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      涂料廢水零排放解決方案

      • 發布日期: 2021年6月3日


       涂料廢水為涂料工業的首要污染物。由于各企業產品種類不同,廢水組成性質不同。

      對于一般綜合性涂料生產企業,廢水中含有顏料、填料、樹脂、溶劑、礦物油、植物油及起皂化物、助劑、堿等物質。油基型涂料生產廢水由上述污染物形成懸濁態廢水;水基型涂料生產廢水由于有親水樹脂膠體存在,廢水中的膠體吸附大量帶電離子使膠體之間產生電性斥力而不能互相黏結,故廢水呈溶膠態。


      涂料廢水的來源

      1、涂料廢水來源于生產過程中。涂料的生產大多涉及樹脂合成,并使用有機溶劑和助劑等多種化工原料,同時還含有大量作為增稠劑和分散劑的各種高分子有機化合物,所以在生產過程中不可避免地存在工業廢水的排放。

      2、涂料廢水來源于配料罐清洗。因為在配不同顏色或不同性質的涂料時均要對配料罐進行清洗。


      涂料廢水的特點

      1、污染物成分復雜,污染物含量高。涂料生產廢水中污染物的種類較多,涂料生產所用原料、半成品、成品廢水中都會存在。據統計分析,一般油基型涂料廢水,CODcr 為2000~5000mg/L,色度200 倍以上,含油量大于l00mg/L,屬重污染源。污染物主要來自于涂料樹脂生產過程。

      2、廢水中含有有毒物質。涂料廢水一般含有酚醛、苯等有毒有機物,有些涂料廢水含Cr6+、Pb2+等重金屬離子及其化合物,能在生物體內富集并有致癌性。

      3、廢水污染物含量和水量的離散度大。由于涂料生產為可間斷性生產,其廢水的主要來源為洗滌設備和生產場地的洗滌水,故廢水排放無規律周期性,廢水中污染物含量變化大,增加了廢水處理難度。

      4、涂料廢水處理難度較大,處理成本較高。由于廢水中污染物種類較多,含有各種樹脂和助劑及小顆粒的顏料填料,單純采用一種方法難以有效,必須采用物理、化學、生物方法綜合進行,不僅增加了難度,而且導致成本上升。


      涂料廢水的危害

      隨著我國涂料生產的增加,其產生的涂料廢水也相應的增加,涂料廢水中含有有機溶液和重金屬溶液流入河流離會導致魚蝦的大面積的集體死亡。用受污染的水澆灌農作物會使得農作物減產,甚至不產死亡等。還有涂料廢水中的重金屬還會對人體造成慢性中毒。危害這么多,如果涂料廢水不經過處理直接排放其后果是不言而喻的。

       

      涂料廢水處理方法

      目前涂料廢水處理廣泛采用各種物化法、生物法以及物化-生物耦合等方法 ,取得了一定的效果。

      一、物化法

      物理化學法作為涂料廢水的預處理或單一處理手段,在去除廢水中的懸浮物和顏料色素等物質以及固體物質和重金屬等方面效果十分顯著。物化處理常用的有氣浮、混凝沉淀、吸附、膜分離等方式,其中氣浮、混凝沉淀主要用于前處理,吸附、膜分離用于深度處理。

      ? 1、氣浮法

      氣浮法,就是使廢水中能夠產生足夠量的微小氣泡。使固液氣三相污染物質能形成懸浮狀態,在表面張力和浮力等作用下,微小氣泡粘附在欲被去除的污染物顆粒上,粘合體密度小于水而上浮到水面,從而使水中污染物被分離去除。

       

      涂料廢水中含有相當比例的易揮發成分和油類,涂料廢水處理可以采用氣浮處理,即通過高度分散的微氣泡作為載體,粘附廢水中的懸浮物,使其密度小于水而上浮到水面或利用絮凝劑的絮凝作用以實現固液分離。應用氣浮法可使廢水中懸浮物去除率達到65%,CODCr和BOD5去除率均在50%以上,可以作為均質后一級處理。

      ? 2、混凝法

      混凝法是工業廢水處理中經常采用的一種方法,通過投加化學藥劑使水中膠體粒子和微小懸浮物聚集,起到分離作用,凝聚和絮凝總稱為混凝。用于涂料廢水處理,主要去除廢水中細小懸浮物及膠體顆粒,降低廢水的濁度和色素。它既可獨立作為一種處理方法,又常與其他方法配合使用。

