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涂料废水处理技术的研究进展

目录:新闻列表发布时间:2020-06-13 10:52点击率:

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:总结了涂料废水的特性和危害,系统地总结了国内外常用的两种主要类型的涂料废水处理方法的研究进展,即物理化学方法和生物方法。同时,对涂料废水实际处理过程中使用的各种技术进行了总结和比较,为涂料废水处理过程的选择提供了有力的参考。

关键字:油漆废水;治疗;理化方法;生物学方法

1油漆废水的特征

大多数油漆生产过程涉及树脂合成,它使用多种化学原料,例如有机溶剂和添加剂,并且还包含大量的各种高分子有机化合物作为增稠剂和分散剂,因此在生产过程中不可避免地要排放工业废水。此外,涂料废水还包含大量的纳米级超细无机材料,例如二氧化钛(TiO2),高岭土和各种有色颜料。

由于涂料行业生产规模小,种类繁多,通常是分批生产,因此其废水具有间歇排放,水质和水量波动较大的特点;每个生产过程产生的废水之间的差异非常大;废水量少,但污染物的组成非常复杂;它含有多种有毒且可生物降解的大分子和有机化合物,且浓度高。废水中的固体含量很高。

因此,如果这些废水不能得到适当的处理,将不可避免地对环境造成严重污染。

2油漆废水的处理方法

目前,各种物理化学分离方法,生物方法和物理化学-生物耦合方法在油漆废水处理中得到了广泛的应用,取得了一定的成果。实现了。焚烧,湿式氧化和光催化等技术仍处于试验和探索阶段,尚未有报道用于处理实际的涂料废水。

2.1物理化学方法

物理化学方法用作涂覆废水的预处理或单一处理方法,以去除悬浮的固体,颜料和其他物质,固体物质和重金属在废水中效果非常显着。

2.1.1气浮法

油漆废水中含有相当一部分的挥发性成分和油,可以通过气浮来处理,即通过高度分散的微气泡来处理。载体,要使废水中的悬浮物粘附,使其密度不及水,并漂浮到水表面,或使用絮凝剂絮凝以实现固液分离。气浮法的应用可使废水中悬浮物的去除率达到65%,并且CODCr和生物耗氧量(BOD5)的去除率均在50%以上,可以作为均质后处理[1]。 ]。

2.1.2混凝法

混凝法是工业废水处理中常用的一种方法。它主要用于去除废水中的细小悬浮固体和胶体颗粒,以减少废水的浊度和色素沉着。它可以单独用作处理方法,并且经常与其他方法结合使用。曲光远等[2]以碱性氯化铝为絮凝剂,聚丙烯酰胺为混凝剂,对进入调节池的废水进行混凝-气浮处理,取得了满意的效果。韩运华等[3]以水溶性羧甲基壳聚糖为絮凝剂对含涂料废水进行了絮凝试验。研究发现,这种絮凝剂的量仅为化学絮凝剂的量的1/20,并且受pH的影响。它极小,不受温度的影响很大,同时絮凝物迅速形成。具有无毒,无二次污染,使用方便的特点。

在间歇性生产水溶性油漆的过程中,会产生大量清洁废水,约占排放废水总量的65%。 Jewell等人针对清洁废水中固体颗粒的浓度变化很大的特点。文献[4]研究了混凝剂的浓度与最佳剂量之间的关系,可以避免因过量投药或投药量不足导致大量废水而引起的毒性和效率低下。

但是,传统的沉降方法或气浮处理工艺仅分离固体,不能充分发挥这些絮凝沉积物的过滤和吸附作用。何学光等[5]选择了一种高效的污水净化设备,可以使污染物和絮凝剂反应后产生的絮凝沉淀物进一步形成吸附过滤流化床,使进水废水经过水处理后成为固液。一般的混凝反应分离效果,过滤效果和吸附净化效果与活性炭相同,有效降低了以后的生化处理负担。

2.1.3吸附法

吸附法是利用多孔固体吸附剂的表面吸附废水中的一种或多种污染物来达到净化废水的目的。刘士才等。 [6]通过粗吸附和絮凝沉淀法处理涂料废水的原废水,然后用活性炭结合处理,静态吸附和动态吸附相结合,使涂料废水经过处理达到工业废水排放标准。 。

2.1.4提取方法

提取方法是使用特定的溶剂充分混合并与废水接触,从而使溶解在废水中的某些污染物可以重新分配和转移。将溶剂与提取的废水分离,以达到净化废水的目的。对于高浓度涂料废水,王菊芳[7]选择了二甲苯萃取和硫酸酸化破乳。废水中CODCr的去除率为85%-95%,预处理效果非常显着。废水中的大部分有机物得以回收。萃取剂也可以重复使用。预处理后的有机废水与其他废水合并,依次进行焦炭吸附,气浮,电解,氧化池的处理,净化效果更好。

