高錳酸鉀酸化法處理樹脂清洗廢水的實驗研究

周江宏

（杭州聯德精密機械股份有限公司安全環保部 浙江杭州 310018）

引言

世界500強集團下屬蘇州工業園區某磨料磨具企業（作者曾就職公司并親自做的實驗），是生產涂敷磨具的專業工廠，其生產工藝流程：備料（酚醛樹脂、脲醛樹脂及動物膠類膠水混合、磨料準備、背基準備）—背基打開—背基上打印產品標簽—涂敷第一層膠水—植砂（磨料）—烘干—涂敷第二層膠水—烘干—下卷料—分割—檢驗—包裝出貨。企業生產過程中的廢水主要來自清洗混膠鍋、膠水管道及膠水盤、清洗背印滾筒產生的廢水。

1 實驗研究對象和方法

1.1 實驗對象

企業生產過程中的清洗廢水，主要來自清洗混膠鍋、膠水管道及膠水盤、清洗背印滾筒產生的混合廢水，成分復雜、COD濃度高（平均在15000mg/l左右，最高可達50000mg/l以上）、水中含有高濃度的酚醛等高分子有機物，難生物降解；同時由于樹脂在混合過程中分解的酚類和醛類是具有毒性、強腐蝕性的化學物質，如果直接采用生物處理工藝處理將對微生物產生抑制性或毒性，影響生物處理效果；因此此類廢水治理一直以來都是廢水處理研究領域的難點之一[2]。

1.2 實驗方法

1.2.1 高錳酸鉀特性概述

高錳酸鉀（化學式為KMnO4），其固體呈細長棱型顆粒狀，顏色為黑紫或帶有藍色金屬光澤，無味，化學活性強，溶解性好，與某些有機物或還原劑混合時，可產生爆炸。因此，可作為強氧化劑，儲存時要避免與還原劑及化學活性強的金屬等一起放置以避免發生火災。通常，高錳酸鉀在化學反應中表現出強烈的氧化劑作用，其氧化能力受PH值影響較大[1]。

1.2.2 實驗裝備

為研究高錳酸鉀在弱酸性條件下對樹脂清洗廢水中COD的去除率，實驗設計如下：

（1）實驗儀器：分析天平、藥匙、移液管、量筒、膠頭滴管若干、玻璃棒、燒杯、計時器、PH計、COD檢測儀等。

（2）實驗試劑：蒸餾水、高錳酸鉀（分析純）固體、硫酸、COD測試試劑等。

（3）實驗條件：所有實驗均在室溫下進行，所有試劑都將冷卻至室溫在進行實驗。

1.2.3 實驗步驟

（1）取清洗廢水進行實驗之前的COD濃度檢測，檢測結果為COD濃度=17340mg/l。

（2）這個樣品的廢水分別倒入14個燒杯中，廢水的水量都為500ml。

（3）在這14個燒杯中分別加入硫酸，將PH值至調至5~6之間。

（4）第一組：取其中7個燒杯的廢水，不經過沉淀，直接分別加入配置好的不同量的高錳酸鉀溶液（質量百分比3%，以下同），攪拌反應90分鐘，并觀察廢水的顏色變化。

（5）第二組：另外取其中7個燒杯的廢水，酸化后經過30分鐘沉淀，取上清液進行COD濃度的檢測，檢測結果為COD濃度=12940mg/l。

（6）經過30分鐘沉淀的第二組7個燒杯中廢水，分別加入配置好的高錳酸鉀溶液，攪拌反應90分鐘，并觀察廢水的顏色變化。

（7）反應后的兩組廢水再經過30分鐘的沉淀，分別取上清液進行COD濃度的檢測。

（8）對14個燒杯的廢水實驗的COD濃度檢測結果進行記錄。

（9）分析各個燒杯中廢水的COD去除效率、廢水處理成本并得出最終的結論。

（10）將實驗的結論在企業廢水處理中進行應用。

2 實驗結果與成本分析

2.1 第一組加酸后未經過沉淀的高錳酸鉀去除樹脂清洗廢水COD的實驗效果與成本分析（見表1）。

表1 未經過沉淀的實驗結果

2.2 第二組加酸后經過30分鐘沉淀后的高錳酸鉀去除樹脂清洗廢水COD的實驗效果與成本分析（見表2）。

表2 經過30分鐘沉淀的實驗結果

結語

樹脂清洗廢水在弱酸性條件下，能將廢水中的懸浮顆粒物凝聚并形成大顆粒物沉淀，酸化過程對去除廢水中的部分懸浮物和COD有比較明顯的效果；另外，在酸化沉淀后的上清液中加入高錳酸鉀并在弱酸性條件下，隨著高錳酸鉀量的不斷增加，對廢水的COD去除有非常明顯的作用[3]。

高錳酸鉀在弱酸性條件下去除樹脂清洗廢水中的COD濃度的實驗結果表明，在弱酸性條件下，氧化、分解、去除廢水中酚醛樹脂、脲醛樹脂及動物膠中高分子、難生物降解的有機物有明顯的效果，進而達到降低廢水中COD的濃度，提升廢水的B/C比。考慮到廢水處理的成本，同時結合現有成熟的生物處理工藝（厭氧微生物處理+好氧微生物處理相結合的處理工藝）和未反應完全的高錳酸鉀的殘留物可能對微生物具有毒害的副作用，在達到氧化、分解和去除廢水中高分子、難生物降解有機物，提高廢水的B/C的目的下選用更為經濟、合適的高錳酸鉀的量作為實際應用更為合適，最終選擇9#燒杯的實驗數據和結果作為企業的最終處理方案進行實際應用。