       

      以堿性氯化鋁作絮凝劑,聚丙烯酰胺作助凝劑,對進入調節池的廢水進行了混凝-氣浮處理,取得了滿意效果。采用水溶性羧甲基殼聚糖作絮凝劑對涂料廢水處理進行絮凝試驗,研究發現,這種絮凝劑的用量僅為化學絮凝劑用量的1/20,且受pH值影響極小,受溫度影響不大,同時絮體形成迅速,具有無毒、無二次污染、使用簡便等特點。在間歇式生產水溶性涂料的過程中,產生大量的清洗廢水,約占排放廢水總量的65%。針對清洗廢水中的固體顆粒濃度變化大這一特點,需要研究其濃度與混凝劑最佳投加量的關系,可避免因過量投加所造成的毒性和低效,或因投加不足造成大量廢水的產生。

      ? 3、吸附法

      吸附法是利用多孔性固體吸附劑的表面吸附廢水中的一種或多種污染物,達到廢水凈化的目的。吸附法單元操作通常包括三個步驟。首先是使廢水和固體吸附劑接觸,廢水中的污染物被吸附劑吸附;第二步將吸附有污染物的吸附劑與廢水分離;最后進行吸附劑的再生或更新。按接觸、分離的方式,吸附操作可分為靜態間歇吸附法和動態連續吸附法兩種。

       

      對涂料廢水原液進行粗吸附和絮凝沉降后,采用復合配比的活性炭進行處理,用靜態吸附和動態吸附相結合的方法,使涂料廢水處理后達到工業廢水排放標準。

      ? 4、萃取法

      萃取法是利用特定溶劑與廢水充分混合接觸,使溶于廢水的某些污染物重新進行分配而轉入溶劑,然后將溶劑和萃取后的廢水進行分離,從而達到凈化廢水的目的。

       

      針對高濃度涂料廢水,選用二甲苯萃取,以硫酸酸化破乳,廢水中CODCr去除率達85%~95%,預處理效果顯著;并且回收了廢水中絕大部分的有機物,萃取劑亦可回用。經過預處理后的有機廢水與其他廢水匯合,依次進行焦炭吸附、氣浮、電解、氧化塘的處理,凈化效果更好。

       

      ? 5、膜分離法

      膜分離技術在大規模廢水處理和回用中的應用是近幾年才被接受和發展起來的新技術。

      目前在處理涂料廢水方面,國內外主要采用微濾(MF)、超濾(UF)和反滲透技術(OR)。

       

      (1)微濾

      微濾和超濾多用于反滲透的預處理部分,二者都是在靜壓差的推動作用下進行的液相分離過程。通常,微濾能截留0.1~1微米之間的顆粒,微濾膜允許大分子有機物和溶解性固體(無機鹽)等通過,但能阻擋住懸浮物、細菌、部分病毒及大尺度的膠體的透過。


      (2)超濾

      超濾適用于分離分子量大于500、直徑0.005~10μm的大分子和膠體,可用于截留涂料的色料。電泳漆廢水中的漆料占使用漆料總量的10%~50%,若不經處理直接排放,不僅浪費資源,也會造成嚴重的環境污染。應用超濾法可以回收廢水中的電泳漆,剩下的水可回用作清洗水;同時還可使有害無機鹽透過超濾膜,從而提高電泳漆的比電阻,改善電泳涂漆的質量。

       

      目前,微濾和超濾多用于反滲透的預處理部分,預計在今后幾年內,應用將增長較快。廢水回用中微濾、超濾已占其設備總生產能力的1/5以上。

       

      (3)反滲透

      當稀釋液和濃縮液被半透膜分開時,在濃縮液的方向施加一個外部壓力,濃縮液的水分子將滲透到稀釋液側,這種現象稱為反滲透。目前,應用反滲透技術處理工業廢水,經處理的水和截留濃縮液的組分可就地回用。

       

      反滲透一般作為工業廢水終端處理,對水中的無機鹽、有機物、重金屬離子等都有很高的截留率,出水水質優良,可回用作冷卻水或工藝用水循環利用,不僅節約了新鮮水的使用量,節約生產成本,還減少了污水的排放量,對環境保護和可持續發展都有著重要意義。


      (4)超濾-反滲透耦合

      超濾技術可有效去除廢水中絕大多數的懸浮物、膠體以及部分附著在懸浮物上的有機物。與反滲透技術聯用,即使用超濾作為預處理,可使反滲透進水水質得到較好的控制,從而減少反滲透膜的清洗頻率,簡化預處理的操作。


