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喷涂废水处理工艺
喷涂施工是一项既复杂又对环境、温度等各项指标有严格要求工作。为保证质量,涂装施工对空气清洁度、温度、湿度和通风照明等均有一定要求。但涂装中预处理、涂覆、烘干等过程又不同程度地产生涂装污水,对人体有一定危害性,假设不加治理,不仅会影响操作者安康和生产平安,而且将对环境造成污染。因此,在涂装生产中应采取各种有效措施,进展环保治理。
一、喷涂废水处理工艺
〔1〕物理处理法。有别离法、过滤法、离心别离法等。喷涂污水物理处理法,主要是用于去除悬浮物、胶状物等物质;而采用蒸发结晶和高磁别离法,主要是用于去除胶状物、悬浮物和可溶性盐类以及各种金属离子。假设投加磁铁粉和凝聚剂,还能去除其他非金属杂质。
〔2〕化学处理法。有中和法、凝聚法、氧化复原法等。
①中和法。将污水进展酸碱中和,调整溶液酸碱度〔pH值〕,使其呈中性或接近中性,或适宜于下一步处理pH值范围。酸性污水中和采用中和剂有废碱、石灰、电石渣、石灰石、白云石等。碱性污水中和采用中和剂有废酸、烟道气体中二氧化硫、二氧化碳等。对于一个工厂或一个工业区,有条件时应尽量采用酸性污水和碱性污水互相中和,以废治废、降低本钱。
②凝聚法。在喷涂污水中参加适当凝聚剂,使喷涂污水中胶粒互相碰撞而凝聚成较大粒子,从溶液中别离开来。其中包括一系列物理化学和胶体化学复杂过程。
A、电荷作用。采用***化铝作为凝聚剂时,喷涂污水碱性太高,可参加酸性白土作助凝剂;假设喷涂污水碱性不高时,可采用石灰乳作为助凝剂。碱式***化铝水解后,生成带正电荷物质,污水中胶体杂质带负电荷,碱式***化铝参加就可吸附中和胶体物质带电离子,使得胶体电位降低,当电位降低到一定程度时,各个微粒就会因碰撞、吸附而凝聚沉淀下来。
B、化学作用。凝聚剂中金属离子和胶体杂质特性官能团形成配位键结合而凝聚。
C、机械作用。通过机械搅拌、离心碰撞,使颗粒互相结合而增大,颗粒重力增加而沉淀、凝聚。胶体溶液中微粒是处于两种方向相反作用之下,一种是重力,另外一种是扩散力。后一种力是由质点微粒布朗运动而引起,这个力使质点由浓度高局部向浓度低局部移动,当两力到达相等时就会到达平衡状态,无法沉淀。当外加机械力时,就会使平衡破坏,从而使粒子下沉。通过这种作用,到达喷涂污水净化目。
③氧化复原法。在氧化复原反响中,参加反响物质会改变其原有特性,在水质控制和处理技术中用它来净化水质。
A、药剂法。在喷涂污水中参加适当氧化剂或复原剂,使之与水中无机物杂质进展反响,重点用于工厂工业污水处理。例如,***化物用***氧化;六价铬用亚铁盐复原为三价铬等。
B、过滤法。将颗粒状氧化剂或复原剂材料填充成层,形成滤池,使待处理污水透过滤层,水中杂质即进展氧化复原反响。例如,使***复原而留在滤层中而自污水中除去。
C、暴气法。通过暴气,使污水不断溶解空气中氧,使物质得到氧化。例如,污水中二价铁离子,经暴气后,可氧化为三价铁离子;高浓度硫化铵石油污水,经加热及暴气,硫化物可氧化为硫代硫酸盐或硫而除去。
〔3〕物理化学法。用此法处理污水有离子交换、电渗析、反渗透、气浮别离、汽提、吹脱、吸附、萃取等方法。物理化学法主要用于别离污水中溶解物质,回收有用物质成分,使污水得到深度处理。
