高濃度水性油墨廢水主要處理方法以及處理效果驗證

【資料簡介】

　　隨著印花行業的發展，水性油墨的需求量逐年增加，導致其在印花應用過程中產生的水性油墨印花廢水量也不斷增長。據不*統計，全國有超過10萬家相關企業，其每年廢水排放量超過1億t。由于水性油墨含有大量的水溶性樹脂類連接料、顏料、胺(氨)類等化合物，水性油墨印花廢水具有高有機污染物濃度、高色度、高氨氮、低可生化性和難處理等特點。
 

　　國內外學者對水性油墨印花廢水的處理進行了許多研究，采用的處理工藝包括混凝、電解、氧化、吸附和膜分離等，其中混凝法因操作簡便已成為應用廣泛的工藝之一。由于單一方法的處理成本較高，為降低處理成本，通常采用組合工藝。目前采取的組合工藝主要有混凝-絮凝、混凝-生化和混凝-吸附等。然而，這些工藝主要是針對中低濃度廢水，且處理后產生的污泥固液分離困難、含水率高、體積龐大，污泥后續處理費用高、負擔重。因此，開發處理水性油墨印花廢水的新技術、新工藝有利于推動水性油墨印花廢水處理行業的發展。高氨氮廢水常用的處理方法有吹脫、汽提、化學沉淀和生物法等，其中，磷酸銨鎂沉淀法(MAP)是一種化學沉淀法，因操作簡便、條件溫和及高附加值成為常用方法之一，但其在高濃度水性油墨印花廢水的處理研究中鮮有報道。
 

　　因此，針對高濃度水性油墨印花廢水處理存在的問題，本研究采用混凝-熱處理聯合MAP法對其進行處理，研究各工藝參數對廢水處理效果的影響，實現廢水COD、色度和氨氮的高效去除及混凝污泥的高效脫水，為開發水性油墨印花廢水中有機污染物去除與污泥脫水一體化新技術提供理論基礎。
 

　　高濃度廢水水性油墨廢水主要處理方法：
 

　　1、混凝-熱處理
 

　　取1 000 mL水性油墨印花廢水和一定量的自制體積分數40%的混凝劑NS-1 在反應瓶中混合，然后置于磁力攪拌器(150 r·min−1)上攪拌5 min，使其充分反應，再加熱至設定溫度并保溫一定時間，冷卻至室溫后用濾紙過濾。依次控制混凝劑投加量、熱處理溫度和時間，研究各工藝參數對廢水的COD、色度和混凝污泥含水率的影響，并進行優條件的驗證實驗。
 

　　2、MAP處理
 

　　取200 mL混凝-熱處理后的廢水于反應瓶中，依次加入一定量的硫酸鎂和磷酸氫二鈉，然后置于磁力攪拌器(100 r·min−1)上攪拌，在攪拌過程中加入6 mol·L−1 NaOH，控制pH在一定范圍，反應一段時間。依次控制藥劑摩爾比、反應體系pH、反應溫度和時間，研究各工藝參數對廢水氨氮去除的影響，并進行優條件驗證實驗。
 

　　3、分析方法
 

　　pH采用雷磁PHS-3C型pH計測定，COD采用重鉻酸鹽法(GB 11914-1989)測定，色度采用稀釋倍數法(GB 11903-1989)測定，氨氮采用納氏試劑分光光度法(HJ 535-2009)測定，總磷采用鉬酸銨分光光度法(GB 11893-1989)測定。混凝-熱處理后固液明顯分離，過濾后采用重量法測定混凝污泥的含水率(CJ/T 221-2005)。
 

　　高濃度水性油墨廢水主要處理方法以及處理效果驗證：
 

　　1、混凝-熱處理法處理高濃度水性油墨印花廢水的佳工藝參數為：體積分數40%的NS-1投加量為15 mL·L−1，熱處理溫度70 ℃，熱處理時間50 min。在此條件下，廢水的COD從376 980 mg·L−1降低到23 940 mg·L−1，去除率達93.65%;廢水的色度由110 000倍降至33倍，去除率達99.97%。該方法可以實現混凝污泥的泥水快速分離，混凝污泥含水率僅56.62%，實現了高濃度水性油墨印花廢水泥水一體化處理。
 

　　2、采用MAP法，以硫酸鎂和磷酸氫二鈉為藥劑，去除混凝-熱處理后的廢水氨氮的*佳工藝參數為：藥劑摩爾比Mg: P: N為1.1:0.9:1，反應體系pH為9.5，反應溫度20 ℃和反應時間30 min。在此條件下，廢水的氨氮濃度由1 800 mg·L−1降低到70 mg·L−1，其氨氮去除率達96.27%，處理后水中剩余總磷低于12 mg·L−1。