涂装废水成分复杂,除了常规的COD、BOD、SS等指标外,还常含有特定工艺环节带来的特殊污染物,如重金属、磷酸盐、高盐分、乳化油、有毒有机物等。若不进行针对性处理,这些特殊成分会严重影响处理效果,甚至导致系统崩溃。以下是针对涂装废水中常见特殊成分的应对策略:
1. 重金属(如Zn²⁺, Ni²⁺, Cr⁶⁺, Mn²⁺)
来源:主要来自磷化液、钝化液和部分涂料。
危害:具有生物毒性,易在生物体内富集,造成生态和健康风险。
应对技术:
化学沉淀法:这是常用、有效的方法。
碱性沉淀:调节pH至8-11,投加石灰(Ca(OH)₂)或氢氧化钠(NaOH),使大部分重金属离子(Zn²⁺, Ni²⁺, Mn²⁺)生成氢氧化物沉淀。例如:Zn²⁺ + 2OH⁻ → Zn(OH)₂↓。
硫化物沉淀:对于某些难以形成氢氧化物沉淀的重金属(如Hg²⁺, Cd²⁺),或要求低排放浓度时,可投加硫化钠(Na₂S),生成更难溶的金属硫化物沉淀。
还原-沉淀法:针对剧毒的六价铬(Cr⁶⁺)。
在酸性条件下(pH 2-3),投加还原剂(如亚硫酸氢钠NaHSO₃、硫酸亚铁FeSO₄),将Cr⁶⁺还原为毒性较低的三价铬(Cr³⁺)。
然后调节pH至8-9,使Cr³⁺生成Cr(OH)₃沉淀。
离子交换法:适用于低浓度重金属废水的深度处理或回收,通过树脂选择性吸附重金属离子。
2. 磷酸盐(PO₄³⁻)
来源:主要来自磷化工艺,是导致水体富营养化的主要污染物之一。
危害:引起藻类爆发,消耗水中溶解氧,破坏水生态系统。
应对技术:
化学沉淀法:
钙法:投加石灰(Ca(OH)₂)或氯化钙(CaCl₂),在高pH(>10)下生成羟基磷灰石(Ca₅(PO₄)₃OH)沉淀。此法同时能去除部分重金属。
铁/铝盐法:投加硫酸亚铁(FeSO₄)、氯化铁(FeCl₃)或聚合硫酸铝(PAS),在中性或弱酸性条件下生成磷酸铁/铝沉淀。此法效率高,但可能增加盐分和色度。
生物除磷:在特定的好氧/厌氧交替条件下,聚磷菌过量吸收磷,通过排泥去除。但涂装废水可生化性差,单独使用效果有限,常作为化学法的补充。
3. 乳化油与高浓度油脂
来源:主要来自脱脂工序和设备清洗。
危害:形成稳定的乳化液,降低水体溶解氧,抑制微生物活性,堵塞膜组件。
应对技术:
破乳:是处理乳化油的关键一步。
酸析法:将废水pH调至2-3,破坏乳化油的电荷平衡,使其破乳分层。
化学破乳:投加破乳剂(如PAC、阳离子型絮凝剂),中和油滴表面电荷并破坏乳化膜。
气浮(DAF):破乳后,利用溶气释放的微小气泡将油滴和絮体带至水面形成浮渣,通过刮渣机去除。对乳化油和SS去除效果。
隔油池:用于去除密度小于水的浮油。
4. 难降解有机物(苯系物、树脂、溶剂)
来源:喷漆、电泳、稀释剂清洗等工序。
危害:毒性大,可生化性差(B/C比低),传统生化法难以处理。
应对技术:
深度氧化技术:是处理此类污染物的核心。
Fenton氧化:在酸性条件下,Fe²⁺催化H₂O₂产生强氧化性的羟基自由基(·OH),无选择性地氧化分解苯环、长链烃等稳定结构。
臭氧/臭氧催化氧化:臭氧可直接氧化部分有机物,或在催化剂(如TiO₂、活性炭)作用下产生·OH,有效开环断链,提高B/C比。
电催化氧化:在电ji表面产生·OH,直接矿化有机物,部分技术可实现无药剂添加。
强化生化处理:
水解酸化:作为深度氧化后的预处理,进一步将大分子碎片分解为小分子酸。
特种菌种:投加能降解芳香烃、卤代烃等的耐毒、专性功能菌,提高生化系统的处理能力。
5. 高盐分(TDS)
来源:部分涂料、添加剂、清洗剂以及处理过程中添加的化学药剂。
危害:高盐度会抑制微生物活性,影响生化处理效果;浓水若直接排放会造成土壤盐碱化。
应对技术:
源头减量:优化生产工艺,减少高盐添加剂的使用;提高水的循环利用率,减少废水产生量。
分质处理:避免将高盐废水与低盐废水混合,减少整体处理难度。
蒸发结晶(如MVR):这是处理高盐浓水、实现近零排放的手段。通过蒸发水分,使盐分结晶析出,冷凝水可回用。虽然能耗较高,但对于无法稀释排放或要求零排的企业是必要选择。
应对涂装废水中的特殊成分,关键在于“分质分流、对症下药”:
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磷化废水:采用化学沉淀法(钙法/铁铝盐法)除磷除重金属。
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脱脂废水:核心是破乳+气浮去除乳化油。
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电泳/喷漆废水:难点是深度氧化(Fenton、臭氧)处理难降解有机物,提高可生化性。
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含重金属废水:必须进行化学沉淀或还原沉淀,确保重金属达标。
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高盐废水/浓水:出路是蒸发结晶,实现盐的分离和水的回用。
企业应根据自身生产流程和废水成分分析,设计包含上述针对性技术的综合处理流程,才能有效应对各种特殊污染物,确保稳定达标排放或实现资源化回用。