①离子交换法。离子交换法是利用离子交换剂上离子和污水中离子进展交换,而除去污水中有害离子方法。离子交换法特点主要是吸附离子化物质,并进展等当量离子交换。采用离子交换来处理喷涂污水,广泛用于回收污水中金属离子,如金、银、铂、***、铬、镉、锌、铜等。除此之外,在净化放射性污水方面也有应用。
②吸附法。固体外表分子、原子或离子同液体外表一样,外表存在剩余外表自由能,同样具有自动降低这种能量趋势。固体外表会自动降低自由能趋势往往表现为对气体或液体中某种物质吸附作用。固体外表也就是由固体和气体或固体与液体组成,在此一样界面上常会出现气体组分或溶质组分浓度升高现象,这就是固体外表吸附作用。利用吸附剂〔活性炭、活化煤、腐植酸、硅藻土、白陶土、硅胶、活性铝、分子筛等〕可除去污水中酚、染料、农药、有机物、各种重金属离子等,还可吸附废气中有害毒物,吸附法在三废治理中是一种很有前途处理方法。
〔4〕生物处理法:也称生化法,是利用微生物群新陈代谢过程,使污水中复杂有机物氧化分解成二氧化碳、甲烷和水。生物法种类很多,按生物法根本类型可分为四大类,即自然氧化法、生物滤池氧化法、活性污泥法、厌氧发酵法。
二、喷涂废水处理工艺:混凝法
喷涂污水混凝处理法是喷涂污水化学处理法之一种。通过向喷涂污水中投加混凝剂,使其中胶粒物质发生凝聚和絮凝而别离出来,以净化污水方法。混凝系凝聚作用与絮凝作用合称。前者系因投加电解质,使胶粒电动电势降低或消除,以致胶体颗粒失去稳定性,脱稳胶粒相互聚结而产生;后者系由高分子物质吸附搭桥,使胶体颗粒相互聚结而产生。
混凝剂可归纳为两类;①无机盐类,有铝盐〔硫酸铝、硫酸铝钾、铝酸钾等〕、铁盐〔三***化铁、硫酸亚铁、硫酸铁等〕和碳酸镁等;②高分子物质,有聚合***化铝,聚丙烯酰***等。处理时,向喷涂污水中参加混凝剂,消除或降低水中胶体颗粒间相互排斥力,使水中胶体颗粒易于相互碰撞和附聚搭接而形成较大颗粒或絮凝体,进而从水中别离出来。影响混凝效果因素有:水温、pH值、浊度、硬度及混凝剂投放量等。
涂装工艺前处理喷涂污水来自漆前外表处理脱脂、磷化外表等工序,含有乳化油、外表活性剂、磷酸盐、重金属离子填料、溶剂等等。电泳涂漆污水产生于涂件上附着浮漆和槽液清洗过程,一般包括去离子洗水和超滤液;其成分与槽液成分一样,含有水溶性树脂〔如环氧树脂、酚醛树脂等〕,颜料〔如炭黑、氧化铁红、铅***等〕,填料〔如钛白粉、滑石粉等〕,助溶剂〔如三乙醇***、丁醇等〕和少量重金属离子。运用混凝处理方法处理可以使涂装污水中胶粒物质发生凝聚别离出来,到达喷涂污水处理效果。
混凝反响法处理涂装污水装置,一般应包括污水贮槽、前处理槽、原水贮槽、反响沉淀槽、反响气浮槽、清水槽,假设干污水贮槽分别管道连接置有COD在线控制仪前处理槽。前处理槽由破乳区、PH调节区、混凝区组成,前处理槽出水管管道依次顺序连接原水贮槽、反响沉淀槽、反响气浮槽和清水槽,装置中各槽均线路接通工控机,通过加设置有COD在线控制仪前处理槽,将各种污水预先动态混合,调节进展混凝沉淀反响前污水中COD,确保水质水量稳定,提高处理效率。
三、物理化学法处理涂装污水
