自制漆霧絮凝劑與傳統(tǒng)AB劑處理噴漆廢水對比研究

曾 卉，田 進，張 迪，譚奇穎

（中聯(lián)西北工程設計研究院有限公司，陜西 西安 710077）

噴漆廢水主要來源于噴漆室洗滌作業(yè)區(qū)用水、噴漆室空氣中的漆霧顆粒和有機溶劑被轉移到循環(huán)水中形成的噴漆廢水。廢水中含大量漆物顆粒、懸浮物和有機污染物，污水成分復雜，色度變化較大。噴漆循環(huán)水若得不到有效處理，將散發(fā)惡臭異味，漆霧顆粒易粘附于設備及建筑物上，循環(huán)水使用壽命將大大縮短，不僅影響車間作業(yè)環(huán)境、增加安全隱患，危害人體健康，還將增加企業(yè)處理成本，帶來沉重經濟負擔［1，2］。

目前噴漆廢水主要處理工藝及方式主要有三種：傳統(tǒng)AB劑法、普通沉淀法，過濾分離法。三種方式均有沉淀分離的處理方式，傳統(tǒng)AB劑法和普通沉淀法的出水COD約400～700 mg／L，過濾分離法即在沉淀法后再采用一級或兩級過濾分離處理，過濾分離后廢水COD可達500 mg／L以下。

傳統(tǒng)AB劑法是為通過向循環(huán)水池定時定點投加AB劑，使漆霧絮凝成團并上浮，定期打撈清除，晾干后委外處理。此種方法在實際應用中常出現(xiàn)漆渣消粘不徹底，絮凝不充分，漆渣難以上浮等問題，且定期打撈消耗大量人力成本，現(xiàn)場環(huán)境臟亂差，嚴重影響噴涂工作正常運行［3］。普通沉淀法通過添加普通混凝劑與絮凝劑使漆渣沉淀，該方法絮凝效果不理想，應用較少；外排時加藥為氧化劑（通常為次氯酸鈉），價格較貴；不太適合直接處理高濃度COD廢水，SS能否達標得不到保證。過濾分離法是在沉淀法的基礎上，增加石英砂和活性炭等過濾，可去除部分懸浮物及部分COD，過濾后的出水回用或排放；出水水質清澈，但投資較高，運行成本高。

普通沉淀劑無法破壞漆渣粘性，若前面漆渣分離效果不好，漆渣進入壓濾機會粘于濾布上，堵塞設備，無法將水壓出；漆渣進入石英砂過濾器，將導致濾料板結或造成石英砂過濾器斷流或層流，而活性炭過濾器吸附能力也有限，因此需要頻繁更換濾料。活性炭吸附有一定的COD選擇性，大分子或者過小分子的COD，活性炭都無法吸附。涂裝行業(yè)COD較高，活性炭飽和過快，頻繁更換濾料導致運行費用高，處理效果也不穩(wěn)定。

現(xiàn)試驗采用的ZL劑為自制組合藥劑，目的在于提高漆渣消粘效果、絮凝效果及出水水質，延長循環(huán)水使用周期。組合藥劑包含三種組份，分別為P成分，S成分和C成分，P成分為含烷烴類及樹脂類高分子化合物，S成分為絮凝劑聚合氯化鋁（PAC），C成分為聚丙烯酰胺（PAM）。

1 藥劑絮凝效果對比試驗

1.1 試驗藥劑及器材

1.藥劑：ZL劑、傳統(tǒng)AB劑（外購）、硫酸、碳酸鈉。

2.器材：200 mL燒杯、500 mL燒杯、量筒、玻璃棒、pH試紙、漏斗等。

1.2 試驗過程

以某工廠噴漆車間循環(huán)水池廢水為試驗對象，取2份噴漆廢水水樣，各400 mL，調整pH為7～8，分別緩慢添加ZL劑和AB劑。

ZL劑：在P成分添加量為8 mL時，水樣開始出現(xiàn)細小懸浮顆粒，此時開始添加S成分，添加量為4 mL，緩慢攪拌，溶液中細小懸浮顆粒開始絮凝成小團，水質開始變清澈，再加入C成分4 mL，緩慢搖晃燒杯，溶液中細小懸浮顆粒團開始聚結成大塊絮團，并緩慢下沉，分層明顯，此時上層水質清澈透明，無可見漆渣顆粒。此時測得pH為8.0。

AB劑：在A劑添加量為8 mL時，水樣開始出現(xiàn)懸浮膠粒，緩慢攪拌，再加入B劑8 mL，緩慢搖晃燒杯，溶液中懸浮顆粒開始聚結成大塊膠狀絮團，向下沉降，此時溶液較清澈，但仍有部分膠體物質及黑色漆渣顆粒懸浮于溶液中，溶液呈乳白色渾濁狀。測得此時pH為9.0。