      膜必須進行定期清洗,以保持一定的膜透過通量,并延長膜的壽命。清洗方法一般根據膜的性質和處理料液的性質來確定。通常和反滲透相類似,即先以水力清洗,而后根據情況采用不同的化學洗滌劑進行清洗,例如對電涂材料可以選用含離子的增溶劑,對水溶性有機涂料可以用“橋鍵”型溶劑。

       

      二、生物法

      生物處理法是利用微生物的代謝,將有毒、 有害的有機物轉化為毒性較小的物質 ,成本上經濟合理。然而 ,涂料廢水一般濃度高 ,并含有大量有毒的有機物 ,難以直接生物降解;因此目前國內外大多采用物化法和生物法相結合的技術 ,即利用物化法先對水質、 水量充分勻化 ,以此降低對后續生物處理的沖擊負荷。

      ? 1、活性污泥法

      活性污泥法處理涂料廢水過程中,先將涂料廢水和去離子水匯合并進行化學絮凝沉淀,然后經上流式接觸沉降池沉降,再進入到曝氣池中。原高濃度涂料廢水中缺乏微生物生長所必需的氮和磷,將其與生活污水相混合,由生活污水提供所需的營養物質,同時根據實際需要添加一定量的特殊營養物質進行調配,從而有助于刺激降解菌的生長,改善活性污泥處理系統的運行性能和提高其生物降解效率?;旌虾蟮奈鬯涍^活性污泥池處理,最后經二沉池沉淀。為達到三級過濾的效果,對從二沉池出來的廢水再經過濾,最后進行水質分析。經4個月的實驗處理后,原涂料廢水的BOD由15 000 mg/L降至21 mg/L,總去除率達99. 3%。

       

      利用隔油-氣浮-循環式活性污泥法-過濾工藝處理涂料廢水,出水各項指標基本達到了設計要求, COD總去除率在98%左右。針對涂料廢水中的水溶性溶劑通常難以物化分離,可以選擇混凝過濾作為預處理工藝,再流入處理效果好、自動化程度高的膜生物反應器中,經活性污泥曝氣生化處理后, 出水的COD和SS均有較好的去除效果。

       

      ? 2、生物膜法

      生物膜法是使微生物群體附著于其他物體表面上呈膜狀,通過與廢水接觸得以凈化。選用比活性污泥法生化效率高的生物轉盤法和生物接觸氧化法處理綜合涂料廢水。因這兩種生物膜法處理水量小、毒性較大且含難分解物質多的廢水比較有效。


      美國海軍每年用于脫漆產生的有害廢水超過 11億升,其中主要含二氯甲烷和苯酚;此外還有鏈烷烴、纖維素衍生物、石油磺酸鹽及萘。將此廢水和生活污水進行1:1混合,分別采用活性污泥法和生物轉盤法進行比較實驗,結果表明,無論菌群處于懸浮生長還是吸附生長,均可有效地處理這類混合廢水。另外,活性污泥法改善營養環境(如向廢水中投加葡萄糖)可顯著提高處理系統中的菌群數量, 菌群數量比僅利用單一碳源時高出了2個數量級。而在生物轉盤系統中,細菌的數量在連續進水時要遠遠大于間歇進水,這可能歸結于兩個原因:一是間歇進水時,反應系統中有毒廢水的濃度要比連續進水時高;二是連續進水更有利于細菌的吸附。此外, 在對菌群的數量、種類及其生物降解有毒化合物的能力進行綜合分析后認為,假單胞菌和桿狀菌是降解此類廢水的優勢菌種。


      (1)生物轉盤

       

      生物轉盤法具有掛膜容易,去除有機物效率高,耐沖擊能力強,運轉電耗省,管理方便等優點。為提高生物轉盤法的處理效果,主要須考慮以下幾個因素。轉盤結構應采用多軸多級轉盤,每級單獨運轉。這樣,即使某一級停轉,不會影響其他轉盤正常工作。進水方式因為第一級轉盤處理效率高,可采用各級同時進水進水量逐級減少,以提高處理效果。轉盤的組裝方式采用輻射式裝蜂窩管生物轉盤。其優點是能適應高濃度廢水,水力攪動比一般轉盤大,比表面積較一般轉盤增加,充氧效果好。為確保廢水處理達到預定效果,將生物轉盤出水再送入生物接觸氧化塔處理。


      (2)生物接觸氧化

      生物接觸氧化法是近幾年發展比較快的廢水處理法,具有處理負荷高,停留時間短,占地面積小及無污泥膨脹的優點。

       

      在處理涂料工業廢水時,經一級處理后,應用生物接觸氧化的處理工藝,微生物掛膜馴化時間短,活性高,廢水中有機物降解速率快。采用勻質隔油-混凝-氣浮-生物接觸氧化的工藝處理綜合涂料廢水,出水達到國家一級排放標準。研究顯示,在利用絮凝沉淀和氣浮法進行預處理,再經二級生物接觸法后,處理出水經活性炭及工業循環冷卻水處理器加以處理,最終達到工業循環冷卻水的設計規范要求。

       

      (3)生物流化床

      生物流化床以粒徑小于1 mm左右的顆粒材料作為載體,填充于曝氣容器內,廢水自下而上使載體流態化,載體表面覆蓋生物膜。涂料生產廢水經一級氣浮預處理后,再經純氧生物流化床裝置處理, 效率高, 可達標排放。

       

      目前,移動床生物膜法(MBBR)和曝氣生物濾池法(BAF)組合,MBBR 具有很強的抗沖擊負荷能力, BAF具有集生物氧化和截留懸浮固體于一體的特點,將二者組成復合式生物膜法處理涂料廢水。經一段時間的運行后,發現系統處理效果好且運行穩定,在單級反應器水力停留時間為5 h,平均進水COD濃度為800 mg/L時,其最終出水COD去除率達到93. 05%。


      (4)SBR工藝

      SBR工藝是一種間歇運行的活性污泥法,通過裝置中的好氧菌與污水充分混合接觸,在充氧的條件下,細菌吸附水中有機物,并將其分解合成為自身組成部分,從而將有機物水中去除。由于好氧菌群(活性污泥)在沒有曝氣的情況下會自動沉降到反應器底部,不斷增多的細菌通過反應器底部排泥系統排出,從水中分離出去,而澄清液則達標排放。

       

      SBR運行過程由進水、曝氣、沉淀、排水和閑置5部分組成,由于微生物曝氣、沉淀均在同一容器中進行,且泥水分離采用靜置沉降的方式,泥水分離效果好,生物保有量高,因此裝置耐沖擊負荷能力較強。SBR工藝具有構造簡單,無活性污泥回流、沉淀系統;操作靈活,根據生產產品的不同可適當調整運行周期,滿足不同水質需要;裝置可以設備化,SBR可以采用鋼結構型式,對小水量污水采用鋼結構形式可以使安裝維護簡單,便于操作;可以適應波動較大的進水水質。

       

      ? 3、氧化塘

      氧化塘是天然或人工修造的池塘,是一種利用天然凈化能力對污水進行處理的構筑物的總稱。廢水在塘內長時間停留,有機污染物通過水中微生物的代謝活動而得以降解、凈化的過程。

       

       

      應用水生植物為主的生態塘工程凈化涂料廢水也是一種高效的生物處理技術。在經過物化預處理后的油漆廢水中栽培鳳眼蓮,由廢水提供鳳眼蓮生長發育過程中所需的水分和養料。實驗證明鳳眼蓮有頑強的生命力,具有很好的耐污性和吸收力,是優良的抗污植物,其所在的生態系統以新陳代謝作用進行凈化廢水的綜合處理,取得了理想的效果。而且生態塘工程凈化涂料廢水的工藝流程比較簡便,對酸、醇、苯系物為主的工業廢水具有凈化的作用,其中對含酚廢水的凈化效果較佳。然而,由于氧化塘的處理效果受光線、溫度影響較大,一般夏天的處理效果好于冬天。

       

      根據不同的涂料廢水,分析其污染物成分,綜合處理效果以及經濟效益,有針對性地組合多種處理工藝,來達到高效的處理效果。

       

      廣東威特雅環境科技有限公司為各類工業客戶提供廢水零排放解決方案,可根據不同的需求,結合多種處理技術工藝,為客戶量身定制專屬的電子與半導體廢水零排放的解決方案。威特雅提供從設計方案到現場施工到維修的一體化服務,通過不斷科研和創新,改良處理工藝,制造出更高效的廢水處理零排放處理設備,將廢水全部(99%以上)回收再利用,無任何廢液排出工廠。

       

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