喷涂污水物理化学处理法是污水处理方法之一种。系运用物理和化学综合作用使喷涂污水得到净化方法。它是由物理方法和化学方法组成污水处理系统,或是包括物理过程和化学过程单项处理方法,如浮选、吹脱、结晶、吸附、萃取、电解、电渗析、离子交换、反渗透等。如为去除悬浮和溶解污染物而采用化学混凝——沉淀和活性炭吸附两级处理,是一种比拟典型物理化学处理系统。和生物处理法相比,此法优点:占地面积少;出水水质好,且比拟稳定;对喷涂污水水量、水温和浓度变化适应性强;可去除有害重金属离子;除磷、脱氮、脱色效果好;管理操作易于自动检测和自动控制等。但是,处理系统设备费和日常运转费较高。
类型
1、喷涂污水萃取处理法
喷涂污水萃取处理法是利用萃取剂,通过萃取作用使污水净化方法。根据一种溶剂对不同物质具有不同溶解度这一性质,可将溶于喷涂污水中某些污染物完全或局部别离出来。向喷涂污水中投加不溶于水或难溶于水溶剂〔萃取剂〕,使溶解于喷涂污水中某些污染物〔被萃取物〕经萃取剂和污水两液相间界面转入萃取剂中。
萃取操作按处理物物态可分固
——液萃取、液——液萃取两类。工业污水萃取处理属于后者,其操作流程:①混合,即使污水和萃取剂最大限度地接触;②别离,即使轻、重液层完全别离;③萃取剂再生,即萃取后,别离出被萃取物,回收萃取剂,重复使用。萃取剂选择应满足:①对被萃取物溶解度大,而对水溶解度小;②与被萃取物比重、沸点有足够差异;③具有化学稳定性,不与被萃取物起化学反响;④易于回收和再生;⑤价格低廉,来源充足。此法常用于较高浓度含酚或含苯***、苯、醋酸等工业污水处理。
2、喷涂污水光氧化处理法
喷涂污水光氧化处理法是利用紫外光线和氧化剂协同氧化作用分解污水中有机物,使污水净化方法。喷涂污水氧化处理使用氧化剂〔***、次***酸盐、过氧化氢、臭氧等〕,因受温度影响,往往不能充分发挥其氧化能力;采用人工紫外光源照射喷涂污水,使喷涂污水中氧化剂分子吸收光能而被激发,形成具有更强氧化性能自由基,增强氧化剂氧化能力,从而能迅速、有效地去除喷涂污水中有机物。光氧化法适用于喷涂污水高级处理,尤其适用于生物法和化学法难以氧化分解有机污水处理。
3、喷涂污水离子交换处理法
喷涂污水离子交换处理法是借助于离子交换剂中交换离子同污水中离子进展交换而去除喷涂污水中有害离子方法。其交换过程:①被处理溶液中某离子迁移到附着在离子交换剂颗粒外表液膜中;②该离子通过液膜扩散〔简称膜扩散〕进入颗粒中,并在颗粒孔道中扩散而到达离子交换剂交换基团部位上〔简称颗粒内扩散〕;③该离子同离子交换剂上离子进展交换;④被交换下来离子沿相反途径转移到被处理溶液中。离子交换反响是瞬间完成,而交换过程速度主要取决于历时最长膜扩散或颗粒内扩散。
离子交换特点:依当量关系进展,反响是可逆,交换剂具有选择性。应用于各种金属外表加工产生污水处理和从原子核反响器、医院和实验室污水中回收或去除放射性物质,具有广阔前景。
4、喷涂污水吸附处理法
喷涂污水吸附处理法是利用多孔性固体〔称为吸附剂〕吸附喷涂污水中某种或几种污染物〔称为吸附质〕,以回收或去除某些污染物,从而使喷涂污水得到净化方法。有物理吸附和化学吸附之分。前者没选择性,是放热过程,温度降低利于吸附;后者具选择性,系吸热过程,温度升高利于吸附。
吸附法单元操作分三步:①使喷涂污水和固体吸附剂接触,污水污染物被吸附剂吸附;②将吸附有污染物吸附剂与污水别离;③进展吸附剂再生或更新。
