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在水性油墨消費(fèi)和應(yīng)用過(guò)程中,由于設(shè)備的清洗,會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的廢水。水性油墨顏色的千變?nèi)f化形成其廢水的化學(xué)成分相當(dāng)復(fù)雜,具有高COD、高色度、難生物降解的特性,一旦進(jìn)入水體,對(duì)水環(huán)境會(huì)形成嚴(yán)重的污染。廢水的處置工藝與水性油墨的品種和特性有著十分親密的關(guān)系。目前對(duì)水性油墨工業(yè)廢水處理的研討和應(yīng)用主要集中在化學(xué)混凝、電解、混凝氣浮、混凝氣浮-微電解、化學(xué)氧化-混凝等預(yù)處置方法分離生化工藝。
1 電解法
在一些預(yù)處置方法中,電解法顯現(xiàn)出較好的性能,國(guó)內(nèi)的研討應(yīng)用已有一定根底;電解法的優(yōu)點(diǎn)在于:(1)過(guò)程中產(chǎn)生的•OH無(wú)選擇地直接與廢水中的有機(jī)污染物反響,將其降解為二氧化碳、水和簡(jiǎn)單有機(jī)物,沒(méi)有或很少產(chǎn)生二次污染;(2)電解過(guò)程隨同著產(chǎn)生氣浮的功用;(3)能量效率高,電化學(xué)過(guò)程通常在常溫常壓下就可停止;(4)既能夠作為單獨(dú)處置,又能夠與其他處置相分離,如作為前處置,能夠提升廢水的生物降解性,經(jīng)預(yù)處置后的廢水可生化性大幅度提升;(5)電解設(shè)備及其操作通常比擬簡(jiǎn)易。經(jīng)茂名市環(huán)保局環(huán)境工程設(shè)計(jì)中心在茂名阪田油墨有限公司污水處置系統(tǒng)中應(yīng)用,證明應(yīng)用電解法預(yù)處置,再經(jīng)生化處置,處置后的污水可達(dá)標(biāo)排放。
電解法除污機(jī)理
電解法作為一種對(duì)各種污水處置順應(yīng)性強(qiáng)、高效、時(shí)間短、無(wú)二次污染處置辦法,它是應(yīng)用鐵板作為陽(yáng)極,鋁板作為陰極,在強(qiáng)電流的作用下對(duì)污水停止電化學(xué)處置,其主要化學(xué)反響式為:
陽(yáng)極:Fe----Fe2++2e
陰極:2H++2e----H2
作為陽(yáng)極的鐵板在電解過(guò)程中漸漸溶解,以的方式進(jìn)入廢水中,并水解生成Fe(OH)2,這些Fe(OH)2有高的凝聚作用,在陰極產(chǎn)生重生態(tài)的氫,其復(fù)原才能很強(qiáng),與廢水中的污染物起復(fù)原反響,同時(shí)大分子污染物被合成成小分子物質(zhì)。電解過(guò)程包含有氧化作用、復(fù)原作用、凝聚作用、氣浮作用。
1)氧化作用。電解過(guò)程中的氧化作用能夠分為直接氧化(即污染物直接在陽(yáng)極失去電子而發(fā)作氧化)和間接氧化。間接氧化是指應(yīng)用溶液中的電極電勢(shì)較低的陰離子(如OH-、Cl-)。在陽(yáng)極失去電子生成新的較強(qiáng)的氧化劑的活性物質(zhì)[O]、Cl2等,而這些活性物質(zhì)使污染物失去電子,起氧化合成作用,以降低原液中的BOD5、COD、NH3-N等。
2)復(fù)原作用。電解過(guò)程中的復(fù)原作用亦可分作兩類。一類是直接復(fù)原,即污染物直接在陰極上得到電子而發(fā)作復(fù)原作用;另一類是問(wèn)接復(fù)原,污染物中的陽(yáng)離于首先在陰極得到電子,使得電解質(zhì)中高價(jià)或低價(jià)金屬陽(yáng)離于在陰極上得到電子直接被復(fù)原為低價(jià)陽(yáng)離子或金屬沉淀。
3)凝聚作用??扇苄躁?yáng)極例如鐵、鋁等陽(yáng)極,通以直流電,陽(yáng)極失去電子后,構(gòu)成金屬陽(yáng)離子Fe2+、Al3+,與溶液中的OH-生成金屬氫氧化物膠體絮凝劑,其吸附才能極強(qiáng),可將污染物質(zhì)吸附構(gòu)成絮凝體。