2.1.5膜分离方法

膜分离技术在大规模废水处理和回用中的应用是近年来才被接受和发展的新技术。根据美国商业通讯公司的研究报告,到2006年,用于废水处理的膜技术的年均增长率将达到6.8%[8]。目前,在涂料废水的处理中,国内外主要采用微滤(MF),超滤(UF)和反渗透技术(OR)。

2.1.5.1微滤

反渗透的预处理部分主要使用微滤和超滤,这两种都是由于静压过程差异而引起的液相分离。通常,可以将相对分子量保持在500到106之间的膜分离过程称为微滤。天津雅士有限公司于1999年采用微滤膜法处理涂料废水。运行结果表明,整个废水处理系统和自动控制程序运行正常,废水处理能力达到4.2m3 / h,CODCr去除率为75%,BOD5去除率为89.9%,磷酸盐(以磷计)为99.4%,除油率为98.9%[9]。

2.1.5.2超滤

超滤适用于分离分子量大于500且直径为0的大分子和胶体。005至10μm,可用于保留涂料着色剂。电泳漆废水中的油漆占所用油漆总量的10%至5​​0%。如果不经处理直接排放,不仅会浪费资源,还会造成严重的环境污染。超滤法可用于回收废水中的电泳漆,剩余的水可作为洗涤水回用。同时,有害的无机盐可以通过超滤膜,从而提高了电泳漆的比电阻,提高了电泳漆的质量。北京的一家汽车厂使用超滤处理电泳漆废水。电泳漆的废品率高达97%至98%。从200m3 / d的废水排放量减少到5m3 / d,节省了大量去离子水。约2年即可收回所有投资[10]。

目前,微滤和超滤主要用于反渗透的预处理部分,并有望在未来几年内增长更快。废水回用中的微滤和超滤已占其设备总生产能力的1/5以上[11]。

2.1.5.3反渗透

当稀释剂和浓缩液被半透膜分开时,在浓缩液的方向上施加了外部压力,并且浓缩液会渗透到稀释液一侧,这种现象称为反渗透。目前,反渗透技术被用于处理工业废水,处理后的水和截留的浓缩液的成分可以原位回用。

2.1.5.4超滤/反渗透耦合

超滤技术可以有效去除废水中的大部分悬浮固体,胶体和一些附着于悬浮固体的有机物。结合反渗透技术,即采用超滤进行预处理,可以更好地控制反渗透水质,从而减少了反渗透膜清洗的频率,简化了预处理操作。目前,世界上98%的车身使用电泳漆作为底漆。为了提高电泳漆和水的回收率,许多国外制造商目前使用超滤/反渗透耦合技术。

PPG是美国著名的油漆供应商,使用UF / OR偶联技术处理含有油漆残渣和溶剂的废水。 UF膜截留废水中的悬浮固体和大分子量颗粒,OR膜过滤掉较小的杂质颗粒。工厂外需要处理的废水量从每年1514.0m3减少到75.7m3;同时,相关的废气排放也减少了,用于焚化处理的数量和能量[12]。

2.2生物处理方法

生物处理方法是利用微生物的代谢将有毒有害的有机物质转化为毒性较小的物质,并且具有成本效益和合理的成本。但是,涂料废水一般浓度高,含有大量有毒有机物,难以直接生物降解。因此,目前国内外大多数技术都采用了物理化学方法与生物化学方法的结合,即先采用物理化学方法将水质和水量充分均质化,以减轻对后续生物处理的影响。

2.2.1好氧生物处理方法

2.2.1.1活性污泥法

福特是世界上最大的汽车制造商,其生产过程产生的废水该过程中包括去离子水,油漆废水和生活污水。在处理过程中,首先将涂料废水和去离子水合并进行化学絮凝和沉淀,然后通过上游接触式沉淀池沉降,然后进入曝气池。原来的高浓度涂料废水缺乏微生物生长所需的氮和磷,将其与生活污水混合以提供所需的养分,同时根据实际需要添加一定量的特殊养分进行混合,有助刺激降解细菌的生长,提高活性污泥处理系统的性能,并提高其生物降解效率。混合后的污水由活性污泥池处理,最后由第二个沉淀池沉淀。为了达到三级过滤的效果,对二级沉淀池的废水进行再次过滤,最后对水质进行分析。经过4个月的实验处理,原始涂料废水的BOD从15000mg / L降至21mg / L,总去除率达到99.3%[13]。