按接触、别离方式,可分为:①静态间歇吸附法,即将一定数量吸附剂投入反响池喷涂污水中,使吸附剂和喷涂污水充分接触,经过一定时间到达吸附平衡后,利用沉淀法或再辅以过滤将吸附剂从喷涂污水中别离出来;②动态连续吸附法,即当喷涂污水连续通过吸附剂填料时,吸附去除其中污染物。吸附剂有活性炭与大孔吸附树脂等。炉渣、焦炭、硅藻土、褐煤、泥煤、粘土等均为廉价吸附剂,但它们吸收容量小,效率低。
物理化学处理方法处理涂装污水主要用到是离子交换技术和吸附技术。
四、涂装污水生化处理法
由于涂装工艺不同,涂装污水来源不同,水质也不尽一样。涂装污水属于有机性工业污水,水中有机污染物来源于涂料和溶剂中可溶性物质。在有工艺下,涂装污水中COD/,具有较好可生化性。
污水生物化学处理法简称“污水生化法〞,是利用微生物代谢作用,使污水中呈溶解和胶体状态有机污染物转化为无害物质,以实现净化方法。可分为需氧生物处理法和厌氧生物处理法,前者主要有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、污水灌溉等。
污水厌氧生物处理法又称“厌氧消化〞,是利用厌氧微生物以降解污水中有机污染物,使污水净化方法。其机理是在厌氧细菌作用下将污泥中有机物分解,最后产生甲烷和二氧化碳等气体。
完全厌氧消化过程可分三个阶段:①污泥中固态有机化合物借助于从厌氧菌分泌出细胞外水解酶得到溶解,并通过细胞壁进入细胞,在水解酶催化下,将多糖、蛋白质、脂肪分别水解为单糖、氨基酸、脂肪酸等;②在产酸菌作用下,将第一阶段产物进一步降解为较简单挥发性有机酸,如乙酸、丙酸、丁酸等;③在甲烷菌作用下,将第二阶段产生挥发酸转化成甲烷和二氧化碳。影响因素有温度、pH值、养料、有机毒物、厌氧环境等。厌氧生物处理优点:处理过程消耗能量少,有机物去除率高,沉淀污泥少且易脱水,可杀死病原菌,不需投加氮、磷等营养物质。但是,厌氧菌繁殖较慢,对毒物敏感,对环境条件要求严格,最终产物尚需需氧生物处理。近年来,常应用于高浓度有机污水处理。
污水好氧生物处理法是利用需氧微生物〔主要是需氧细菌〕分解污水中有机污染物,使污水无害化处理方法。其机理是,当污水同微生物接触后,水中可溶性有机物透过细菌细胞壁和细胞膜而被吸收进入菌体内;胶体和悬浮性有机物那么被吸附在菌体外表,由细菌外酶分解为溶解性物质后,也进入菌体内。这些有机物在菌体内通过分解代谢过程被氧化降解,产生能量供细菌生命活动需要;一局部氧化中间产物通过合成代谢成为新细胞物质,使细菌得以生长繁殖。处理最终产物是二氧化碳、水、氨、硫酸盐和磷酸盐等稳定无机物。处理时,要供应微生物以充足氧和各种必要营养源如碳、氮、磷以及钾、镁、钙、硫、钠等元素;同时应控制微生物生存条件,~9,水温宜为10~35℃等。主要方法有活性污染法、生物膜法、氧化塘法等。
五、磷化喷涂污水处理方法
磷化污水是金属外表处理前处理,一般有除油除锈、表调、磷化钝化。有简单磷化就是用磷酸与硫酸和***,也有要求高专用磷化剂〔有水剂和粉剂产品〕,粉剂产品相对产泥较多。喷涂有喷粉和喷漆。如果是喷粉那么排放污水就是前处理污水包括磷化污水。具体参见
