【酸洗廢水處理】混凝-納濾預(yù)處理環(huán)氧樹(shù)脂廢水的研究
環(huán)氧樹(shù)脂廢水是一類(lèi)典型的高含鹽有機(jī)廢水，廢水濃度高、鹽分高、含難生物降解的有機(jī)氯化物，處理難度大，處理成本高。國(guó)內(nèi)外已有學(xué)者進(jìn)行了萃取、焚燒、閉路循環(huán)、生物鐵法等工藝的研究，然而很高的含鹽量制約了高濃度有機(jī)廢水副產(chǎn)品的回收，即便是進(jìn)行蒸發(fā)．濃縮．焚燒也會(huì)因離子結(jié)垢時(shí)常堵塞進(jìn)料液系統(tǒng)。
國(guó)內(nèi)外廣泛采用生物法處理高含鹽有機(jī)廢水。但是高鹽環(huán)境下微生物代謝酶活性受阻，生物增長(zhǎng)慢，產(chǎn)率系數(shù)低，微生物的代謝受到很強(qiáng)的抑制作用。許多建成的厭氧．好氧水處理系統(tǒng)存在處理不達(dá)標(biāo)，運(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題。
膜分離工藝比較適合于高含鹽廢水的處理 ，成功應(yīng)用于海水淡化、苦咸水淡化工程中。由于環(huán)氧樹(shù)脂廢水中的高濃度有機(jī)物很容易導(dǎo)致膜組件的堵塞、結(jié)垢，引起頻繁的反沖洗，因此環(huán)氧樹(shù)脂廢水適用膜分離工藝的前提是要強(qiáng)化高含鹽有機(jī)廢水的預(yù)處理。
膨潤(rùn)土具有很好的表面吸附作用、層間陽(yáng)離子交換作用以及特殊的納米結(jié)構(gòu)效應(yīng)。在環(huán)境污染控制中得到廣泛關(guān)注。對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行有機(jī)改性可以改變膨潤(rùn)土活性點(diǎn)位的極性， 以提高去除有機(jī)污染物的能力。研究表明，有機(jī)膨潤(rùn)土吸附水中有機(jī)污染物的能力比原土高出幾倍甚至上百倍。采取改性膨潤(rùn)土對(duì)高含鹽有機(jī)廢水的有機(jī)物和懸浮物進(jìn)行高效截留，然后運(yùn)用膜分離工藝對(duì)含鹽廢水作回用處理，可以有效地避免后續(xù)生物系統(tǒng)受到抑制與沖擊。本文提出對(duì)高含鹽環(huán)氧樹(shù)脂有機(jī)廢水添加有機(jī)改性膨潤(rùn)土，并輔以混凝劑作強(qiáng)化預(yù)處理，以提高高濃度有機(jī)廢水在膜分離操作中的分離效率。
1 試驗(yàn)部分
環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)廢水取自江蘇某大型涂料樹(shù)脂廠的環(huán)氧車(chē)間，主要水質(zhì)參數(shù)見(jiàn)表1。
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1．2 材料與試劑
膨潤(rùn)土取自杭州市余杭仇山的鈉基膨潤(rùn)土，經(jīng)干燥粉碎、研磨后過(guò)100目尼龍篩備用，主要理化性質(zhì)見(jiàn)表2。
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試驗(yàn)所用FeSO4、PAM(聚丙烯酰胺)、硫酸汞、硫酸銀、K2CrO4 、NaOH、CTMAB、異丙醇等均為分析純，硝酸為優(yōu)級(jí)純，重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液、硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液、消化液(濃硫酸+AgNO3，)按標(biāo)準(zhǔn)方法配制，水為超純水。pH值采用玻璃電極法測(cè)定(水土比1：1)。
1．3 試驗(yàn)方法
有機(jī)土的制作：取30g膨潤(rùn)土原土與200mL蒸餾水混合充分?jǐn)嚢?0min，混勻制漿，用稀硝酸調(diào)pH7～8之間。另外，取11A8gCTMAB溶于160mL水中，加入70mL異丙醇，搖勻后加入上述所制的土漿中。在70"C下水浴加熱1Oh并不斷攪拌，取出，離心棄去上清液，烘干粉碎，過(guò)200目篩，得有機(jī)化膨潤(rùn)土。
