酸析Fenton法处理ITO触摸屏油墨废水

酸析+Fenton法处理ITO触摸屏油墨废水摘要ITO(氧化铟锡)触摸屏产生的油墨废水是一种高浓度的有机废水，但BOD／COD值仅为0107—0．08。针对油墨废水COD浓度高且BOD／COD值低的特点，提出了采用“酸析一Fenton一混凝沉淀”进行处理的工艺方法，经实践证明该工艺处理效果稳定，出水质量可达到广东省《水污染物排放限值》(DB44／26—2001)第二时段一级标准。关键词：触摸屏于油墨废水酸析Fenton试剂混凝沉淀本文所提之工程实例是本人于2008年在广州科学城某电子公司完成的工程项目。该电子公司专业生产各种电子设备所用的触摸屏，在采用盐酸、氢氧化钠等对印刷后的工件进行蚀刻的“蚀刻、脱膜”工序中，会产生一定量的油墨废水。该油墨废水中所含的油墨是耐酸油墨，主要成份为压克力单体和压克力低聚物。耐酸油墨的密度为1．19±0．02g／mL，吸水率为0．3％，耐化学药品及溶剂。1．工程设计1．1废水特征本工程实例属于新建项目，因此在进行油墨废水处理项目设计的过程中，我们只能根据其他同类项目的情况来确定油墨废水的浓度，各项污染物浓度如表1所示。后来项目正式投产运行后显示，本表确定的数值与实际情况相符合。表1油墨废水水质参数mg／L(pH值除外)PH值CODBOD5SS10-131200-150080-120500-600同时，根据业主单位的估算，总排水量为10m／d。但是，排水的波动性较大，基本上是每2h排放放1次，每次排放2m。左右。本项目位于广州科学城，由于整个园区对于排污的要求十分严格，而且项目实施期间，该地区的排水还未纳入城市污水处理厂的集水范围，因此，项目的排水要求达到广东省《水污染物排放限值》(DB44／26—2001)第2时段一级标准，各项污染物浓度如下表2所示。表2排放水质标准mg，L(pH值除外)PH值CODBOD5SS6-99020601．2工艺选择根据该项目油墨废水的特点，由于BOD／COD值仅为0．07～0．08，可生化性极低，而且该单位没有足够的生活污水，因此首先排除生物处理方法。另外，由于油墨具有一定的可溶性，若仅依靠混凝沉淀也难以去除溶解在水中的污染物质。因此，经过对比分析，决定选用化学氧化的方法进行处理，具体的工艺为“酸析一Fenton一混凝沉淀”，其核心工艺为酸析法和Fenton法。酸析法是目前处理油墨废水最常用的工艺之一，该工艺是先将废水的pH值调整为2-3，废水中的油墨在酸性条件下会析出形成浓胶状凝聚物[3-4]。酸析法可以去除废水中大量的悬浮状油墨，大幅度降低废水的COD，COD去除率可达80％左右。Fenton法的机理为：HO在Fe的催化作用下能生成具有很强氧化能力的·OH自由基，·OH自由基可以无选择地直接与废水中的有机污染物反应，将其降解为CO和HO[5-7]。Fe2++H2O2→÷Fe3++OH-+·OHFenton法就是利用·OH自由基的强氧化能力和Fe2+的混凝作用来处理高浓度有机废水，以提高COD的去除率。1．3工艺流程油墨废水首先经过格栅隔除粗大的杂质后自流至集水池，然后由泵提升至酸析沉淀槽，同时加入硫酸(H2SO)将pH值调节至2～3左右。在酸性条件下，废水中的溶解性油墨将会从水中沉析出来，经过沉淀固液分离，沉淀物泵至污泥浓缩池，上清液自流进入化学氧化槽。同时，向化学氧化槽中加入双氧水和硫酸亚铁，利用其强氧化性裂解油墨的双苯环键，提高COD去除率。由于这一反应在pH值为3左右时，反应速度最快，所以可根据废水的酸碱度向废水中加入适量硫酸，加快反应速度。经过氧化后的出水自流进入混凝沉淀槽的混凝区，首先加入氢氧化钠调节pH值为7左右，为后续的混凝反应创造条件，再加入聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(polyacry—lamide)，最后混合液自流进入沉淀区进行固液分离，沉淀物泵至污泥浓缩池，上清液达标排放。2．调试运行及结果讨论2．