王方远等。 [14]采用油分离-气浮-循环活性污泥法-过滤工艺处理涂料废水。出水各项指标基本达到设计要求,总COD去除率约为98.1%。由于涂料废水中的水溶性溶剂通常难以物理化学分离,可以选择混凝过滤作为预处理工艺,活性污泥曝气生化处理后,废水中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种群粘附到膜表面上的其他物体上,并可以通过与废水接触而进行纯化。目前,采用生物膜法处理涂料废水的工艺主要有以下几种:

(1)生物转盘

美国海军使用了超过11亿吨的有害废水。每年去除油漆升,主要包含二氯甲烷和苯酚;此外,还有石蜡,纤维素衍生物,石油磺酸盐和萘。废水和生活污水按1:1比例混合,采用活性污泥法和生物转盘法进行对比实验。结果表明,无论细菌群处于悬浮生长还是吸附生长,混合废水均能得到有效处理。此外,活性污泥法可改善营养环境(例如向废水中添加葡萄糖),可显着增加处理系统中的细菌数量。与使用单一碳源相比,细菌的数量高出2个数量级。在生物转盘系统中,连续进水期间细菌的数量比间歇性进水的细菌数量大得多,这可能是由于两个原因:一是反应系统中有毒废水的浓度高于连续进水时的浓度。间歇进水期间进水。 ;二是连续取水更有利于细菌的吸附。另外,在对细菌的数量和类型及其生物降解有毒化合物的能力进行全面分析之后,认为假单胞菌和棒状细菌是降解此类废水的主要细菌。

(2)生物接触氧化法

重庆三峡涂料有限公司处理综合涂料工业废水时,经过一级处理后,采用生物接触氧化处理工艺。微生物的适应时间短,活性高,废水中有机物的降解速度快[15]。湖南湘江涂料集团采用均相油分离-混凝-气浮-生物接触氧化工艺处理综合涂料废水,废水达到国家一级排放标准[16]。左红英等人的研究。[17]表明,絮凝和气浮用于预处理后,第二种生物接触方法后,处理后的废水经活性炭和工业循环冷却水处理器处理,最终达到工业循环冷却水。设计要求。

(3)生物流化床

生物流化床使用粒径小于1mm的粒状材料作为载体,将其填充在曝气容器中,然后从底部到顶部使用废水。载体流化,并且载体表面覆盖有生物膜。武汉双虎涂料有限公司采用一级气浮预处理技术处理涂料生产废水,然后采用纯氧生物流化床装置进行处理。

目前,作者正在研究移动床生物膜法(MBBR)和曝气生物滤池法(BAF)的串联关系。 MBBR具有很强的抗冲击负载能力,BAF具有收集生物氧化和保留的能力。悬浮的固体被整合到一个主体中,并被组合成复合生物膜工艺来处理涂料废水。经过一段时间的运行,发现该系统具有良好的处理效果,运行稳定。当单级反应器的水力停留时间为5h,平均进水COD浓度为800mg / L时,其最终出水COD去除率达到93.05%。

2.2.2厌氧生物处理方法

涂料废水中的有机物含量通常很高,不适合直接使用好氧处理,首先,厌氧生物处理可以使用。陈备[19]在原始气浮罐前增加了生化处理。第一阶段是有氧生化处理。在好氧细菌的作用下,大分子有机物降解为小分子有机物,同时降低了废水的CODCr值。提高了废水的BOD5 / CODCr值,有利于后续的好氧生化处理。

2.2.3氧化池

氧化池是天然池或人工池。废水在池塘中停留了很长时间,并且有机污染物通过过程中水中微生物的代谢活动而被降解和净化。

基于水生植物的生态池塘工程净化涂层废水也是一种有效的生物处理技术。黄运柱等。 [20]经过物理和化学预处理后,在油漆废水中培育了凤眼莲,废水为凤眼莲的生长和发育提供了所需的水和养分。实验表明凤眼莲具有顽强的生命力,良好的抗污性和吸收性,是一种优良的防污植物。用于通过代谢进行废水综合处理的生态系统已取得理想效果[20]。而且,生态塘工程净化涂层废水的工艺相对简单,对以酸,醇,苯系列为主的工业废水具有净化作用。但是,由于氧化池的处理效果受光和温度的影响很大,因此夏季的处理效果通常要好于冬季。

3概述

随着国内外涂料行业的兴起,人们不仅要面对生产带来的便利,还要面对生产带来的便利。包括油漆废水处理在内的一系列问题是一个严重的问题。目前,人们围绕理化方法和生物方法开发和研究了多种处理废水的方法,并取得了一些进展。特别是对于一些新兴技术(如膜分离技术)的开发和应用,带来了高浓度且难于生物降解的涂料废水处理的新机会。在现阶段,尚缺乏相关的报道,如纳米光催化技术和先进的氧化技术等,用于涂料工业废水的处理,这将成为人们关注和尝试的话题。

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