強(qiáng)化混凝試驗(yàn)：取5份等量廢水樣300mL于500mL燒杯中，分別加入質(zhì)量濃度為250、350、450、550、650mg／L的混凝劑溶液25mL， 攪拌反應(yīng)15min，取少量清液測(cè)其濁度(UV2550分光光度計(jì))、電導(dǎo)率(DDS．11C電導(dǎo)率儀)、COD。再分別加入質(zhì)量濃度為10、30、50、70mg／L的PAM 10mL，慢速攪拌lOmin，靜置30min。另外，增投未改性和有機(jī)改性膨潤(rùn)土1、3、5edL混凝后測(cè)其COD。為消除氯離子的干擾，COD采用低濃度的重鉻酸鉀法，氯離子測(cè)定選用硝酸銀容量法。
膜分離試驗(yàn)：制備強(qiáng)化預(yù)處理水IOL，采用截留分子量100的小型家用納濾膜(國(guó)家海洋局杭州水處理中心提供， 美國(guó)Filmtec NF270．2540膜組件)進(jìn)行一次過(guò)濾，操作壓力控制在0．4MPa以內(nèi)，測(cè)定進(jìn)水和兩個(gè)出水的電導(dǎo)率。處理完成后再取一根新膜對(duì)濃水進(jìn)行二次分離。測(cè)定出水電導(dǎo)率。
2 結(jié)果與討論
2．1 PAM對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂廢水的混凝效果
在廢水樣300mL，PAM lOmL，溫度25℃ ，攪拌15min，靜置30min條件下，用PAM對(duì)廢水進(jìn)行絮凝試驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)圖1。從圖1中可以看出，PAM用量在50mg／L左右時(shí)COD去除效率最好。
2．2 FeS04對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂廢水的混凝效果
在廢水樣300mL，F(xiàn)eSO 25mL，溫度25℃，攪拌5min，靜置30min條件下，用FeS04對(duì)廢水進(jìn)行絮凝試驗(yàn)，結(jié)果如圖2所示。
從圖2可見(jiàn)，F(xiàn)eS04濃度從250mg／L到450mg／時(shí)，去除率基本穩(wěn)定在24％左右；當(dāng)濃度從450mg／L變?yōu)?50mg／L時(shí)，去除率上升到27．1 1％；而隨著濃度繼續(xù)增大，COD去除率開(kāi)始下降， 當(dāng)濃度為650mg／L時(shí)，去除率為25．1 3％。FeSO 濃度為550mg／L時(shí)，去除效果較為理想?？傮w而言，添加FeS0 的用量與C0D去除率變化關(guān)系不大。雖然存在最佳效率點(diǎn)(用量550mg／L)，但去除率相差僅為2．67％。
2．3 FeSO4與PAM 同時(shí)作用的混凝效果
在廢水樣300mL，50mg／L PAM 10mL，F(xiàn)eSO4 25mL，溫度25℃ ，攪拌15min，靜置30min條件下，進(jìn)行廢水絮凝試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。
由圖3可知，在PAM 助凝的前提下FeSO4用量越大，捕集有機(jī)物分子的能力越強(qiáng)，去除COD效果越明顯。相比于單獨(dú)PAM作用，添加FeSO 后，總?cè)コ蕪?8．89％上升至43．78％，效果比較顯著。
2．4 膨潤(rùn)土原土對(duì)環(huán)氧樹(shù)膳廢水的混凝效果
在廢水樣300mL，直接投加膨潤(rùn)土，溫度25℃ ，攪拌10min，靜置30min條件下，對(duì)廢水進(jìn)行絮凝試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。
由圖4可以看出，未改性膨潤(rùn)土對(duì)廢水中的有機(jī)物具有一定的吸附去除作用，這與周珊等[t 4]的研究結(jié)果一致。從用量上來(lái)看，去除效率最好的在5g／L用量附近。
