自制漆霧絮凝劑與傳統AB劑處理噴漆廢水對比研究

曾 卉，田 進，張 迪，譚奇穎

（中聯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區用水、噴漆室空氣中的漆霧顆粒和有機溶劑被轉移到循環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。噴漆循環水若得不到有效處理，將散發惡臭異味，漆霧顆粒易粘附于設備及建筑物上，循環水使用壽命將大大縮短，不僅影響車間作業環境、增加安全隱患，危害人體健康，還將增加企業處理成本，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AB劑法是為通過向循環水池定時定點投加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，現場環境臟亂差，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，處理效果也不穩定。

現試驗采用的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劑均優于傳統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劑的處理效果優于傳統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定性，由液態的油漆迅速轉換成固態的細小漆渣顆粒。

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、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”，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水池廢水為試驗對象，將自制漆霧絮凝ZL劑與傳統AB劑進行絮凝試驗對比，并將處理后的廢水送往環境檢測單位進行檢測，獲得水質數據。傳統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劑也常出現加藥后難以上浮的問題，易粘于池底及設備上，導致現場操作環境臟亂差，說明傳統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劑均優于傳統AB劑。