混凝沉淀-生物接触氧化法处理水性油墨废水的研究

第31卷第7期2006年7月上海化工ShahIghaiChemicalIndustry混凝沉淀一生物接触氧化法处理水性油墨废水的研究蔡炎兴张振家上海交通大学环境科学与工程学院(上海200240)摘要研究了混凝沉淀一接触氧化组合工艺处理水性油墨废水。结果表明，水性油墨废水在混凝剂硫酸铝(投加量3v,／L)、助凝剂聚丙烯酰胺(投加量5mg／L)、pH值为6．5工艺条件下，经过混凝沉淀，COD去除率达83．2％，色度去除率达98％。上清液与生活污水混合的废水在溶解氧浓度为4～5mg／L、接触时间为l5．7～l8．3h工艺条件下，经接触氧化处理，COD去除率在80％以上，最终的出水水质达到我国《污水综合排放标准》的要求。它为水性油墨生产企业和印刷企业提供了一条有效的废水处理技术路线。关键词水性油墨废水混凝沉淀接触氧化中图分类号X7030前言1试验部分由于水性油墨用水作溶解载体，几乎不含有机溶剂，因此具有不燃不爆、对大气环境无污染、印刷品表面无残留溶剂、不损害接触人员健康等环保安全特性，是目前唯一经过美国食品药品协会认可的环保安全型液体印刷油墨。盛威科(上海)油墨有限公司以生产高档食品包装用印刷油墨著称，该公司将水性油墨应用于牛奶和饮料复合纸包装上，获得巨大成功。但是，在水性油墨生产和应用过程中，由于设备的清洗，会产生一定数量的废水。废水的主要污染物是亲水性颜料、丙烯酸树脂以及石蜡等添加剂，具有高COD、高色度、难生物降解的特点，直接排放，会造成很大的环境污染。在诸多处理方法中，单纯的生物法不能满足处理的要求，化学混凝法和超滤技术对去除COD和色度比较高效可靠，微电解、化学氧化和厌氧生物处理等方法可提高废水可生化性。本文采用了传统的化学混凝法作为预处理，探索用生物接触氧化法作进一步的处理。为提高废水的可生化性，采取大比例的生活污水与预处理后的废水混合。研究结果表明，该工艺不仅能有效处理水性油墨废水，还同时处理了生活污水，可为水性油墨生产企业和印刷企业提供了一条有效的废水处理技术路线。1．1试验流程和方法试验分两个阶段——混凝沉淀试验和生物接触氧化试验，其流程为：混凝剂生活污水水性油墨废水．+由．+匿出水第一阶段：取200mL水性油墨废水于烧杯中，调节pH值，加入适量的混凝剂，在转速为300r／min下快速搅拌5min，然后滴加适量的聚丙烯酰胺(PAM)，在转速为40r／min下慢速搅拌20min。静置30min取上清液，测定COD色度和透光率。通过对硫酸亚铁(FeSO·7H0)、聚合氯化铝(【A1(On)Cl一)、硫酸铝(A1(S04)·18Hz0)这三种应用最广泛的混凝剂及它们与助凝剂PAM的组合进行对比试验，综合分析其混凝性能，确定适合的混凝剂、助凝剂及其投加量、混凝pH值、慢速搅拌时间等工艺参数。第二阶段：按照第一阶段试验得到的工艺参数，将一定数量的水性油墨废水进行混凝沉淀，取上清液按1-10的比例与生活废水混合。在好氧生物接触反应器中，通过接种挂膜、微生物菌种驯化，使微生物适应混合废水环境，然后改变反应器内废水的溶解氧浓度、接触时间，测定进出水的COD，确定合第一作者简介：蔡炎兴男197o年生工程硕士生主要从事环境管理和废水处理研究维普资讯http://www.cqvip.comE海化I第31卷适的溶解氧、接触时间、有机负荷等工艺参数。1．2仪器、试剂和装置1．2．1试验使用的仪器和试剂85—1磁力搅拌器，AB104一N电子分析天平，UV一2100紫外分光光度计，S-25pH计，ST2—150温度计，MODEL830A型溶解氧测定仪。FeSO4·7H2O、A12(S04)3。18H20(AR)，[A12(OH)cl一聚合氯化铝(AR)，PAM聚丙烯酰胺(AR)，硫酸(AR)，氢氧化钙(AR)。1．2．2接触氧化试验装置好氧生物接触氧化系统有配水槽、计量泵、好氧生物接触反应器(有效容积0．22m，分为前后两单元)、曝气系统等组成。如图1所示：1．3分析方法(1)溶解氧(Do)：采用溶解氧测定仪进行测定。(2)pH值：采用数显pH计测定。(3)化学需氧量(CODc~)：重铬酸钾法，依据国家标准GB11914—89。(4)五日生化需氧量(BOD)：稀释接种法，依据国家标准GB7488—87。图1生物接触氧化试验装置流程图1配水槽2计量泵3进水管4好氧生物接触反应器5YDT弹-}生立体填料6出水管7空气调节阀8空气压缩机9曝气头(5)温度：水银温度计。(6)色度：稀释倍数法。(7)透光率：分光光度法，以去离子水为参比，测定波长为610nm。1．4废水水质试验用废水包括水性油墨废水和生活污水。水性油墨废水取自盛威科(上海)油墨有限公司工业废水储罐(15m)，生活污水取自该公司生活污水集水井(50m)，它们的水质指标如表1所示。表1水性油墨