(例如向廢水中添加葡萄糖),可顯著增加處理系統中的細菌數量。與使用單一碳源相比,細菌的數量高出2個數量級。在生物轉盤系統中,連續進水期間細菌的數量比間歇性進水的細菌數量大得多,這可能是由于兩個原因:一是反應系統中有毒廢水的濃度高于連續進水時的濃度。間歇進水期間進水。 ;二是連續取水更有利于細菌的吸附。另外,在對細菌的數量和類型及其生物降解有毒化合物的能力進行全面分析之后,認為假單胞菌和棒狀細菌是降解此類廢水的主要細菌。

      (2)生物接觸氧化法

      重慶三峽涂料有限公司處理綜合涂料工業廢水時,經過一級處理后,采用生物接觸氧化處理工藝。微生物的適應時間短,活性高,廢水中有機物的降解速度快[15]。湖南湘江涂料集團采用均相油分離-混凝-氣浮-生物接觸氧化工藝處理綜合涂料廢水,廢水達到國家一級排放標準[16]。左紅英等人的研究。[17]表明,絮凝和氣浮用于預處理后,第二種生物接觸方法后,處理后的廢水經活性炭和工業循環冷卻水處理器處理,最終達到工業循環冷卻水。設計要求。

      (3)生物流化床

      生物流化床使用粒徑小于1mm的粒狀材料作為載體,將其填充在曝氣容器中,然后從底部到頂部使用廢水。載體流化,并且載體表面覆蓋有生物膜。武漢雙虎涂料有限公司采用一級氣浮預處理技術處理涂料生產廢水,然后采用純氧生物流化床裝置進行處理。

      目前,作者正在研究移動床生物膜法(MBBR)和曝氣生物濾池法(BAF)的串聯關系。 MBBR具有很強的抗沖擊負載能力,BAF具有收集生物氧化和保留的能力。懸浮的固體被整合到一個主體中,并被組合成復合生物膜工藝來處理涂料廢水。經過一段時間的運行,發現該系統具有良好的處理效果,運行穩定。當單級反應器的水力停留時間為5h,平均進水COD濃度為800mg / L時,其最終出水COD去除率達到93.05%。

      2.2.2厭氧生物處理方法

      涂料廢水中的有機物含量通常很高,不適合直接使用好氧處理,首先,厭氧生物處理可以使用。陳備[19]在原始氣浮罐前增加了生化處理。第一階段是有氧生化處理。在好氧細菌的作用下,大分子有機物降解為小分子有機物,同時降低了廢水的CODCr值。提高了廢水的BOD5 / CODCr值,有利于后續的好氧生化處理。

      2.2.3氧化池

      氧化池是天然池或人工池。廢水在池塘中停留了很長時間,并且有機污染物通過過程中水中微生物的代謝活動而被降解和凈化。

      基于水生植物的生態池塘工程凈化涂層廢水也是一種有效的生物處理技術。黃運柱等。 [20]經過物理和化學預處理后,在油漆廢水中培育了鳳眼蓮,廢水為鳳眼蓮的生長和發育提供了所需的水和養分。實驗表明鳳眼蓮具有頑強的生命力,良好的抗污性和吸收性,是一種優良的防污植物。用于通過代謝進行廢水綜合處理的生態系統已取得理想效果[20]。而且,生態塘工程凈化涂層廢水的工藝相對簡單,對以酸,醇,苯系列為主的工業廢水具有凈化作用。但是,由于氧化池的處理效果受光和溫度的影響很大,因此夏季的處理效果通常要好于冬季。

      3概述

      隨著國內外涂料行業的興起,人們不僅要面對生產帶來的便利,還要面對生產帶來的便利。包括油漆廢水處理在內的一系列問題是一個嚴重的問題。目前,人們圍繞理化方法和生物方法開發和研究了多種處理廢水的方法,并取得了一些進展。特別是對于一些新興技術(如膜分離技術)的開發和應用,帶來了高濃度且難于生物降解的涂料廢水處理的新機會。在現階段,尚缺乏相關的報道,如納米光催化技術和先進的氧化技術等,用于涂料工業廢水的處理,這將成為人們關注和嘗試的話題。

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