在水性油墨生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中，由于設(shè)備的清洗，會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的廢水。水性油墨色彩的千變?nèi)f化造成其廢水的化學(xué)成分相當(dāng)復(fù)雜，具有高cod、高色度、難生物降解的特點(diǎn)，一旦進(jìn)入水體，對(duì)水環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重的污染。廢水的處理工藝與水性油墨的種類(lèi)和特性有著非常密切的關(guān)系。目前對(duì)水性油墨廢水處理的研究和應(yīng)用主要集中在化學(xué)混凝、電解、混凝氣浮、混凝氣浮-微電解、化學(xué)氧化-混凝等預(yù)處理手段結(jié)合生化工藝。
1 電解法
在一些預(yù)處理手段中，電解法顯示出較好的性能，國(guó)內(nèi)的研究應(yīng)用已有一定基礎(chǔ);電解法的優(yōu)點(diǎn)在于：(1)過(guò)程中產(chǎn)生的•oh無(wú)選擇地直接與廢水中的有機(jī)污染物反應(yīng)，將其降解為二氧化碳、水和簡(jiǎn)單有機(jī)物，沒(méi)有或很少產(chǎn)生二次污染;(2)電解過(guò)程伴隨著產(chǎn)生氣浮的功能;(3)能量效率高，電化學(xué)過(guò)程一般在常溫常壓下就可進(jìn)行;(4)既可以作為單獨(dú)處理，又可以與其他處理相結(jié)合，如作為前處理，可以提高廢水的生物降解性，經(jīng)預(yù)處理后的廢水可生化性大幅提高;(5)電解設(shè)備及其操作一般比較簡(jiǎn)易。經(jīng)茂名市環(huán)保局環(huán)境工程設(shè)計(jì)中心在茂名阪田油墨有限公司污水處理系統(tǒng)中應(yīng)用，證明利用電解法預(yù)處理，再經(jīng)生化處理，處理后的污水可達(dá)標(biāo)排放。
電解法除污機(jī)理
電解法作為一種對(duì)各種污水處理適應(yīng)性強(qiáng)、高效、時(shí)間短、無(wú)二次污染處理方法，它是利用鐵板作為陽(yáng)極，鋁板作為陰極，在強(qiáng)電流的作用下對(duì)污水進(jìn)行電化學(xué)處理，其主要化學(xué)反應(yīng)式為：
陽(yáng)極：fe----fe2++2e
陰極：2h++2e----h2
作為陽(yáng)極的鐵板在電解過(guò)程中慢慢溶解，以的形式進(jìn)入廢水中，并水解生成fe(oh)2，這些fe(oh)2有高的凝聚作用，在陰極產(chǎn)生新生態(tài)的氫，其還原能力很強(qiáng)，與廢水中的污染物起還原反應(yīng)，同時(shí)大分子污染物被分解成小分子物質(zhì)。電解過(guò)程包含有氧化作用、還原作用、凝聚作用、氣浮作用。
1)氧化作用。電解過(guò)程中的氧化作用可以分為直接氧化(即污染物直接在陽(yáng)極失去電子而發(fā)生氧化)和間接氧化。間接氧化是指利用溶液中的電極電勢(shì)較低的陰離子(如oh-、cl-)。在陽(yáng)極失去電子生成新的較強(qiáng)的氧化劑的活性物質(zhì)[o]、cl2等，而這些活性物質(zhì)使污染物失去電子，起氧化分解作用，以降低原液中的bod5、cod、nh3-n等。
2)還原作用。電解過(guò)程中的還原作用亦可分作兩類(lèi)。一類(lèi)是直接還原，即污染物直接在陰極上得到電子而發(fā)生還原作用;另一類(lèi)是問(wèn)接還原，污染物中的陽(yáng)離于首先在陰極得到電子，使得電解質(zhì)中高價(jià)或低價(jià)金屬陽(yáng)離于在陰極上得到電子直接被還原為低價(jià)陽(yáng)離子或金屬沉淀。
3)凝聚作用?？扇苄躁?yáng)極例如鐵、鋁等陽(yáng)極，通以直流電，陽(yáng)極失去電子后，形成金屬陽(yáng)離子fe2+、al3+，與溶液中的oh-生成金屬氫氧化物膠體絮凝劑，其吸附能力極強(qiáng)，可將污染物質(zhì)吸附形成絮凝體。