1.3 試驗結果

1.3.1 兩種藥劑絮凝效果

兩種藥劑絮凝效果如圖1所示，原水水樣呈黑色渾濁狀，可見飄浮漆渣塊及懸浮的漆渣顆粒。添加ZL劑后的溶液，上層溶液水質清澈透明，黑色漆霧顆粒全部被藥劑包裹并沉于底部，無可見懸浮或漂浮漆渣顆粒，漆渣絮體緊密，渣水分層清晰，分離效果明顯好于添加AB劑后的溶液，而添加AB劑后的溶液，仍有部分膠體物質懸浮及黑色漆渣顆粒飄浮，并粘于杯壁，溶液呈乳白色渾濁狀。

圖1 藥劑絮凝效果對比圖

此時得到ZL劑的較佳添加量為：

原水∶P成分∶S成分∶C成分 ＝100∶2∶1∶1

1.3.2 兩種藥劑對COD及SS的去除效果

兩種藥劑對COD及SS的去除效果見表1。

由表1可知，檢測原水COD及SS的濃度分別為2 486 mg／L和194 mg／L，經兩種藥劑處理之后，得出ZL漆霧絮凝劑對COD及SS的去除率分別達96.5%和81.4%，傳統(tǒng)AB劑對COD及SS的去除率分別為74.9%和79.9%。結合兩種藥劑對漆渣的絮凝分離效果及出水水質檢測結果，ZL劑均優(yōu)于傳統(tǒng)AB劑。

表1 兩種藥劑對COD及SS的去除效果

1.4 成本對比

兩種藥劑藥價相當，根據(jù)試驗結果，ZL的用量比例為：原水∶P成分∶S成分∶C成分 ＝100∶2∶1∶1，AB劑的用量比例為：原水∶A劑∶B劑 ＝50∶1∶1。兩種藥劑添加比例相當，因此，藥劑成本相當，相同的藥劑成本下，ZL劑的處理效果優(yōu)于傳統(tǒng)AB劑。

2 絮凝劑原理

2.1 AB劑作用原理

A劑對油漆污水中的漆霧顆粒進行電中和、破粘及包裹等作用，打破膠體或粒子的穩(wěn)定性，由液態(tài)的油漆迅速轉換成固態(tài)的細小漆渣顆粒。

B劑則是將細小的漆渣顆粒進而凝聚，使漆渣與漆渣之間相互交叉鏈接形成大絮團并浮于水面，之后對上浮的漆渣進行打撈清除［4］。

2.2 ZL劑工作原理

ZL劑成分與AB劑有所不同，但其作用原理也是首先通過P成分對漆霧顆粒進行破粘、脫穩(wěn)、電中和及包裹等作用形成小絮體，再通過S成分進一步包裹小絮體，最后通過C成分將小的漆渣絮體聚結成大絮團并下沉至底部。

ZL劑作用原理示意圖如圖2所示，P成分所帶電荷能對漆霧顆粒產生很強的吸引力，當漆滴被吸附后，其兩極不同的親和性將漆滴完全包裹，并穿透漆滴，破壞漆霧顆粒的功能基團，使其完全消除粘性。S成分作為P成分輔助劑，作用主要為進一步中和顆粒表面的負電，使顆粒“脫穩(wěn)”，于是，顆粒間通過碰撞、表面吸附、范德華引力等作用，互相結合變大，加強藥劑分子對漆霧顆粒包裹的全面性。

C成分的高分子鏈在懸浮的顆粒與顆粒之間發(fā)生架橋過程，使上一過程產生的小絮體吸附在C成分分子上不同的鏈段上，促使小絮體聚結成大絮團，使其堅固和粘合，增強機械脫水的效率，并下沉至底部，便于機械分離。

圖2 ZL劑作用原理示意圖

3 結 語

以某工廠噴漆車間循環(huán)水池廢水為試驗對象，將自制漆霧絮凝ZL劑與傳統(tǒng)AB劑進行絮凝試驗對比，并將處理后的廢水送往環(huán)境檢測單位進行檢測，獲得水質數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)AB劑的最終目的是將漆霧顆粒絮凝并浮于水面，便于打撈清渣，添加AB劑后的漆渣沉于杯底，并沒有上浮，實際工程中，AB劑也常出現(xiàn)加藥后難以上浮的問題，易粘于池底及設備上，導致現(xiàn)場操作環(huán)境臟亂差，說明傳統(tǒng)AB劑的藥效及操作均存在弊端。

從試驗結果可得出，添加ZL劑后的溶液，水質清澈透明無異味，黑色漆渣全部被藥劑包裹并沉于底部，渣水分層清晰，分離效果明顯好于添加AB劑后的溶液，在實際工程中，添加ZL劑的漆渣絮體沉于反應設備底部，可通過自動排渣設備進行自動清渣。從兩種藥劑對COD及SS的去除效果來看，ZL劑均優(yōu)于傳統(tǒng)AB劑。