2．5 有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)環(huán)氧樹(shù)膳廢水的混凝效果
朱利中等[15]研究指出，有機(jī)改性膨潤(rùn)土對(duì)有機(jī)物的去除效應(yīng)非常明顯。試驗(yàn)表明，有機(jī)改性膨潤(rùn)土對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂廢水同樣具有較高的吸附性能，并且在用量?jī)H為lg／L時(shí)即可達(dá)到72％的去除率，增大有機(jī)土的用量，水中COD濃度反而略有增加，可能與有機(jī)土濃度增高致使離解程度加大因素有關(guān)。
2．6 納濾膜分離對(duì)有機(jī)物和鹽離子的分離效果
環(huán)氧樹(shù)脂中的有機(jī)物以環(huán)氧樹(shù)脂多聚體和部分單聚物為主，分子量一般在300以上。納濾膜元件的切割分子量為100~1000左右，表面孔徑處于納米級(jí)，能夠有效脫除細(xì)菌、病毒、過(guò)量金屬離子、低分子有機(jī)物等，對(duì)鉀、鈉、鈣、鐵等離子截留效應(yīng)比較弱。經(jīng)強(qiáng)化預(yù)處理的出水水質(zhì)如表3所示，廢水含鹽量很高，幾乎與海水的含鹽量相當(dāng)，而COD仍在7000mg／L左右，需要進(jìn)一步生化處理。為此采取納濾膜分離工藝，選用家用納濾膜組件，將有機(jī)物和鹽進(jìn)行分離，考慮到一次納濾膜仍有40％以上的除鹽率，濃水中含鹽量仍較高，因此對(duì)一次納濾的濃水進(jìn)行二次納濾膜分離，最終控制進(jìn)入生化系統(tǒng)的水的電導(dǎo)率低于10000us／cm。根據(jù)M F Hamoda等在完全混合式活性污泥反應(yīng)池中的試驗(yàn)表明當(dāng)含鹽量在10g／L時(shí)好氧微生物的活性基本不受影響。
提出了一種有效的環(huán)氧樹(shù)脂廢水強(qiáng)化預(yù)處理工藝，首先運(yùn)用混凝技術(shù)作為預(yù)處理，添加有機(jī)膨潤(rùn)土可以將廢水的COD從原來(lái)的25000mg／L降低至7000mg／L左右，去除率可達(dá)72％，再采取兩級(jí)納濾膜分離處理將混凝后的水和有機(jī)物分離，大部分鹽離子進(jìn)入納濾液淡水形成可回用的鹽水，納濾的濃水中含鹽量大大降低，可以大大減輕對(duì)后續(xù)生物系統(tǒng)的毒害作用。
單獨(dú)以PAM 為混凝劑時(shí)，當(dāng)用量為50．00mg／L時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂廢水的COD去除率可達(dá)28．29％。單獨(dú)以FeSO4為混凝劑時(shí)，用量為550mg／L時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂廢水的COD去除率可達(dá)27．1 1％。單獨(dú)以膨潤(rùn)土原土作用時(shí)，用量為5g／L時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂廢水的COD去除率可達(dá)32％。FeSO 和PAM 共同作用時(shí)，在兩者同時(shí)為最佳用量混凝時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂廢水的COD去除率高達(dá)43．78％。添加有機(jī)膨潤(rùn)土，環(huán)氧樹(shù)脂廢水的COD去除率可以達(dá)到72％。納濾膜可以截留環(huán)氧樹(shù)脂廢水中的有機(jī)物，但對(duì)鹽離子有較大的通透性，利用此技術(shù)可以將環(huán)氧樹(shù)脂廢水中的有機(jī)物和鹽離子進(jìn)行分離。
此文【酸洗廢水處理】混凝-納濾預(yù)處理環(huán)氧樹(shù)脂廢水的研究關(guān)鍵詞：污水處理,污水處理技術(shù),污水治理,酸洗廢水處理,混凝-納濾預(yù)處理環(huán)氧樹(shù)脂廢水的研究