4)氣浮作用。對(duì)廢水進(jìn)行電解的過(guò)程中，當(dāng)電壓達(dá)到水的分解電壓時(shí)，在陰極和陽(yáng)極上分別析出氫氣和氧氣，另一方面電解過(guò)程產(chǎn)生的oh-與有機(jī)物反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳。這些氣體的氣泡尺寸很小，分散度高，可作為載體粘附水中的懸浮固體而上浮，這樣很容易將污染物質(zhì)去除。電氣浮既可以去除廢水中的疏水性污染物，也可以去除親水性污染物。
2 uasb工藝
升流式厭氧污泥床uasb( up-flow anaerobic sludge bed，注：以下簡(jiǎn)稱(chēng)uasb)工藝由于具有厭氧過(guò)濾及厭氧活性污泥法的雙重特點(diǎn)，作為能夠?qū)⑽鬯械奈廴疚镛D(zhuǎn)化成再生清潔能源——沼氣的一項(xiàng)技術(shù)。1971年荷蘭瓦格寧根(wageningen)農(nóng)業(yè)大學(xué)拉丁格(lettinga)教授通過(guò)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用重力場(chǎng)對(duì)不同密度物質(zhì)作用的差異，發(fā)明了三相分離器。使活性污泥停留時(shí)間與廢水停留時(shí)間分離，形成了上流式厭氧污泥床(uasb)反應(yīng)器的雛型。1974年荷蘭csm公司在其6m3反應(yīng)器處理甜菜制糖廢水時(shí)，發(fā)現(xiàn)了活性污泥自身固定化機(jī)制形成的生物聚體結(jié)構(gòu)，即顆粒污泥(granular sludge)。顆粒污泥的出現(xiàn)，不僅促進(jìn)了以u(píng)asb為代表的第二代厭氧反應(yīng)器的應(yīng)用和發(fā)展，而且還為第三代厭氧反應(yīng)器的誕生奠定了基礎(chǔ)。
uasb工藝對(duì)于不同含固量污水的適應(yīng)性也強(qiáng)，且其結(jié)構(gòu)、運(yùn)行操作維護(hù)管理相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)也相對(duì)較低，技術(shù)已經(jīng)成熟，正日益受到污水處理業(yè)界的重視，得到廣泛的歡迎和應(yīng)用。
3 氣浮法
度分散的微小氣袍作為載體粘附于廢水中的懸浮污染物，使其浮力大于重力和阻力，從而使污染物上浮至水面，形成泡沫，然后用刮渣設(shè)備自水面刮除泡沫，實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的過(guò)程稱(chēng)為氣浮。
氣浮除油原理主要是利用油水間表面張力大于油氣間表面張力，油疏水而氣相對(duì)親水的特點(diǎn)，將空氣通人污水中，同時(shí)加人浮選劑使油粒粘附在氣泡上，氣泡吸附油及懸浮物上浮到水面從而達(dá)到分離的目的，氣浮法主要去除的是殘余浮油和不含表面活性劑的分散油。缺點(diǎn)是設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)部件多，含油污水含鹽量高，腐蝕性強(qiáng)，因此流程運(yùn)行的穩(wěn)定性較差。
4 混凝法
混凝法是向污水中投加一定量的藥劑，經(jīng)過(guò)脫穩(wěn)、架橋等反應(yīng)過(guò)程，使水中的污染物凝聚并沉降。水中呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)通常帶有負(fù)電荷，膠體顆粒之間互相排斥形成穩(wěn)定的混合液，若水中帶有相反電荷的電介質(zhì)(即混凝劑)可使污水中的膠體顆粒改變?yōu)槌孰娭行?，并在分子引力作用下凝聚成大顆粒下沉。
這種方法用于處理含油廢水、染色廢水、洗毛廢水等，該法可以獨(dú)立使用，也可以和其他方法配合使用，一般作為預(yù)處理、中間處理和深度處理等。常用的混凝劑則有硫酸鋁、堿式氯化鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵等。
5 生物接觸氧化法
