超滤液废水物理化学法处理法

工业电泳涂装工艺中所排放的高浓度有机废水一般成份复杂，难生物降解，会对环境造成很大危害。
  
  　　对高浓度有机废水的治理，传统工艺多采用稀释后进行生化处理的方法，或者用盐析、气浮、离子交换、电絮凝、反渗透等方法。随着人们的长期研究，国内外已探索出一些新而先进的治理方法如：真空蒸馏、低压湿式催化氧化。虽然取得了一定的效果，但或者处理效果不佳，或者成本太高，因此该废水的治理目前仍是个难题。
  
  　　汽车工业电泳涂装工艺产生的超滤液属高浓度有机废水，它含有大量高分子有机化合物、表面活性剂、低分子溶剂、颜料、碳黑等，pH值为7.8～9，COD浓度高达40 000mg/L～60 000mg/L，SS为600mg/L，呈黄绿色，可生化性差。
  
  　　物化法早已被应用于高浓度有机废水的治理中，但由于废水水质不尽相同，处理效果也是千差万别。针对超滤液废水的特点，选择混凝沉淀-化学氧化这一物化工艺路线处理，色度100%去除，COD去除率近80%，效果理想且经济实用。
  
          1　超滤液的来源及处理方法的确定
  
          1.1　超滤液的产生
  　　
          我国汽车工业大都采用了先进的电泳涂装技术，加之为了解决电泳槽液的净化和稳定、水洗残漆的回收和排放问题，提高电泳质量，节省涂料，工艺中采用了超滤技术组成电泳涂装封闭循环系统。使初次使用后的电泳漆经超滤器，将小分子(如水、低分子溶剂等)分离浓缩后再返回使用；而初始时分离出的浓度较低的超滤液，作为冲洗水循环使用，逆向给水冲洗工件，浓度将随之增高；当电泳漆电导率达到影响电泳质量的范围时，超滤器就定期定量排出超滤液。此时的超滤液是经数次逆向给水冲洗工件后排放的，有机物浓度大大增高。
  
          1.2　废水的来源及水质
  　　
          试验用废水取自南京跃进汽车集团公司车身厂涂装车间电泳磷化工艺超滤液排水口，废水的主要成分有丁醇，乙二醇单丁醚，异丙醇，二甲基乙醇胺，聚丁二烯树脂，二甲基乙醇，油漆，颜料等，水温25℃，COD 43 267mg/L,SS 600mg/L，pH为8.7。
  
          1.3　处理方法的选择与确定
  
  　　取同一废水源的水，在相同试验条件下按不同的方法进行处理试验，比较COD去除率，处理结果列入表1。

编号    处理方法    主要药剂使用量    原水COD浓度   /mg/L    出水COD浓度   /mg/L    COD去除率   /%    1    聚合氯化铝处理    970mgAl3+/L    43 267    30 762.8    28.9    2    聚合氯化铝+PAM处理    950mgAl3+/L+0.65mgPAM/L    43 267    23 667.0    45.3    3    聚合硫酸铁+PAM处理    1 450mgFe3+/L+0.8mg PAM/L    43 267    26 046.7    39.8    4    Fenton试剂处理    3%H2O295mL/L+1MFeSO423mL/L    43 267    33 056.0    23.6    5    先用聚合氯化铝+PAM处理，再用Fenton试剂处理    900mgAl3+/L+0.5mgPAM/L   3%H2O230mL/L+1MFeSO47.8mL/L    43 267    9 345.6    78.4    6    先用Fenton试剂处理，再用聚合氯化铝+PAM处理    3%H2O295mL/L+1MFeSO423mL/L   650mgAl3+/L+0.4mgPAM/L    43 267    8 437.1    80.5

　　由表1可知，方法5处理时去除率较高(近80%)。虽然方法6先氧化再混凝处理效果更好些，但氧化剂的投加量较大，经济上不可行，因此确定以方法5的程序进行试验。
  
          2　试验原理
  
          2.1　混凝原理
  
  　　在超滤液中含有大量高分子有机物，这些物质在水中呈细小悬浮物或胶体状。在动力稳定性、聚集稳定性及水化膜的保护作用下，这些物质形成的胶粒在水中长期保持稳定的悬浮分散状态而不聚集下沉，这是胶体表面电化学性质决定的。针对胶体稳定性形成的原因，如果加入适当的混凝剂，破坏胶体的稳定使其凝聚沉淀，就可以达到去除的目的。在对超滤液处理中选用聚合氯化铝(PAC)作混凝剂，它溶于水后，根据不同的水解条件(如pH、水温、投加量)通过聚合或配合反应形成多种型态的水解产物。一般分为4类：未水解的水合铝离子；单核羟基配合物；多核羟基配合物或聚合物；氢氧化铝沉淀物。理论上这些水解产物可以分别起到：压缩双电层作用，吸附-电中和作用，吸附-架桥作用及沉析物网捕作用，从而使胶体脱稳沉淀。当然实际水处理中的混凝现象十分复杂，影响其效果的因素也很多，因此我们将通过试验，用试验数据来验证其可行性。
          氧化原理
  
  　　目前运用化学氧化法治理废水十分普遍，尤其对一些不易生化处理的工业有机废水有较好的效果。在对超滤液的治理中采用氧化的步骤，就是利用多种有机物(包括一些难降解有机物)在氧化剂的作用下都能被氧化分解成无毒无害的无机物(如H2O、CO2等)的机理，来达到净化的目的。经比较决定选择Fenton试剂作为氧化剂，该试剂由H2O2和FeSO4混合液组成。由于Fe2+能催化H2O2生成羟基自由基 . OH，并引发更多的其它自由基(如 . HO2、 . O-2等)，这些自由基具有极强的氧化能力［8］。可使废水中的有机物C—C键断裂，最终分解成H2O、CO2等，使COD降低。或者可以改变其电子云密度和结构，以利于凝聚和吸附过程进行。同时，Fe2+被氧化生成Fe(OH)3在一定酸度下以胶体形态存在，具有凝聚、吸附性能，还可除去水中部分悬浮物和杂质。Fenton试剂处理效果将在试验中加以验证。
          3　试验与结果分析
  
          3.1　试验仪器及材料
  
  　　仪器：PNS-25型酸度计，磁力搅拌器，COD测定设备及其它试验用常备仪器。
  
  　　药品：聚合硫酸铁(PFS)，聚合氯化铝(PAC)，絮凝剂(PAM)，Fenton试剂等。

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