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【中國包裝網訊】在水性油墨生產和應用過程中,由于設備的清洗,會產生一定數量的廢水。水性油墨色彩的千變萬化造成其廢水的化學成分相當復雜,具有高 COD、高色度、難生物降解的特點,一旦進入水體,對水環境會造成嚴重的污染。廢水的處理工藝與水性油墨的種類和特性有著非常密切的關系。目前對水性油墨 廢水處理的研究和應用主要集中在化學混凝、電解、混凝氣浮、混凝氣浮-微電解、化學氧化-混凝等預處理手段結合生化工藝。

1 電解法

在一些預處理手段中,電解法顯示出較好的性能,國內的研究應用已有一定基礎;電解法的優點在于:(1)過程中產生的?OH無選擇地直接與廢水中的有機污染 物反應,將其降解為二氧化碳、水和簡單有機物,沒有或很少產生二次污染;(2)電解過程伴隨著產生氣浮的功能;(3)能量效率高,電化學過程一般在常溫常 壓下就可進行;(4)既可以作為單獨處理,又可以與其他處理相結合,如作為前處理,可以提高廢水的生物降解性,經預處理后的廢水可生化性大幅提高;(5) 電解設備及其操作一般比較簡易。經茂名市環保局環境工程設計中心在茂名阪田油墨有限公司污水處理系統中應用,證明利用電解法預處理,再經生化處理,處理后 的污水可達標排放。

電解法除污機理

電解法作為一種對各種污水處理適應性強、高效、時間短、無二次污染處理方法,它是利用鐵板作為陽極,鋁板作為陰極,在強電流的作用下對污水進行電化學處理,其主要化學反應式為:

陽極:Fe----Fe2++2e

陰極:2H++2e----H2

作為陽極的鐵板在電解過程中慢慢溶解,以的形式進入廢水中,并水解生成Fe(OH)2,這些Fe(OH)2有高的凝聚作用,在陰極產生新生態的氫,其還原 能力很強,與廢水中的污染物起還原反應,同時大分子污染物被分解成小分子物質。電解過程包含有氧化作用、還原作用、凝聚作用、氣浮作用。

1)氧化作用。電解過程中的氧化作用可以分為直接氧化(即污染物直接在陽極失去電子而發生氧化)和間接氧化。間接氧化是指利用溶液中的電極電勢較低的陰離 子(OH-、Cl-)。在陽極失去電子生成新的較強的氧化劑的活性物質[O]、Cl2等,而這些活性物質使污染物失去電子,起氧化分解作用,以降低原液 中的BOD5、COD、NH3-N等。

 

2)還原作用。電解過程中的還原作用亦可分作兩類。一類是直接還原,即污染物直接在陰極上得到電子而發生還原作用;另一類是問接還原,污染物中的陽離于首先在陰極得到電子,使得電解質中高價或低價金屬陽離于在陰極上得到電子直接被還原為低價陽離子或金屬沉淀。

3)凝聚作用??扇芐匝艏縑?、鋁等陽極,通以直流電,陽極失去電子后,形成金屬陽離子Fe2+、Al3+,與溶液中的OH-生成金屬氫氧化物膠體絮凝劑,其吸附能力極強,可將污染物質吸附形成絮凝體。

4)氣浮作用。對廢水進行電解的過程中,當電壓達到水的分解電壓時,在陰極和陽極上分別析出氫氣和氧氣,另一方面電解過程產生的OH-與有機物反應產生二 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去除。電氣浮既可以去除廢水中的疏水性污染物,也 可以去除親水性污染物。

2 UASB工藝

升流式厭氧污泥床UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Bed,注:以下簡稱UASB)工藝由于具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點,作為能夠將污水中的污染物轉化成再生清潔能源——沼氣的一項技術。 1971年荷蘭瓦格寧根(Wageningen)農業大學拉丁格(Lettinga)教授通過物理結構設計,利用重力場對不同密度物質作用的差異,發明了 三相分離器。使活性污泥停留時間與廢水停留時間分離,形成了上流式厭氧污泥床(UASB)反應器的雛型。1974年荷蘭CSM公司在其6m3反應器處理甜 菜制糖廢水時,發現了活性污泥自身固定化機制形成的生物聚體結構,即顆粒污泥(granular sludge)??帕N勰嗟某魷?,不僅促進了以UASB為代表的第二代厭氧反應器的應用和發展,而且還為第三代厭氧反應器的誕生奠定了基礎。

