混凝一氧化法处理喷漆废水的应用研究

2018-04-13 07:57:01 青州谭福环保设备有限公司 7

谭雨清 ,关晓辉 ,刘海宁 ,王旭生

[摘要]采用一种新工艺,以微生物为催化剂,常温常压下用空气氧化制备生物聚合硫酸铁(BPFS),结合Fenton试剂对喷漆废水进行混凝氧化试验。BPFS与PAM联用,混凝去除喷漆废水中悬浮状有机物,混凝出水再经Fenton试剂氧化处理,进一步深度氧化去除溶解态有机物,实验确定了最佳处理条件。结果表明研制的聚合铁性能优良,凝聚作用显著经混凝一氧化处理后废水的COD从880 ms/L降至25 mg/L(去除率达97%),色度为O,悬浮物<50 mg/L,完全可以达标排放。

目前喷漆废水的处理方法主要有混凝沉淀法和生物氧化法等,这些方法大都存在着出水不达标、对入口水质要求高且基建费用高等缺点。吉林市某汽车制造厂的喷漆废水中含有大量的有机物质(包括丙烯酸树脂、聚氨酯、醇酸树脂、丙酮、乙醇等),循环使用使COD不断升高,到一定程度必须超标排放。研究采用混凝沉淀一化学氧化法对其进行处理,具有去除率高、无二次污染等优点。谭福环保。

1 试验部分

1.1 聚合铁的生物制备方法

采用一种新工艺生物制备聚合硫酸铁(BPFS) ,在实验和实际应用中取到了很好的效果。

1.2 Fenton试剂氧化机理

Fe +H202———— Fe3++HO-+HO—

Fe3++H202———+ Fe2++HO2·+H

反应生成的HO·氧化电位为2.80 V,具有极强的氧化性,对于生物难降解或一般氧化剂难以有效处理的有机废水有很好的处理效果。

1.3 废水水质及其处理工艺的选择

(1)废水水质:SS为425 mg/L,pH 7—8,色度约为80倍,CODcr为880mg/L。

(2)处理工艺的选择。废水中的悬浮状有机物含量约占总COD的45%,可以先混凝沉淀去除,然后再用Fenton试剂对混凝出水深度氧化,去除水中的溶解态有机物,有效发挥混凝剂和氧化剂的作用。

2 结果及讨论

2.1 混凝试验及最佳工作条件的确定

用6个烧杯分别取1 000 mL的喷漆废水.在751型六联搅拌器上进行混凝实验。调节pH,在相同搅拌情况下(先400 r/min搅拌30 S.然后100 r/min搅拌10min.再40~min搅拌5min)加入混凝剂BPFS.搅拌停止.沉降15 min.取上清液液面下5 cm处水样测定COD。

(1)混凝剂的选择及加药量对去除COD0的影响

用BPFS和FeC1 、A1C1 、PAC混凝剂对喷漆废水进行混凝实验. 固定pH为7.0.考察不同加药量对COD0去除率的影响。谭福环保。实验表明,几种混凝剂的混凝

效果都是随着加药量增大而增加.当快速增大到某一值时发生转折.继续增加加药量.增长趋势很快减缓.直至曲线接近水平。BPFS的混凝效果明显好于其他混凝剂.加药量为3×104mol/L (相当于0.6 mL/L)时,COD去除率最大,达41.17%。

(2)pH对不同混凝剂去除COD0影响

在混凝剂投加量为3×10 mol/L时.用NaHCO 溶液调节pH,考察不同pH对COD0去除率的影响。实验看出.各混凝剂对pH的适应范围有所不同.PAC在

pH 4~10范围内,COD去除率较高且变化不大;FeC1 和A1C1 在pH 5~9范围内,有较高的COD去除率;BPFS在pH3~10的COD0去除率较高,最佳作用的pH为6~8,在此区间,CODcr去除率>40%。BPFS的混凝效果最好,pH适用范围宽,COD0去除率高。

(3)助凝剂对COD0去除率的影响

为进一步提高混凝效果.采用助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)与BPFS联用。谭福环保。实验表明:PAM最佳投加量为2×10mg/L,混凝出水的COD0从880 mg/L降至488 mg/L,去除率为44.5%。高于或低于该值时,COD0去除率都有所降低。

2.2 氧化过程

取混凝处理后的上清液200 mL倒人500 mL锥形瓶中.调节pH.水浴加热到实验温度时,加入FeSO4·7H2O和H2O2,搅拌速度保持200 r/min不变。谭福环保。反应一定时间后,停止加热。调节pH=7.0,静置10 min后,取上清液测定COD。

(1)氧化正交试验

用Fenton试剂对喷漆废水的混凝出水进行正交氧化实验.以确定影响氧化反应COD去除率的主要因素和水平组合。固定Fenton试剂为1 mg FeSO4”7H2O+4 mL H2O2,反应时间为1 h,Fenton试剂一次性加入,实验结果见表1。

由表1可以看出.在所选水平范围内.各因素影响顺序为:温度>pH>H2O2投加量。最佳水平组合,即:温度为70 ℃,pH为4,H2O2溶液的投加量为7.5

mL/L,通过实验测得该最佳试验水平下的COD去除率为93.67%。谭福环保。

(2)氧化时间对COD0去除率的影响

在上述最佳氧化条件下,考察不同反应时间对COD0去除率的影响。实验表明,随着反应时间的延长,COD去除率持续上升。氧化时间为10 min时,COD0去除率仅有65.5% :当反应时间达30 min时.去除率上升到89%:继续延长反应时间直至1.5 h.去除率可达94%。说明延长氧化时间对COD0去除率有促进作用.但当氧化时间超过45 min后.增长趋势有所减缓。因此.确定最佳氧化时间为1.5 h。在所确定的最佳氧化条件下,废水COD0从488 mg/L降至25 mg/L,色度为0,悬浮物<50 mg/L。谭福环保。

3 结论

(1)喷漆废水经混凝一氧化法处理后效果良好,CODcr从880mg/L降至25 mg/L,色度为0,悬浮物从425 mg/L降至50 mg/L以下.完全可以达标排放。

(2)新型混凝剂BPFS用于去除废水中的COD0,效果明显优于其他混凝剂.有广阔的应用前景。

(3)混凝一氧化法处理喷漆废水,具有COD去除率高、设备简单、不产生二次污染等优点。