生物接觸氧化法是生物膜法的主要設(shè)施之一，生物膜法是一大類(lèi)生物處理法的統(tǒng)稱(chēng)，其主要利用附著生長(zhǎng)于某些固體物表面的微生物(即生物膜)進(jìn)行有機(jī)污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物以及藻類(lèi)等組成的生態(tài)系統(tǒng)，其附著的固體介質(zhì)稱(chēng)為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為慶氣層、好氣層、附著水層、運(yùn)動(dòng)水層。其原理是，生物膜首先吸附附著水層有機(jī)物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進(jìn)入?yún)挌鈱舆M(jìn)行厭氣分解，流動(dòng)水層則將老化的生物膜沖掉以生長(zhǎng)新的生物膜，如此往復(fù)以達(dá)到凈化污水的目的。老化的生物膜不斷脫落下來(lái)，隨水流入二次沉淀被沉淀去除。
生物接觸氧化法的處理構(gòu)筑物是浸沒(méi)曝氣式生物濾池，也稱(chēng)生物接觸氧化池。
生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)置填料，填料淹沒(méi)在廢水中，填料上長(zhǎng)滿生物膜，廢水與生物膜接觸過(guò)程中，水中的有機(jī)物被微生物吸附、氧化分解和轉(zhuǎn)化為新的生物膜。從填料上脫落的生物膜，隨水流到二沉池后被去除，廢水得到凈化。在接觸氧化池中，微生物所需要的氧氣來(lái)自水中，而廢水則自鼓人的空氣不斷補(bǔ)充失去的溶解氧?？諝馐峭ㄟ^(guò)設(shè)在池底的穿孔布?xì)夤苓M(jìn)入水流，當(dāng)氣泡上升時(shí)向廢水供應(yīng)氧氣，有時(shí)并借以回流池水。
生物接觸氧化法的特點(diǎn)：
(1)由于填料的比表面積大，池內(nèi)的充氧條件良好。生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物固體量高于活性污泥法曝氣池及生物濾池，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷;
(2)生物接觸氧化法不需要污泥回流，也就不存在污泥膨脹問(wèn)題，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便;
(3)由于生物固體量多，水流又屬完全混合型，因此生物接觸氧化池對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力;
(4)生物接觸氧化池有機(jī)容積負(fù)荷較高時(shí)，其f/m保持在較低水平，污泥產(chǎn)量較少。
6 膜生物反應(yīng)器
膜生物反應(yīng)器( membrance bioreactor reactor，簡(jiǎn)稱(chēng)mbr)是膜分離與生物處理技術(shù)組合而成的廢水生物處理新工藝, 與傳統(tǒng)的生化處理技術(shù)相比，mbr具有以下主要特點(diǎn)：處理效率高、出水水質(zhì)好;設(shè)備緊湊、占地面積小;易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。80年代以來(lái)，該技術(shù)愈來(lái)愈受到重視，成為水處理技術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。目前，膜生物反應(yīng)器已應(yīng)用于美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本和埃及等十多個(gè)國(guó)家，處理規(guī)模在6～13000 m3/d。
近兩年來(lái)，膜生物反應(yīng)器在我國(guó)國(guó)內(nèi)已進(jìn)入了實(shí)用化階段。 mbr系統(tǒng)的處理對(duì)象從生活污水?dāng)U展到高濃度有機(jī)廢水和難降解工業(yè)廢水，如制藥廢水、化工廢水、食品廢水、屠宰廢水、煙草廢水、豆制品廢水、糞便污水、黃泔污水等。從目前的趨勢(shì)看，中水回用將是mbr在我國(guó)推廣應(yīng)用的主要方向。表1列舉了mbr在我國(guó)的應(yīng)用實(shí)例及處理效果。這些應(yīng)用實(shí)例表明：mbr對(duì)生活污水、高濃度有機(jī)廢水與難降解工業(yè)廢水的處理效果良好。


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