真实涂料废水处理技术

真石漆是一种类似大理石、花岗岩的油漆。该涂料防水、防火、无毒、耐酸碱、抗氧化能力强。在现代外墙装饰中得到了充分的应用，并逐渐取代了大理石、花岗岩等传统石材。近年来，随着房地产行业的快速发展，真石漆的用量也在逐渐增加。

真漆废水是一种高有机物、高悬浮物的废水，含有纤维素、增塑剂、增稠剂、成膜助剂、乳液等物质。如果废水不经处理直接排放到自然环境中，会对自然环境造成致命的破坏。如何有效处理废水已成为该行业发展的重中之重。随着真石漆在全球消费的日益增加，许多专业环保人士开始探索真石漆废水的处理方法，以减少其对周围环境的影响。

1.实验部分

1.1实验仪器和试剂

板框压滤装置、混凝沉淀装置、厌氧反应器装置、好氧反应器装置、臭氧催化氧化装置、温度计、烧杯、COD恒温加热器、COD瓶、250mL锥形瓶、1000mL锥形瓶、移液管、电子天平、摇床、恒温加热棒和100mL量筒；

氢氧化钠、重铬酸钾溶液、硫酸-硫酸银溶液(Ag2SO4-H2SO4溶液)、硫酸亚铁铵标准溶液、试验亚铁酒精指示剂、硫酸汞。

1.2测试指标和测试方法

COD:重铬酸钾氧化法；PH:玻璃电极法；SS:重量法。

1.3实验处理流程路线图

针对废水COD负荷高、难降解的特点，试验研究以“服务工程应用”为出发点，在以往类似废水工程经验的基础上，决定采用物化、生物处理和深度处理相结合的方法，探索废水处理的可行性和经济性，为今后的工程设计和运行提供丰富可靠的参考数据。实验工艺流程确定如下:

1.4废水的来源和特性

实验用水来自山东某涂料企业真石漆车间的废水。废水的特点是高悬浮物、高COD，呈中性、淡紫色、浑浊。COD浓度达到12000毫克/升，SS含量达到2000毫克/升..

1.5实验步骤和方法

(1)取真石漆废水2L进行板框压滤实验，收集过滤后的废水，监测废水中SS和COD的变化。

(2)取板框压滤后的废水1.5L，向废水中加入PAC，观察废水经混凝沉淀后上清液中SS、COD与PAC用量的关系，找出最佳PAC用量。

(3)将混凝沉淀后的废水放入厌氧反应器中，观察厌氧反应器中COD的降解趋势，找出最佳厌氧反应时间。

(4)将厌氧废水放入好氧反应器中，观察好氧反应器中COD的降解趋势，找出最佳厌氧反应时间。

(5)对好氧废水进行臭氧催化氧化实验，探索臭氧催化氧化时间、臭氧量与废水COD的关系，找出最佳臭氧投加量和臭氧反应时间，为后续工程应用奠定基础。

2.实验结果和讨论

2.1板框压滤机对废水中COD和SS去除效果的影响

在试验过程中，选择了两种处理方式，分别采用板框过滤。一种是投加PAM助凝剂，增大废水中的絮体尺寸，探索板框压滤效果。另一种是直接压滤，观察板框去除效果。实验结果如下:

从上表可以看出，加PAM压滤后废水中COD和SS的含量明显好于不加PAM的废水。PAM废水中COD和SS的去除率分别达到51.7%和92%。不加PAM时废水中COD和SS的去除率分别达到47.5%和82.5%。主要原因是PAM是一种助凝剂，能有效增加废水中的悬浮物絮体，降低滤布的渗透性，提高废水中悬浮物的去除效果。通过分析可以看出，虽然投加PAM对废水中COD和SS的去除效果明显增强，但通过数据对比发现，投加PAM和不投加PAM过滤后的废水中COD和SS相差不大，而且投加PAM的压滤污泥不能在生产过程中回用，需要作为固体废物处理，处置费用较高。因此，本工艺段选择不加PAM的处理工艺对废水进行预处理，压滤后的污泥回用于生产过程，最大限度地减少固体废弃物对周围环境的影响，实现废弃物的综合利用，降低企业生产成本。

2.2混凝沉淀对废水中COD和SS去除效果的影响

在实验过程中，投加不同量的聚合氯化铝，探讨其对废水混凝沉淀去除效果的影响，从而找出聚合氯化铝的最佳投加量。通过最佳投加量的选择，探索最合适的运行成本，尽可能少的引入其他物质，减少对后续生化的影响。实验结果如图1和图2所示。