UASB工藝對于不同含固量污水的適應性也強,且其結構、運行操作維護管理相對簡單,造價也相對較低,技術已經成熟,正日益受到污水處理業界的重視,得到廣泛的歡迎和應用。

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,形成泡沫,然后用刮渣設備自水面刮除泡沫,實現固液或液液分離的過程稱為氣浮。

氣浮除油原理主要是利用油水間表面張力大于油氣間表面張力,油疏水而氣相對親水的特點,將空氣通人污水中,同時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達到分離的目的,氣浮法主要去除的是殘余浮油和不含表面活性劑的分散油。缺點是設備轉動部件多,含油污水含鹽量高,腐蝕性強,因此 流程運行的穩定性較差。

4 混凝法

混凝法是向污水中投加一定量的藥劑,經過脫穩、架橋等反應過程,使水中的污染物凝聚并沉降。水中呈膠體狀態的污染物質通常帶有負電荷,膠體顆粒之間互相排 斥形成穩定的混合液,若水中帶有相反電荷的電介質(即混凝劑)可使污水中的膠體顆粒改變為呈電中性,并在分子引力作用下凝聚成大顆粒下沉。

這種方法用于處理含油廢水、染色廢水、洗毛廢水等,該法可以獨立使用,也可以和其他方法配合使用,一般作為預處理、中間處理和深度處理等。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施之一,生物膜法是一大類生物處理法的統稱,其主要利用附著生長于某些固體物表面的微生物(即生物膜)進行有機污水處理 的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態系統,其附著的固體介質稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分 為慶氣層、好氣層、附著水層、運動水層。其原理是,生物膜首先吸附附著水層有機物,由好氣層的好氣菌將其分解,再進入厭氣層進行厭氣分解,流動水層則將老 化的生物膜沖掉以生長新的生物膜,如此往復以達到凈化污水的目的。老化的生物膜不斷脫落下來,隨水流入二次沉淀被沉淀去除。

生物接觸氧化法的處理構筑物是浸沒曝氣式生物濾池,也稱生物接觸氧化池。

生物接觸氧化池內設置填料,填料淹沒在廢水中,填料上長滿生物膜,廢水與生物膜接觸過程中,水中的有機物被微生物吸附、氧化分解和轉化為新的生物膜。從填 料上脫落的生物膜,隨水流到二沉池后被去除,廢水得到凈化。在接觸氧化池中,微生物所需要的氧氣來自水中,而廢水則自鼓人的空氣不斷補充失去的溶解氧???氣是通過設在池底的穿孔布氣管進入水流,當氣泡上升時向廢水供應氧氣,有時并借以回流池水。

生物接觸氧化法的特點:

(1)由于填料的比表面積大,池內的充氧條件良好。生物接觸氧化池內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,因此,生物接觸氧化池具有較高的容積負荷;

(2)生物接觸氧化法不需要污泥回流,也就不存在污泥膨脹問題,運行管理簡便;

(3)由于生物固體量多,水流又屬完全混合型,因此生物接觸氧化池對水質水量的驟變有較強的適應能力;

(4)生物接觸氧化池有機容積負荷較高時,其F/M保持在較低水平,污泥產量較少。

6 膜生物反應器

膜生物反應器( Membrance Bioreactor Reactor,簡稱MBR)是膜分離與生物處理技術組合而成的廢水生物處理新工藝, 與傳統的生化處理技術相比,MBR具有以下主要特點:處理效率高、出水水質好;設備緊湊、占地面積小;易實現自動控制、運行管理簡單。80年代以來,該技 術愈來愈受到重視,成為水處理技術研究的一個熱點。目前,膜生物反應器已應用于美國、德國、法國、日本和埃及等十多個國家,處理規模在613000 m3/d。

近兩年來,膜生物反應器在我國國內已進入了實用化階段。 MBR系統的處理對象從生活污水擴展到高濃度有機廢水和難降解工業廢水,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。從目前的趨勢看,中水回用將是MBR在我國推廣應用的主要方向。表1列舉了MBR在我國的應用實例及處理效果。這些應用實例表明:MBR對生活 污水、高濃度有機廢水與難降解工業廢水的處理效果良好。

 

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