4)氣浮作用。對(duì)廢水停止電解的過(guò)程中,當(dāng)電壓到達(dá)水的合成電壓時(shí),在陰極和陽(yáng)極上分別析出氫氣和氧氣,另一方面電解過(guò)程產(chǎn)生的OH-與有機(jī)物反響產(chǎn)生二氧化碳。這些氣體的氣泡尺寸很小,分散度高,可作為載體粘附水中的懸浮固體而上浮,這樣很容易將污染物質(zhì)去除。電氣浮既能夠去除廢水中的疏水性污染物,也能夠去除親水性污染物。
2 UASB工藝
升流式厭氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed,注:以下簡(jiǎn)稱UASB)工藝由于具有厭氧過(guò)濾及厭氧活性污泥法的雙重特性,作為可以將污水中的污染物轉(zhuǎn)化成再生清潔能源——沼氣的一項(xiàng)技術(shù)。1971年荷蘭瓦格寧根(Wageningen)農(nóng)業(yè)大學(xué)拉丁格(Lettinga)教授經(jīng)過(guò)物理構(gòu)造設(shè)計(jì),應(yīng)用重力場(chǎng)對(duì)不同密度物質(zhì)作用的差別,創(chuàng)造了三相別離器。使活性污泥停留時(shí)間與廢水停留時(shí)間別離,構(gòu)成了上流式厭氧污泥床(UASB)反響器的雛型。1974年荷蘭CSM公司在其6m3反響器處置甜菜制糖廢水時(shí),發(fā)現(xiàn)了活性污泥本身固定化機(jī)制構(gòu)成的生物聚體構(gòu)造,即顆粒污泥(granular sludge)。顆粒污泥的呈現(xiàn),不只促進(jìn)了以UASB為代表的第二代厭氧反響器的應(yīng)用和開(kāi)展,而且還為第三代厭氧反響器的降生奠定了根底。
UASB工藝關(guān)于不同含固量污水的順應(yīng)性也強(qiáng),且其構(gòu)造、運(yùn)轉(zhuǎn)操作維護(hù)管理相對(duì)簡(jiǎn)單,造價(jià)也相對(duì)較低,技術(shù)曾經(jīng)成熟,正日益得到污水處置業(yè)界的注重,得到普遍的歡送和應(yīng)用。
3 氣浮法
度分散的微小氣袍作為載體粘附于廢水中的懸浮污染物,使其浮力大于重力和阻力,從而使污染物上浮至水面,構(gòu)成泡沫,然后用刮渣設(shè)備自水面刮除泡沫,完成固液或液液別離的過(guò)程稱為氣浮。
氣浮除油原理主要是應(yīng)用油水間外表張力大于油氣間外表張力,油疏水而氣相對(duì)親水的特性,將空氣通人污水中,同時(shí)加人浮選劑使油粒粘附在氣泡上,氣泡吸附油及懸浮物上浮到水面從而到達(dá)別離的目的,氣浮法主要去除的是剩余浮油和不含外表活性劑的分散油。缺陷是設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)部件多,含油污水含鹽量高,腐蝕性強(qiáng),因而流程運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性較差。
4 混凝法
混凝法是向污水中投加一定量的藥劑,經(jīng)過(guò)脫穩(wěn)、架橋等反響過(guò)程,使水中的污染物凝聚并沉降。水中呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)通常帶有負(fù)電荷,膠體顆粒之間相互排擠構(gòu)成穩(wěn)定的混合液,若水中帶有相反電荷的電介質(zhì)(即混凝劑)可使污水中的膠體顆粒改動(dòng)為呈電中性,并在分子引力作用下凝聚成大顆粒下沉。
這種辦法用于處置含油廢水、染色廢水、洗毛廢水等,該法能夠獨(dú)立運(yùn)用,也能夠和其他辦法配合運(yùn)用,通常作為預(yù)處置、中間處置和深度處置等。常用的混凝劑則有硫酸鋁、堿式氯化鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵等。
5 生物接觸氧化法