从上面的图1和图2可以看出，随着投加量的增加，废水中的COD和SS逐渐降低，降低幅度是先逐渐升高，然后逐渐降低，直至稳定。当废水中PAC的量为60mg/L时，大部分废水系统已经絮凝，该絮凝点为最佳絮凝点。随着化学药剂的增加，废水中的悬浮物和COD基本保持不变。从图2中还可以发现，在第一次投加PAC时，废水中悬浮物的指数有所上升。此时废水中的悬浮物没有凝聚，PAC溶液在本省为不透明液体，导致废水中悬浮物含量增加。从图1和图2可以看出，当废水中PAC的投加量为60mg/L时，废水的絮凝效果最好。

2.3厌氧对废水COD去除效果的影响

厌氧温度应控制在中温厌氧(35℃左右)，废水pH值应控制在7~8范围内，厌氧污泥应为国产污水处理厂的压滤污泥。通过观察厌氧反应时间与废水COD的变化曲线，探索最佳厌氧反应时间。实验结果如图3所示。

从图3可以看出，随着时间的变化，废水中的COD先增大后减小。当废水中COD变为1400 ~ 1500mg/L时，厌氧效果基本趋于稳定，厌氧去除率可达67%。从图表中可以看出，在厌氧反应的初期，废水中的COD含量是逐渐增加的。原因是污泥来源于城市污水厂污泥，而这种污泥大部分是好氧污泥。由于前期的不适应，部分污泥死亡或流失，导致废水中有机物含量和COD浓度增加。

随着时间的增加，废水中的污泥逐渐驯化为厌氧污泥。这个时候无氧效果越来越好。通过厌氧菌的生化作用，将废水中的有机物转化为无机物，降低废水的COD含量。随着时间的增加，废水中COD的含量逐渐趋于稳定，因为厌氧生化容易消耗的物质已经基本消化，剩余的物质不能被厌氧微生物消耗，所以形成厌氧稳定状态。从上图可以看出，当无氧时间为35~45h时，无氧状态趋于稳定。

2.4好氧对废水COD去除的影响

好氧处理是废水处理过程中不可或缺的处理思路，主要是通过好氧菌胶团的作用去除废水中的有机物。实验过程中，将1.5L厌氧废水放入好氧处理器中，用鱼泵对废水进行充氧。废水溶解氧控制在2～3mg/L，污泥MLSS控制在4000mg/L，每12小时取样检测废水中COD浓度。实验结果如下图所示。

从上图可以看出，随着时间的增加，废水中COD的含量逐渐降低，废水中COD的降低幅度先增大后减小。当废水中的COD浓度趋于300mg/L左右时，废水中的COD趋于稳定。主要原因是，首先好氧细菌胶团通过微生物的吸附作用将废水中的有机物吸收到细菌胶团中，然后通过微生物的生化作用，一部分有机物转化为微生物生长所需的原料，另一部分转化为CO2和水，另一部分有机物以污泥的形式储存在污泥中，随着时间的增加，污泥中的有机物以剩余污泥的形式排出。

随着时间的增加，废水中的有机物逐渐被消耗掉，剩下的就是极难被微生物利用的有机物。这部分有机物难以生化，需要通过化学氧化处理过程消耗掉。

2.5臭氧催化氧化对废水COD去除的影响

臭氧催化氧化是化工废水处理过程之一。废水中的有机物被臭氧的强氧化作用氧化成无机物、CO2和水。近年来，该方法已广泛应用于污水深度处理。

实验中，通过改变臭氧发生器的用量和反应时间，观察废水中COD随反应量的变化曲线。实验结果如下。

从上图可以看出，随着臭氧的逐渐增加，废水中的COD含量也逐渐降低，废水COD的降解曲线非常稳定。从以上分析可以看出，臭氧具有极强的氧化能力，可以有效氧化废水中的有机物，可以氧化大部分有机成分，氧化过程极快。

3.结论

(1)通过实验发现，板框压滤-混凝沉淀-厌氧-好氧-臭氧氧化可以有效去除废水中的有机物，出水COD可以达到50mg/L以下

(2)板框压滤机能有效去除废水中的悬浮物，COD去除率达47.5%以上，ss去除率达82.5%以上。加不加PAM对板框压滤没有明显影响。

(3)在混凝沉淀过程中，PAC的投加量为60mg/L，混凝后废水的COD约为4300mg/L，ss约为120 mg/L

(4)当厌氧工艺处理的废水COD为1500mg/L，厌氧时间为72h时，效果最好。

(5)厌氧废水经好氧处理后，出水COD约为300mg/L，好氧时间为60小时，效果最佳。此时出水可以达到入园污水处理厂的排放标准。

(6)用臭氧和氧气处理好氧废水时，COD出水约为50mg/L，臭氧投加量为400mg/L，投加量最佳，出水可达到国家直接排放标准。(来源:山东蓝城分析测试有限公司、济南领秀环保科技有限公司)

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