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处理白乳胶生产废水的试验

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  [摘要]白乳胶生产过程中产生的废水外观为白色,并且含有COD、SS,不能直接外排。通过絮凝沉降处理后,COD去除率均在90%以上,上层清液浊度在1ppm以下,达到可以闭路循环使用的目的,每年少缴排污费3.4万元,节约用水35t/d。
  [关键词]白乳胶废水絮凝沉降循环使用
  中图分类号: X703文献标识码:A 文章编号:
  
  白乳胶组成较复杂,含有乳化剂、消泡剂、增塑剂、表面张力调节剂等,产品的化学性质除与聚合物有关外,还受其它成分的影响。
  白乳胶属无毒、无腐蚀的乳白色粘胶液体,是具有极性的高聚物,易溶于许多有机溶剂,如酮、酯、氯化烃、芳烃等,不溶于酯烃和无水醇类(甲醇除外)。
  白乳胶主要作为水溶性建筑涂料的原料,对木材、纸张、皮革、棉毛织物、水泥和泡沫塑料等有良好的粘合性,可用于高档家具的制作、书本的无线装订、卷烟、水泥增塑剂、织物上浆和无纺布的粘合剂;也可用于日用办公、工艺品生产、纸品等的加工和制作。
  1乳胶废水的产生
  1.1溶解工序
  首先向溶解釜加入规定量的水和聚乙烯醇,使聚乙烯醇(PVA)物料在冷水中充分溶胀,而后升温使其完全溶解,得到规定浓度的PVA水溶液,经过滤器过滤,用压缩空气压入聚合釜。为了保证白乳胶产品的质量,必须定期对溶解釜加水进行煮洗,煮洗后产生白乳胶废水。
  1.2聚合工序
  聚合釜在规定温度下加入部分增塑剂,开动搅拌,然后向聚合釜加VAC单体和引发剂,并在一定反应温度下,至反应终点,取样分析合格后,用压缩空气压入成品槽。同样,为了保证产品质量,必须定期对聚合釜加水进行煮洗,煮洗后产生白乳胶废水。
  1.3包装工序
  自聚合釜送来的乳液,在成品槽中冷却至规定温度,用压缩空气输送,乳液经过滤器进入包装槽,出料后包装入成品库。因为过滤网会被杂质堵塞,要对过滤网进行清洗,因而产生洗网废水。
  总之,在乳胶生产过程中,为保证产品质量,要对溶解釜、聚合釜进行煮洗,并对乳胶过滤网进行清洗,产生含有大量乳胶微粒的白色废水,其中含有较高浓度的有机物;
  2白乳胶废水主要组成情况
  经过分析废水主要成份为COD、SS,废水外观颜色呈乳白色,COD含量5000mg/l左右,SS800mg/l左右。实施自然沉降,只能处理颗粒较大的凝胶,COD去除率仅达到40%,细粒凝胶与水难以分离,因而难以实施废水循环利用,排出的废水超过污水综合排放标准(GB8978-1996)中一级排放标准(COD100mg/l、SS70mg/l)。
  为了处理该废水我们也曾将白乳胶废水引入生化处理系统,进行生化处理,但当进入预处理系统时,造成预处理池冒出大量的白色泡沫的现象,影响生化处理系统的正常运行,不可取。
  3絮凝法处理试验
  为了找到处理白乳胶生产废水的办法,我们通过查阅资料和走访生产单位,提出了用絮凝法处理废水的试验,得到了公司的同意和支持。
  3.1絮凝剂选择
  通常,絮凝法的絮凝剂有:明矾、聚合氯化铝、活化硅酸、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁和三氯化铁等。在实验中,根据企业实际情况,重点选用E-碱性复合氯化铝及硫酸亚铁两种凝聚剂作对比实验。
  据HE-碱性复合氯化铝生产厂家介绍,在元素周期表中铝元素位于第三周期第三主族,很容易形成氢氧化铝胶体,这种胶体最大贡献就是絮凝形成大分子结构的聚胶铝,HE复合碱性氯化铝为无机高分子化合物,具有高盐基度、高聚合度。在搅拌、混凝的过程中,伴随着电化学凝聚、静电架桥、水解、吸附、沉淀等物理化学反应,促使胶体快速凝聚,且具有絮体大,过滤性能好等特点。
  3.2 絮凝试验
  3.2.1两种絮凝剂试验对比
  经多次实验,选择不同COD浓度的白乳胶废水,分别对硫酸亚铁及HE-碱性复合氯化铝絮凝效果进行实验, 发现HE-碱性复合氯化铝絮凝效果较明显,表1是以COD含量为3454mg/L废水,对500ml废水进行的实验结果。
  表1 两种絮凝剂试验数据
  
  
  
  3.2.2“HE复合碱性氯化铝絮凝剂”处理不同COD含量的白乳胶废水效果比较
  在初步确定“HE复合碱性氯化铝絮凝剂”絮凝效果的基础上,针对白乳胶废水COD浓度变化大的特点,进一步对不同浓度的白乳胶废水进行絮凝沉降试验。
  表2不同浓度白乳胶废水试验结果
  
  
  
  结果表明,选用HE-碱性复合氯化铝作为处理白乳胶废水的絮凝剂,用量少,处理成本低,絮凝效果较好,沉降速度较快,COD去除率均在90%以上,上层清液的浊度在1ppm以下,可以回用于白乳胶的生产。
  4 经过絮凝沉降的白乳胶废水上层清液的回用
   将原有的承接白乳胶废水池进行改造,经过絮凝沉降处理后的白乳胶废水的上层清液,用泵抽出用于溶解PVA、聚合釜及溶解釜洗釜,以及包装工序洗网的流程如下:
  
  
  
  
  在试验结果的指导下,2009年开始实施乳胶废水絮凝沉降+闭路循环利用至今,运行效果良好,实现了乳胶废水废水超低排放,取得了一定的经济效益和环境效益。
  5效果与结论
  5.1乳胶废水通过絮凝沉降处理后的上层清液,完全可以再用于白乳胶生产系统。
  5.2经过测算,乳胶废水循环利用后,每年可以节约用水10500t,节约水费2.1万元;每年少缴纳排污费3.4万元。
  
  
  参考资料
  [1]本公司白乳胶生产工艺流程。
  
  作者简介:张清梅,女,1962年2月生,工程师,1985年毕业于贵州工院冶金系环境工程专业,长期从事环保工作,现在贵州水晶有机化工(集团)安全环保部,任副主任工程师。

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