生物接觸氧化法是生物膜法的主要設(shè)備之一,生物膜法是一大類生物處置法的統(tǒng)稱,其主要應(yīng)用附著生善于某些固體物外表的微生物(即生物膜)停止有機(jī)污水處置的辦法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng),其附著的固體介質(zhì)稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為慶氣層、好氣層、附著水層、運(yùn)動(dòng)水層。其原理是,生物膜首先吸附附著水層有機(jī)物,由好氣層的好氣菌將其合成,再進(jìn)入?yún)挌鈱油V箙挌夂铣?,活?dòng)水層則將老化的生物膜沖掉以生長(zhǎng)新的生物膜,如此往復(fù)以到達(dá)凈化污水的目的。老化的生物膜不時(shí)零落下來(lái),隨水流入二次沉淀被沉淀去除。
生物接觸氧化法的處置構(gòu)筑物是浸沒(méi)曝氣式生物濾池,也稱生物接觸氧化池。圖所示其根本流程。
生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)置填料,填料吞沒(méi)在廢水中,填料上長(zhǎng)滿生物膜,廢水與生物膜接觸過(guò)程中,水中的有機(jī)物被微生物吸附、氧化合成和轉(zhuǎn)化為新的生物膜。從填料上零落的生物膜,隨水流到二沉池后被去除,廢水得到凈化。在接觸氧化池中,微生物所需求的氧氣來(lái)自水中,而廢水則自鼓人的空氣不時(shí)補(bǔ)充失去的溶解氧??諝馐墙?jīng)過(guò)設(shè)在池底的穿孔布?xì)夤苓M(jìn)入水流,當(dāng)氣泡上升時(shí)向廢水供給氧氣,有時(shí)并借以回流池水。參見(jiàn)圖2。圖2 集中布?xì)馐浇](méi)曝氣生物濾池
生物接觸氧化法的特性:
(1)由于填料的比外表積大,池內(nèi)的充氧條件良好。生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物固體量高于活性污泥法曝氣池及生物濾池,因而,生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷;
(2)生物接觸氧化法不需求污泥回流,也就不存在污泥收縮問(wèn)題,運(yùn)轉(zhuǎn)管理煩瑣;
(3)由于生物固體量多,水流又屬完整混合型,因而生物接觸氧化池對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的順應(yīng)才能;
(4)生物接觸氧化池有機(jī)容積負(fù)荷較高時(shí),其F/M堅(jiān)持在較低程度,污泥產(chǎn)量較少。
6、膜生物反響器
膜生物反響器( Membrance Bioreactor Reactor,簡(jiǎn)稱MBR)是膜別離與生物處置技術(shù)組合而成的廢水生物處置新工藝, 與傳統(tǒng)的生化處置技術(shù)相比,MBR具有以下主要特性:處置效率高、出水水質(zhì)好;設(shè)備緊湊、占地面積小;易完成自動(dòng)控制、運(yùn)轉(zhuǎn)管理簡(jiǎn)單。80年代以來(lái),該技術(shù)愈來(lái)愈得到注重,成為水處置技術(shù)研討的一個(gè)熱點(diǎn)。目前,膜生物反響器已應(yīng)用于美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本和埃及等十多個(gè)國(guó)度,處置范圍在6~13000 m3/d。
近兩年來(lái),膜生物反響器在我國(guó)國(guó)內(nèi)已進(jìn)入了適用化階段。 MBR系統(tǒng)的處置對(duì)象從生活污水?dāng)U展到高濃度有機(jī)廢水和難降解工業(yè)廢水,如制藥廢水、化工廢水、食品廢水、屠宰廢水、煙草廢水、豆制品廢水、糞便污水、黃泔污水等。從目前的趨向看,中水回用將是MBR在我國(guó)推行應(yīng)用的主要方向。表1羅列了MBR在我國(guó)的應(yīng)用實(shí)例及處置效果。這些應(yīng)用實(shí)例標(biāo)明:MBR對(duì)生活污水、高濃度有機(jī)廢水與難降解工業(yè)廢水的處置效果良好。