涂料廢水的來源主要分為兩部分:一是設(shè)備的清洗廢水;二是工藝廢水。由于涂料行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小,品種多,采用間歇排放,水質(zhì)和水量波動(dòng)比較大,廢水中含多種有毒的、難以生化降解的高分子和有機(jī)化合物。此類廢水屬于高濃度有機(jī)廢水,其色度、濁度高,化學(xué)需氧量(COD)高達(dá)105 mg/L 以上;在處理此類廢水過程中,經(jīng)常會(huì)碰到COD 持續(xù)偏高、無法完全破乳、濁度難以降低,影響后續(xù)生化處理效果,造成廢水排放不達(dá)標(biāo)等問題。不經(jīng)處理就排放的涂料廢水將會(huì)長期滯留在環(huán)境介質(zhì)中,對(duì)環(huán)境系統(tǒng)造成嚴(yán)重污染,所以涂料廢水必須處理達(dá)標(biāo)后方可排放。
1 混凝沉淀法
混凝法的基本原理是在廢水中投入混凝劑,因混凝劑為電解質(zhì),在廢水里形成膠團(tuán),與廢水中的膠體物質(zhì)發(fā)生電中 和,形成絨粒沉降?;炷恋聿坏梢匀コ龔U水中粒徑細(xì)小的懸浮顆粒,而且還能夠去除色度、油分、微生物、氮和磷等富營養(yǎng)物質(zhì)、重金屬以及一些小分子的有機(jī)物等。
在廢水的混凝沉淀處理過程中,影響混凝效果的因素比較多。其中有水樣的影響:對(duì)不同水樣,由于廢水中的成分不同,同一種混凝劑的處理效果可能會(huì)相差很大?;炷碇饕Q于3 種作用:壓縮雙電層作用、吸附電中和作用和網(wǎng)捕卷掃作用。此3種作用所引起的凝聚和絮凝現(xiàn)象,總稱混凝。混凝沉淀法適用于B/C 很小、可生化性差或懸浮物較多的廢水,此類廢水不適宜直接用生化法處理,故在生化處理前要先采用混凝沉淀法進(jìn)行預(yù)處理。
2 吸附法
吸附法是利用多孔性的固體吸附劑將水樣中的一種或數(shù)種組分吸附于吸附劑表面,再通過適宜的溶劑、加熱或吹氣等方法將預(yù)測(cè)組分解吸,從而將廢水中的污染物從廢水中分離出來。
吸附劑一般是具有良好的理化穩(wěn)定性的多孔固體,其中活性炭是應(yīng)用最為廣泛、歷史悠久且價(jià)格較為低廉的一種吸附劑。
3 生物膜法
生物膜法是一類廢水好氧生物處理技術(shù),是一種固定膜法,主要去除廢水中溶解性的和膠體狀的有機(jī)污染物。處理技術(shù)包括生物濾池(普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池)、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化沒備和生物流化床等。
4 高級(jí)氧化法
高級(jí)氧化過程是基于活化產(chǎn)生強(qiáng)氧化物(強(qiáng)氧化性自由基)來降解有機(jī)物的氧化技術(shù)。它主要基于產(chǎn)生氫氧自由基(HO.),和其他一些氧化物質(zhì),如硫氧自由基和含氯自由基。高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)較之于其他化學(xué)和生物處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于它屬于“環(huán)境友好”型,因?yàn)樗鼈儾皇呛?jiǎn)單地把污染物從一相轉(zhuǎn)移到另一相(比如化學(xué)沉降和吸附過程),而是把大分子有機(jī)污染物分解成更易處置的小分子物質(zhì)或者無毒物質(zhì),因此不會(huì)產(chǎn)生大量的含毒廢物。
基于羥基自由基(HO.)的高級(jí)氧化技術(shù)產(chǎn)生時(shí)間較早,技術(shù)已經(jīng)很完善?,F(xiàn)在比較常見的基于HO.的高級(jí)氧化過程有芬頓過程:即使用Fe(II)活化分解H2O2 產(chǎn)生高度活化的HO.,通過對(duì)有機(jī)污染物(RH或R)的去氫(R.)或羥基化(.ROH)作用來達(dá)到氧化去除的目的。此外,基于芬頓過程還衍生出了類芬頓過程(Fenton-like process)、光- 芬頓過程、電- 芬頓過程等技術(shù),進(jìn)一步提高氧化效率。芬頓過程最主要的優(yōu)點(diǎn)是成本低廉,能夠磁性分離反應(yīng)剩余的鐵。
在一個(gè)混合反應(yīng)器中對(duì)油漆廢水進(jìn)行處理,使用鐵銹顆粒作為催化劑,同時(shí)加入一定量的過氧化氫,由于鐵銹顆粒效率很低,所以混合器內(nèi)的反應(yīng)時(shí)間在70 h 左右。此試驗(yàn)也證實(shí)了在70 h 內(nèi),當(dāng)鐵銹投加量為10 g 時(shí),COD 的去除率為80%,而且鐵銹在作為反應(yīng)催化物質(zhì)的同時(shí)也會(huì)被作為卷取過程的廢物。此試驗(yàn)表明,采用鐵銹可以作為涂料廢水的處理劑,但是效率很低。
相比光催化和催化臭氧化等高級(jí)氧化技術(shù),芬頓催化氧化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)很明顯:操作簡(jiǎn)單、成本低廉以及無需特殊儀器設(shè)備等。然而由于含金屬離子的固相催化劑的特殊性質(zhì),目前大多數(shù)多相芬頓催化劑都是基于單一活性的氧化還原點(diǎn)位來實(shí)現(xiàn)其催化反應(yīng),因此這些催化劑幾乎都存在中性條件下活性低、處理效率低以及過氧化氫(H2O2)利用率低等亟待解決的問題。