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磷化污水处理工艺简单,加石灰调PH〔石灰起到助凝作用〕,加混凝剂,再沉淀,最后最好加一级气浮比拟好。关键是调PH,由于磷酸氢根离子原因,最好为10-,气浮前回调。另如果是专用磷化剂,还含有其它金属离子,如锌系磷化剂,要适当考虑Zn离子酸碱溶***特点。磷化污水中COD〔主要是外表活性剂引起〕,一般用沉淀加气浮两级可到达排放标准,不需特别考虑。还有注意是混凝剂,有硫酸亚铁和***化铁,前者廉价,后者贵但效果好,只是需防腐,其实实际使用费用并高不了多少。有家家电公司五座污水站都是该工艺,运行长期达标。如是喷漆污水,因可溶性有机物较多,COD也较高,与磷化污水一起处理较难达标,最好分开处理。
六、膜过程分段处理涂装污水
某厂涂装污水采用分段治理方法,治理涂装污水取得了不错效果。
污水来源:金属加工切削、研磨、水溶性冷却液、润滑液、清洗液、漂洗水等。综合污水COD在50000*10-4%,油5%-10%,BOD500*10-4%〔%〕,而国家排放标准GB8978-88要求油不大于20mg/L,COD小于150mg/L。
污水处理工艺流程如下:
工艺:污水首先进入1号管道过滤器,过滤器内滤料采用尼龙12针刺无纺布,孔径小于5微米,将大于5微米机械杂质、胶状体去除,后进入2号油水别离器,器内滤芯采用小于3微米孔径超吸水性材料制成,既阻隔油通过,又能使分散油花富集成油滴。由于机器外供应源设计在过滤器底部,使油滴上浮在机器顶部,受压后排出机外。别离后污水中悬浮液油小于50mg/L,但乳状液还有1%-10%油须经超滤,超滤后渗透液中油小于10mg/L,浓缩液可浓缩到30%-65%,浓缩后再经离心别离或蒸发处理。在渗透液中尚含有大量低分子组分和盐,含碳量含量较高,必须经纳滤处理。纳滤截留分子量一般在1000-3000之间,-,因此选择膜特别重要,必须使膜外表具有亲水性,防止油滴在膜外表污染凝固。
污水成分:水90%-95%,不溶磷酸铁、磷酸盐、促进剂、游离酸、油、外表活性剂等占5%-10%。治理目:80%-90%水回收,排放到达排放标准。流程如下:
磷化污水先进入强氏过滤器〔QZN〕去除大于5微米以上大颗粒,进入备处理槽经泵加压用纳滤机〔NF〕进展往复循环,可获得85%-90%渗透液回用。-、无机低分子、盐、化合物等。浓缩液可蒸发或酸碱中和处理。
阳极电泳和阴极电泳,原那么上均采用全封闭循环进展生产操作,当固体含量比值小时候一般采用UF来获得高分子树脂和渗滤液,渗滤液一般用作电泳后工件冲洗液,最终需用去离子水进展终端控制。由于大量清洗水补充,渗透液不可能全部回到电泳槽,必须有一局部排放液,排放液中肯定有有用高分子涂料和外表活性剂,而循环电泳槽液附着使使用周期增长,槽液内高聚物、颜基沉淀物、树脂胶体、磷酸铅络合物、外表活性剂等量增大,会直接影响电泳效果。而清洗水中高分子、有机低分子、总固物含量高,也不宜直接排放。要做到既不排放电泳液,又能除去有害物质,不管阳极电泳和阴极电泳,槽液均为全封闭循环,工艺如下:
工艺中电泳槽液用预过滤袋过滤器,一般小于20-25mm,使大量胶体状颗粒在预滤中去除,同样工件电泳完毕后几次清洗水也必须予以过滤。
由于喷涂污水来源复杂性,喷涂污水处理设计整个使用过程,包括工艺、选型、维护、调整、管理等。分段治理涂装喷涂污水,合理选用乳化液和选用渗透型清洗液等,使两相或两相以上混相体容易分开。阻隔,也容易选型据凝剂,获得高倍浓缩液,便于蒸发和燃烧。