紫膠生產(chǎn)廢水處理方法

紫膠是由紫膠蟲(chóng)寄生在樹(shù)上所分泌的一種天然樹(shù)脂，主要由羥基脂肪酸、倍半萜烯酸組成。被廣泛應用于日用化工、國防軍工、電子電器、食品醫藥、油漆涂料、塑料橡膠、出版印刷等行業(yè)和部門(mén)，具有重要的經(jīng)濟價(jià)值。

紫膠生產(chǎn)廢水來(lái)源于對粗粒膠進(jìn)行深加工過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水，主要污染物是加工過(guò)程中帶入溶液中的高分子有機樹(shù)脂(紫膠) 和另外的一些有機污染物; 漂白紫膠生產(chǎn)的基本工序是先將顆粒膠溶于堿性水溶液中，過(guò)濾、除去雜質(zhì)并冷卻后，用次氯酸鈉溶液漂白，然后用稀酸酸化，析出的漂白膠經(jīng)過(guò)水洗后脫水干燥得到產(chǎn)品; 加工工藝使廢水中含有大量的鹽，且可能含有微量NaClO 強氧化劑。

目前，國內外關(guān)于紫膠廢水處理的研究鮮有報道，工程中主要以酸堿中和、混凝沉淀等簡(jiǎn)單預處理為主。經(jīng)調查，曾有單位取中和沉淀后壓濾出水進(jìn)行A2 /O 工藝實(shí)驗，僅能將CODCr由2300 mg /L 降解至800 mg /L，去除率65．2%，依舊無(wú)法達到排放標準。

本次實(shí)驗是應中國最大紫膠生產(chǎn)廠(chǎng)之邀，在廠(chǎng)區內進(jìn)行的小試實(shí)驗，目的是為了最終實(shí)現廢水達標排放。該廠(chǎng)此前曾經(jīng)邀請過(guò)多家單位對其生產(chǎn)廢水設計治理方案。但至今仍無(wú)技術(shù)能夠解決生產(chǎn)廢水達標排放問(wèn)題，該公司目前只能盡量降低生產(chǎn)廢水污染物含量，并繼續尋找解決排放問(wèn)題的出路。

1 紫膠廢水特點(diǎn)

紫膠生產(chǎn)廢水處理難點(diǎn)是: ①漂白紫膠生產(chǎn)廢水中污染物濃度較高; ②水中含有少量的NaClO，NaClO 具有非常強的氧化性，也是一種消毒劑，對微生物有強烈的殺滅作用; ③廢水中含鹽量較高，原水含鹽量已超過(guò)10 000 mg /L，破壞細胞壁內外滲透壓平衡，抑制微生物正常的新陳代謝; ④生產(chǎn)廢水含鹽量有一定的變化。

該廠(chǎng)現有主要污水處理工藝:

 2 材料與方法

2．1 試驗裝置

羥基催化氧化裝置主要由反應器、電極板、顆粒性電極、曝氣設備及開(kāi)關(guān)電源組成。羥基催化氧化反應在反應器中完成，電極板為不銹鋼板，顆粒性電極由沸石、活性炭及催化劑顆粒組成。

 圖1 羥基催化氧化裝置示意圖

2．2 試驗藥劑

紐森特－VPG 高效耐鹽生物酶(上海裕勝環(huán)�？萍加邢薰�司) ; 杰威高效復合生物酶(上海裕勝環(huán)�？萍加邢薰�司) ; ZL 微生物絮凝劑(自制) 。

2．3 試驗水質(zhì)

通過(guò)對廠(chǎng)區現有污水處理工藝分析，選擇了3種水樣進(jìn)行試驗: 分別是生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的原水、原水經(jīng)初沉石灰中和后的上清液，以及壓濾后外排水，試驗水質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 試驗水質(zhì)  mg/L

 3 結果與討論

3．1 生化試驗

取5 mg 紐森特－VPG 高效耐鹽生物酶溶于500 mL 蒸餾水中曝氣1 h 激活，配制濃度為10mg /L生物酶溶液。將激活后生物酶溶液按5、10、15mg /L 濃度投入紫膠廢水原水進(jìn)行可生化性實(shí)驗分析。CODCr檢測結果見(jiàn)表2。

表2 原水耐鹽生物酶曝氣試驗  h，mg /L

 CODCr實(shí)測最佳數據為2 333 mg /L 降至2 167mg /L。實(shí)驗證明，紫膠廢水原水對生物酶催化反應具有很強的抑制性，分析原因主要為兩點(diǎn):