1调试运行调试初期，首先进行现场实验，以确定化学氧化和混凝工序的加药量。为了简化系统的控制环节，在提升泵的出口设置转子流量计，通过阀门将系统的进水量控制为2m。通过现场实验及计算，确定各药剂的添加量如表3所示。表3各处理单元药剂添加量经l星期的调试试运行后，整个处理系统运行正常，处理效果稳定。最后，环境监测部门取样检测，出水各项指标均达广东省《水污染物排放限值》(DB44／26—2001)第2时段一级标准，各项污染物浓度如表4所示。表4废水处理站进、出水口水质监测结果mg／LfpH值除外)环保验收期问，废水处理系统的操作由我单位技术人员亲自操作，系统的控制比较理想，因此系统的出水极为理想。工程通过环保验收后，系统交由业主自行聘请的操作工人进行管理，由于管理上存在一些不当，但是系统的出水也一直比较稳定，出水的COD控制在70～80mg／L之间。2．2结果讨论2．2．1酸析法处理效果酸析法是由酸析反应槽内设置的pH值控制器控制加酸量，将废水的pH值控制在2—3的范围之内，油墨废水中的感光膜在酸性的条件下会析出形成浓胶状凝聚物l8j。酸析反应槽处理量为2m3／h，投加50％硫酸溶液，反应15min，沉淀90rain。现场的结果显示，经过酸析处理后，原来悬浮及溶解在废水中的大部分油墨在45～60min之内，就会沉淀至沉淀池底部，实现了固液分离的目的。该工艺处理油墨废水，COD可以由进水的1300mg/L降至450mg／L。以下，COD去除率可达65％左右。2．2．2Fenton法处理效果Fenton法是在pH值：3的条件下靠·OH自由基的强氧化能力快速氧化废水中的溶解性有机物[9-01。化学反应槽的处理量为2mS／h，设计反应时间为90min。现场实验的结果显示，经该工艺处理后油墨废水的COD可以由进水的450mg／L降至100mg／L以下，COD去除率可达80％左右。2．2．3混凝沉淀法处理效果混凝沉淀法是整个处理工艺的最后环节。首先利用pH值控制器将废水的pH值调整为6-9之内，再投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。最终的测试结果显示，混凝沉淀法可以将进水的COD由100mg／L降低至60mg／L左右，去除效率达到40％。3．结束语采用“酸析一Fenton一混凝沉淀”法处理油墨废水，可使出水水质稳定达到广东省《水污染物排放限值》(DB44／26—2001)第2时段一级标准，出水COD稳定在60-80mg／L之间。该工艺对同类型废水处理工程的设计有借鉴意义。4参考文献【1]钟理．高级氧化处理有机污水技术进展【J】．工业水处理，2002，22(1)：l一4．【2】陆飚，陈高清．印刷电路板用阻焊油墨的研究[J】．湖北化工，2002，(2)：4—6．【3】罗德春，皇甫浩．印刷电路板厂高浓度有机废水处理技术研究fJ】．西安公路交通大学学报，1999，19(增刊)：77—79．[4】汤茜，任百祥，王艳华．Fenton氧化一混凝一SBR工艺处理糠醛废水fJ1．化工环保，2009，(2)：15l一153．【5】唐文伟，曾新平，胡中华．芬顿试剂和湿式过氧化氢氧化法处理乳化液废水研究阴．环境科学学报，2006，(8)：1265—1270．【6】苏晓，孙力平，衣雪松，等．Fenton试剂催化氧化嘧啶废水的特性fJ】．环境工程学报，2009，(4)：707—710．【7】韦朝海．Fenton试剂催化氧化降解含硝基苯废水的特性册．环境科学，2001，22(5)：60—64．【8】王子，梅平，王国栋．混凝～Fenton氧化处理彩油废水的影响因素【J】．水处理技术，2006，(1)：76—79．【9】贾胜娟，杨春风，赵东胜．Fenton氧化技术在废水处理中的研究与应用进展[J】_工业水处理，2008，(10)：5-9．【10】徐苏云，何品晶，唐琼瑶，等．Fenton法处理类长填龄渗滤液的氧化和絮凝作用【J1．环境科学研究，2008，21(4)：20-24．