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在水性油墨消费和应用过程中,由于设备的清洗,会产生一定数量的废水。水性油墨颜色的千变万化形成其废水的化学成分相当复杂,具有高COD、高色度、难生物降解的特性,一旦进入水体,对水环境会形成严重的污染。废水的处置工艺与水性油墨的品种和特性有着十分亲密的关系。目前对水性油墨工业废水处理的研讨和应用主要集中在化学混凝、电解、混凝气浮、混凝气浮-微电解、化学氧化-混凝等预处置方法分离生化工艺。
1 电解法
在一些预处置方法中,电解法显现出较好的性能,国内的研讨应用已有一定根底;电解法的优点在于:(1)过程中产生的•OH无选择地直接与废水中的有机污染物反响,将其降解为二氧化碳、水和简单有机物,没有或很少产生二次污染;(2)电解过程随同着产生气浮的功用;(3)能量效率高,电化学过程通常在常温常压下就可停止;(4)既能够作为单独处置,又能够与其他处置相分离,如作为前处置,能够提升废水的生物降解性,经预处置后的废水可生化性大幅度提升;(5)电解设备及其操作通常比拟简易。经茂名市环保局环境工程设计中心在茂名阪田油墨有限公司污水处置系统中应用,证明应用电解法预处置,再经生化处置,处置后的污水可达标排放。
电解法除污机理
电解法作为一种对各种污水处置顺应性强、高效、时间短、无二次污染处置办法,它是应用铁板作为阳极,铝板作为阴极,在强电流的作用下对污水停止电化学处置,其主要化学反响式为:
阳极:Fe----Fe2++2e
阴极:2H++2e----H2
作为阳极的铁板在电解过程中渐渐溶解,以的方式进入废水中,并水解生成Fe(OH)2,这些Fe(OH)2有高的凝聚作用,在阴极产生重生态的氢,其复原才能很强,与废水中的污染物起复原反响,同时大分子污染物被合成成小分子物质。电解过程包含有氧化作用、复原作用、凝聚作用、气浮作用。
1)氧化作用。电解过程中的氧化作用能够分为直接氧化(即污染物直接在阳极失去电子而发作氧化)和间接氧化。间接氧化是指应用溶液中的电极电势较低的阴离子(如OH-、Cl-)。在阳极失去电子生成新的较强的氧化剂的活性物质[O]、Cl2等,而这些活性物质使污染物失去电子,起氧化合成作用,以降低原液中的BOD5、COD、NH3-N等。
2)复原作用。电解过程中的复原作用亦可分作两类。一类是直接复原,即污染物直接在阴极上得到电子而发作复原作用;另一类是问接复原,污染物中的阳离于首先在阴极得到电子,使得电解质中高价或低价金属阳离于在阴极上得到电子直接被复原为低价阳离子或金属沉淀。
3)凝聚作用。可溶性阳极例如铁、铝等阳极,通以直流电,阳极失去电子后,构成金属阳离子Fe2+、Al3+,与溶液中的OH-生成金属氢氧化物胶体絮凝剂,其吸附才能极强,可将污染物质吸附构成絮凝体。
4)气浮作用。对废水停止电解的过程中,当电压到达水的合成电压时,在阴极和阳极上分别析出氢气和氧气,另一方面电解过程产生的OH-与有机物反响产生二氧化碳。这些气体的气泡尺寸很小,分散度高,可作为载体粘附水中的悬浮固体而上浮,这样很容易将污染物质去除。电气浮既能够去除废水中的疏水性污染物,也能够去除亲水性污染物。
2 UASB工艺
升流式厌氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed,注:以下简称UASB)工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特性,作为可以将污水中的污染物转化成再生清洁能源——沼气的一项技术。1971年荷兰瓦格宁根(Wageningen)农业大学拉丁格(Lettinga)教授经过物理构造设计,应用重力场对不同密度物质作用的差别,创造了三相别离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间别离,构成了上流式厌氧污泥床(UASB)反响器的雏型。1974年荷兰CSM公司在其6m3反响器处置甜菜制糖废水时,发现了活性污泥本身固定化机制构成的生物聚体构造,即颗粒污泥(granular sludge)。颗粒污泥的呈现,不只促进了以UASB为代表的第二代厌氧反响器的应用和开展,而且还为第三代厌氧反响器的降生奠定了根底。
UASB工艺关于不同含固量污水的顺应性也强,且其构造、运转操作维护管理相对简单,造价也相对较低,技术曾经成熟,正日益得到污水处置业界的注重,得到普遍的欢送和应用。
3 气浮法
度分散的微小气袍作为载体粘附于废水中的悬浮污染物,使其浮力大于重力和阻力,从而使污染物上浮至水面,构成泡沫,然后用刮渣设备自水面刮除泡沫,完成固液或液液别离的过程称为气浮。
气浮除油原理主要是应用油水间外表张力大于油气间外表张力,油疏水而气相对亲水的特性,将空气通人污水中,同时加人浮选剂使油粒粘附在气泡上,气泡吸附油及悬浮物上浮到水面从而到达别离的目的,气浮法主要去除的是剩余浮油和不含外表活性剂的分散油。缺陷是设备转动部件多,含油污水含盐量高,腐蚀性强,因而流程运转的稳定性较差。
4 混凝法
混凝法是向污水中投加一定量的药剂,经过脱稳、架桥等反响过程,使水中的污染物凝聚并沉降。水中呈胶体状态的污染物质通常带有负电荷,胶体颗粒之间相互排挤构成稳定的混合液,若水中带有相反电荷的电介质(即混凝剂)可使污水中的胶体颗粒改动为呈电中性,并在分子引力作用下凝聚成大颗粒下沉。
这种办法用于处置含油废水、染色废水、洗毛废水等,该法能够独立运用,也能够和其他办法配合运用,通常作为预处置、中间处置和深度处置等。常用的混凝剂则有硫酸铝、碱式氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁等。
5 生物接触氧化法
生物接触氧化法是生物膜法的主要设备之一,生物膜法是一大类生物处置法的统称,其主要应用附着生善于某些固体物外表的微生物(即生物膜)停止有机污水处置的办法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统,其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为庆气层、好气层、附着水层、运动水层。其原理是,生物膜首先吸附附着水层有机物,由好气层的好气菌将其合成,再进入厌气层停止厌气合成,活动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜,如此往复以到达净化污水的目的。老化的生物膜不时零落下来,随水流入二次沉淀被沉淀去除。
生物接触氧化法的处置构筑物是浸没曝气式生物滤池,也称生物接触氧化池。图所示其根本流程。
生物接触氧化池内设置填料,填料吞没在废水中,填料上长满生物膜,废水与生物膜接触过程中,水中的有机物被微生物吸附、氧化合成和转化为新的生物膜。从填料上零落的生物膜,随水流到二沉池后被去除,废水得到净化。在接触氧化池中,微生物所需求的氧气来自水中,而废水则自鼓人的空气不时补充失去的溶解氧。空气是经过设在池底的穿孔布气管进入水流,当气泡上升时向废水供给氧气,有时并借以回流池水。参见图2。图2 集中布气式浸没曝气生物滤池
生物接触氧化法的特性:
(1)由于填料的比外表积大,池内的充氧条件良好。生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池,因而,生物接触氧化池具有较高的容积负荷;
(2)生物接触氧化法不需求污泥回流,也就不存在污泥收缩问题,运转管理烦琐;
(3)由于生物固体量多,水流又属完整混合型,因而生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的顺应才能;
(4)生物接触氧化池有机容积负荷较高时,其F/M坚持在较低程度,污泥产量较少。
6、膜生物反响器
膜生物反响器( Membrance Bioreactor Reactor,简称MBR)是膜别离与生物处置技术组合而成的废水生物处置新工艺, 与传统的生化处置技术相比,MBR具有以下主要特性:处置效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易完成自动控制、运转管理简单。80年代以来,该技术愈来愈得到注重,成为水处置技术研讨的一个热点。目前,膜生物反响器已应用于美国、德国、法国、日本和埃及等十多个国度,处置范围在6~13000 m3/d。
近两年来,膜生物反响器在我国国内已进入了适用化阶段。 MBR系统的处置对象从生活污水扩展到高浓度有机废水和难降解工业废水,如制药废水、化工废水、食品废水、屠宰废水、烟草废水、豆制品废水、粪便污水、黄泔污水等。从目前的趋向看,中水回用将是MBR在我国推行应用的主要方向。表1罗列了MBR在我国的应用实例及处置效果。这些应用实例标明:MBR对生活污水、高浓度有机废水与难降解工业废水的处置效果良好。