(1) 廢水中高鹽分及ClO-離子抑制酶的活性，使生物酶無(wú)法發(fā)揮降解有機物的作用;

(2) 廢水中的高分子有機物降解鍵能高于酶促反應活化能。

3．2 羥基催化氧化實(shí)驗

(1) 羥基催化氧化原理。羥基自由基·OH 是迄今為止唯一能對各種有機污染物實(shí)現無(wú)選擇氧化，而且可以完全礦化為二氧化碳和水的超強氧化劑。其氧化電位高達2．80，其電子親和能為569．3kJ。催化羥基氧化技術(shù)選擇各類(lèi)非均相高效復合催化劑作為反應槽主體，在氣、電、磁復合場(chǎng)強及催化劑顆粒的作用下迅速調動(dòng)羥基自由基·OH 的生成。羥基自由基·OH 在直接氧化有機物的同時(shí)，過(guò)程中不斷激發(fā)的·O、·HOO、·O2等高活性自由基，這些高活性自由基進(jìn)一步參與有機物降解反應，形成一連串深度氧化環(huán)節即鏈式反應。

(2) 羥基催化氧化實(shí)驗。經(jīng)過(guò)對原水、中和水上清液、壓濾外排水進(jìn)行分析，壓濾外排水懸浮物、沉淀物指標最低，最適宜作為羥基催化氧化裝置進(jìn)水。選擇壓濾外排水進(jìn)行羥基催化氧化試驗。

恒定電壓30 V，初始電流27．6 A，運行40 min，重復試驗2 次。電流隨時(shí)間變化趨勢見(jiàn)圖2，分別在10、20、30、40 min 取樣分析CODCr，結果見(jiàn)圖3。

 圖2 反應器電流隨時(shí)間變化情況

綜合分析圖2、圖3，反應前20 min 電流變化明顯，同時(shí)CODCr去除量占整個(gè)反應總量的86%; 后20min 電流幾乎無(wú)變化，CODCr去除量也只有總量的14%。說(shuō)明紫膠廢水的羥基催化氧化作用在20 min內基本完成，使用羥基催化氧化技術(shù)處理紫膠廢水，最佳停留時(shí)間應在20 min 左右，增加停留時(shí)間對提高CODCr去除率并不明顯，并且會(huì )提高系統能耗。

 圖3 羥基氧化出水CODCr分析

3．3 微生物絮凝試驗

羥基催化氧化反應出水進(jìn)一步進(jìn)行微生物絮凝試驗，發(fā)現絮凝效果很好; 絮凝沉淀后上清液色度、濁度指標已接近清水但由于現場(chǎng)試驗條件限制，未作色度、濁度指標檢測。結合原水絮凝沉淀試驗，證明羥基催化氧化處理后廢水的可絮凝性大大提高。但現場(chǎng)實(shí)測CODCr數據顯示絮凝前后CODCr去除率小于預期效果。經(jīng)綜合分析實(shí)驗環(huán)節及檢測環(huán)節問(wèn)題發(fā)現，由于紫膠廢水含鹽量過(guò)高，導致投加硫酸汞無(wú)法將Cl-被完全掩蔽，使得Cl-對CODCr測定造成了干擾，使得CODCr檢測結果偏高。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

 對壓濾外排水、羥基出水及絮凝出水水樣進(jìn)行硝酸銀滴定法檢測Cl-，針對投加、不投加掩蔽劑進(jìn)行CODCr檢測，檢測數據如表3。

表3 各工段出水CODCr結果校正分析  mg /L

 4 結論及建議

基于盡量不改變企業(yè)原系統流程實(shí)現達標改造的原則，可以從原系統中和后壓濾出水著(zhù)手。經(jīng)過(guò)一級羥基催化氧化+ 微生物絮凝沉淀處理，經(jīng)校正分析CODCr可從2 000 mg /L 左右降至600 mg /L 左右，組合去除率達到65%，重復試驗亦證明去除效果較穩定。雖已有效降低大多數水質(zhì)指標，CODCr指標仍不能達到國家二級排放標準(GB8978－1996) 。但由于羥基催化氧化處理具有提高廢水可生化性的作用，B /C 從0．12 提升至0．39，同時(shí)去除32%鹽分。

建議在原工藝后添加羥基催化氧化及好氧生物降解工藝，并添加沉淀池以保證達標出水。改造工藝流程為: