印鈔廠廢水處理方案
印鈔廠廢水是一種較難處理的有機工業(yè)廢水,它的色度大,污染物濃度高,成分復雜。印鈔廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水,主要有擦版廢液、印鈔廢水、濃縮液和綜合廢水。
1 擦版廢液的處理
凹印機擦版廢液是印鈔廠的主要廢水之一,使用后的擦版廢液中含有大量的堿、油墨、表面活性劑,其主要成分為顏料、填充料、連接料、樹脂油類、蠟、有機溶劑、重金屬、土耳其紅油、氫氧化鈉等。
1)擦版廢液處理沿用多年的經(jīng)典方法是中和法,要點是采用硫酸或鹽酸中和廢液中的氫氧化鈉,使其乳化性減小,實現(xiàn)破乳分離從而油墨渣沉淀。該方法對COD和色度的去除率比較高,達到90%以上。一般來說,廢水中含酸、堿濃度在3%以上,則考慮綜合回收和利用,酸、堿濃度在3%以下時,因回收利用的經(jīng)濟價值不大,才考慮中和處理。中和法雖能通過沉淀將油墨去掉,但墨渣油性大、滲透性差,只能沉降分離,不能過濾,因而分離時間長,不易實現(xiàn)自動連續(xù)處理。而且中和法耗酸量大,成本費用高,加酸過程操作危險,而且處理后廢水的COD仍很高,不能直接排放,需要吸附或生化處理等進一步的深度處理。
2)絮凝沉淀也是處理擦版廢液的一種常用方法,現(xiàn)階段凹印擦版液配制用的乳化劑為太古油,其表面活性劑分子一端溶于水,一端與油墨中的油相連,溶液中的OH-會使高酸價油墨連接料皂化變性,變性了的連接料對溶液也有乳化作用。上述兩種作用可使油墨均勻分散在水中。常用的破乳劑有酸、金屬的強酸鹽及某些表面活性劑等。加入鋇鹽、鈣鹽和鐵鹽或磷酸等都可以使得廢水中的磺化蓖麻油(太古油)形成鈣皂,失去乳化能力。該法的缺點是絮凝后的沉降物粘性大,含水率較高,沉降性能不佳,后續(xù)處理成本偏高。人工合成絮凝劑,像粉煤灰基絮凝神等所形成的礬花大而密實,沉降性能好但性能不夠穩(wěn)定。
3)超濾是擦版廢液另一個常用的處理技術(shù)。將印鈔的擦版廢液利用離心泵加壓至聚醚砜有機膜,膜孔徑0.2μm,操作壓力0.3Mpa,常溫,COD的去除率達到80%以上。選用孔徑為50nm的氧化鋯無機膜,在操作壓力0.3Mpa,膜面流速4.0m/s,操作溫度為45℃條件下,對COD的截留率為86.6%。擦版廢液含有表面活性劑、NaOH等有用成分,經(jīng)過膜超濾這個純物理過程,可以將堿液和油墨分離,透過液中保留了原液中的有用成分,稍作調(diào)整即可回用。但濃縮液還需要進一步的處理。
2印鈔廢水處理
1)預處理
印鈔廢水pH高達12~14,傳統(tǒng)的中和法不僅耗費大量的酸,而且加酸操作過程放出大量的熱,比較危險。選用鐵系復合混凝劑和丙烯酰胺類有機助凝劑處理劑,采用非加酸工藝,在3.0%~3.5%的投加范圍內(nèi),完全可以使出水pH控制在6~7,COD控制在<2000mg/l的生化處理要求范圍。
利用中空纖維超濾膜處理印鈔廢水, “水-HCl溶液-水-NaOH溶液”4步清洗法可以對膜進行較好的清洗,但膜的外表面等部位卻無法清洗。如前所述,超濾雖然將有用成分的回收再利用能夠產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益,但針對不同廢水,需要尋找最佳的膜孔徑、操作壓力、操作溫度和膜面流速等體系參數(shù)。而且超濾后膜組件污染嚴重,因污染機理不同,清洗工作要耗費大量的人力財力。
高級氧化過程也是一種有效的印鈔廢水預處理技術(shù),產(chǎn)生的強氧化性的自由基,可以將廢水中難于生物降解的大分子裂解成成低毒小分子,從而利于后續(xù)的生物降解。在處理印鈔廢水中,光催化和Fenton試劑聯(lián)合作用處理效率最高。單純的光催化氧化或Fenton試劑法均不及兩者結(jié)合處理效果好,光催化-Fenton試劑法處理印鈔廢水,可以產(chǎn)生大量的自由基,從而COD去除率達到50%以上,色度處理效果達到75%以上。
2)絮凝-SBR+混凝-氧化絮凝
采用絮凝-SBR+混凝-氧化絮凝工藝試驗研究處理高濃度印鈔廢水,總?cè)コ士蛇_99.9%;瘜W生物方法的聯(lián)合運用,使得COD一步步得到消減。但多次利用絮凝劑,成本高且沉渣比較多,后續(xù)需要安全處置或是綜合利用,相關(guān)費用會增加且容易造成二次污染。
3濃縮液的處理
此處的濃縮液是指經(jīng)過一段超濾后被膜截留的那部分液體,含大量油墨。其主要特征為:高乳化性、強親水性,濃度高,成分復雜;深紅色,色度高;毒性大,不易生物降解。超濾后的濃縮液需要進一步處置。
1)傳統(tǒng)的濃縮液處理方法是直接焚燒,焚燒較為耗能。為了減少濃縮液體積,即減少焚燒費用,開始利用混凝/焚燒的辦法。在典型的混凝/焚燒處理系統(tǒng)中,混凝后產(chǎn)生的沉淀直接焚燒,而上清液進入污水處理廠進一步處理。在混凝過程中一些油墨粒子未被沉淀而進入上清液,增加后續(xù)處理負荷,相應的處理運行成本增加。使用濃硫酸對印鈔廢水濃縮液進行中和破乳,使油墨小顆粒抱團凝聚。中和法對COD的去除是有限的,隨著酸的用量加大, COD和色度的去除趨于平緩,后結(jié)合活性炭吸附進一步深度處理。中和法只能部分去除污染物質(zhì),加酸處理后的濾液仍需要深度處理才能達標排放。
2)采用自制的聚硫酸鐵鋁無機高分子絮凝劑來處理印鈔廢水超濾后的濃縮液。當投加量為30.33g/l時,色度和COD去除效率分別達到了98%、85%。與單純投加硫酸鋁絮凝劑的處理效果相比,其出水色度和COD更低,絮體的量和體積較小、脫水性能好,容易分離,運行和維護費用都相應降低。
4綜合廢水的處理
1)氣浮-接觸氧化-砂濾工藝
某印鈔廠的污水來源比較復雜,除了生活污水,經(jīng)過預處理的印刷油墨廢水,還有其他清洗廢水,污水經(jīng)廠區(qū)地下管道收集后集中處理。經(jīng)混合后,廢水pH降低至6~9,高濃度的印鈔廢水得到稀釋,可生化性得到提高。選用氣浮-接觸氧化-砂濾工藝,出水效果良好,達到《污水綜合排放標準》一級標準,部分處理水回用于道路噴灑、綠地綠化和洗車等。
2)水解酸化-好氧工藝
通過運用好氧、化學沉淀+水解酸化+好氧、水解酸化+好氧等4種工藝處理印鈔廢水效果比較,結(jié)果表明化學沉淀-水解酸化-好氧法為處理綜合印鈔廢水的最佳工藝。其中水解酸化能夠使污水中難降解有機物及染料解體、被取代或裂解,提高可生化性,化學沉淀對色度較好的去除效果。結(jié)合輔助化學沉淀法,污水站出水能夠達到國家《污水綜合排放標準》新改建一級標準。此工程還實現(xiàn)了自動化操作,方便控制。
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