家具乳胶制品废水处理实验研究

张凯

摘 要：对家具乳胶制品生产中产生的两种废水进行实验处理。采用蒸馏、 破乳、 絮凝的处理方法，使废水的 COD 值达到排放标准，水质由浑浊变透明。

关键词：家具乳胶制品；废水处理；破乳；絮凝

引 言：某家具有限公司拟投资一亿五千万元建设一家具乳胶制品项目，主要生产经营的产品有乳胶床垫、 枕头、沙发、 席梦思、 鞋材等。 项目在生产过程中将排出两种废水：一是机械清洗用水（蓝色水样，不透明），排放量 10吨 / 天；二是产品洗涤用水（清色水样，不透明），排放量80-90 吨/天。 根据可行性研究报告，废水中含有的物质成份见表 1。

1废水处理思路

1.1 蒸馏处理

根据表 1，废水中的成分都是非挥发性物质，可以采用直接蒸馏的方法，但采用该方法能耗较大，处理大量废水成本太高；由于厂区有锅炉，可以进行设计，做到热能的综合利用。直接蒸馏法可行的一个前提是废水在蒸发过程中不产生大量的泡沫而造成液泛，否则就无法进行蒸馏分离，其优点是可以回收废水中的橡胶。

1.2 破乳处理

根据表 1，废水中不含有溶解性有机物，如乙醇、丙酮等，含有的都是非溶解于水的无机物和有机物。因此如果能将呈乳浊液状的废水破乳，得到透明的水相，则透明水相中的有机物含量必然低，COD 值也就必然低。

根据高分子乳液聚合工艺经典的破乳理论，工业生产中的破乳方法主要是在胶乳中加入电解质（即盐析）或调节pH值，其它还有低温冷冻破乳、稀释破乳和机械破乳等方法。

1.3 絮凝处理

当废水乳浊液中悬浮成份密度比水大时，可考虑采用絮凝沉降的方法。絮凝剂可采用铝盐、 铁盐和聚丙烯酸等。

2 废水处理实验

2.1 废水样基本情况

项目单位送来废水样两瓶，各约2升，其中一瓶是蓝色不透明乳浊液（以下简称蓝水样），另一瓶为无色不透明乳浊液（以下简称清水样），随水样附数据说明，见表 2。

在实验室中用广泛 pH 试纸实测，两瓶水样的 pH值均为 6～7。

2.2 过滤实验

将未经处理的蓝水样用厚滤布过滤，滤穿，过滤速度很快，滤布上没有蓝色滤渣。将该水样用单层定性滤纸过滤，也滤穿，过滤速度稍慢，滤纸上有少量的蓝色物质。 将该水样用三层定性滤纸过滤，过滤速度很慢，部分滤穿，滤液的颜色发生改变，由原来的蓝色变为蓝黄色，但仍为不透明的乳浊液，滤完后滤纸上有蓝色物质。清水样的过滤效果更差。

2.3 冷冻破乳实验

将蓝水样与清水样各取50mL 加入小广口瓶中，放入冰箱冷冻室中（温度低于 -10℃）冻结 48 小时，取出，在常温下融化4小时后，清水样破乳透明，底层有少量絮状沉淀。蓝水样也破乳，但分层情况不完全理想，上层为絮状蓝色胶状物，下层为无色水相，水相中有絮状有机物，不完全透明。再静置48小时后，上层蓝色胶状物脱水，体积变小，中间水相体积增大并透明，水相底部有少量絮状沉淀。

2.4 调pH 值破乳实验

将蓝水样用稀硫酸调pH 至强酸性（pH<1），未见明显破乳现象，三层滤纸仍然滤穿。

称50g 蓝水样，用滴管滴加20%NaOH 溶液，调pH>14，未见破乳现象，外观观察效果比稀硫酸差。

清水样也无法通过调pH 值破乳。

2.5 盐析破乳实验

取50g 蓝水样，加入10g 七水硫酸锌（ZnSO4·7H2O），搅拌溶解后，静置5分钟，可观察到乳浊液分层，上层为蓝色油相，下层为无色水相，但水相暂时不透明。5小时后，再次搅拌均匀，静置5分钟后，又分层，水相仍然不透明。静置 15 小时后，下层水相透明，底层有絮状沉淀。

2.6 蒸馏实验

考虑到蓝水样的 COD 值很高，排放量又不大，进行了直接蒸馏处理实验。采用 500mL 三口烧瓶作为蒸馏烧瓶，500mL 单口烧瓶作为接收瓶。在蒸馏烧瓶中加入300g 蓝水样，采用甘油浴进行蒸馏，测液相温度、气相温度和油浴温度。 当液相温度 99℃，气相温度 82℃，油浴温度 120℃时开始沸腾。液相温度100℃，气相温度 100℃，油浴温度 120℃时开始出馏。出馏过程中没有生成大量气泡，也没有液泛现象。当液相温度 104℃，气相温度101℃，油浴温度 138℃时，蒸馏烧瓶中的物料已很少，并起泡沫，这时停止加热。整个蒸馏操作时间约3小时。

拆下蒸馏装置后，出馏液为无色透明液体，pH为6-7，重278g。蒸馏烧瓶内，温度计和瓶内壁上粘结有蓝色橡胶状残渣，蒸馏烧瓶底部有少量白色不透明残液。残渣和残液合计重16g，这说明蓝水样中的固含量不足10%，甚至可能不足 5%。蒸馏损失（粘在蒸馏头、冷凝管、收集管上的液体）6g。

2.7 清水樣活性炭吸附实验

根据冷冻实验可知，清水样中非水溶性有机物较少，COD 值也不是很高，考虑是否可以用活性炭吸附法使废水变透明。取 100g 清水样，加入 20g 活性炭，搅拌，水样变为黑色，有气泡。静置15 分钟后，用厚滤布过滤，滤穿，滤液为黑色。因此清水样无法用活性炭吸附法变透明。

2.8 清水样絮凝实验

综合前面的实验可知，清水样无法用直接过滤、调pH、 盐析和活性炭吸附破乳或变透明，冷冻破乳没有工业意义，直接蒸馏由于废水量大而导致费用太高。由冷冻实验可知，清水样中的非水溶性有机物较少，且密度比水大，是否可以通过铝盐絮凝的方法来破乳呢？根据这个思路我们采用无水三氯化铝（AlCl3 ）对清水样进行实验处理。

取清水样199g，加入1g AlCl3，溶解后得到浓度0.5%的溶液，pH≈4。取20g 0.5%的溶液加入 80g 清水样，混合后得到浓度 0.1%的溶液。向该溶液中滴加少量稀碱，调 pH≈8，静置10 小时后，破乳，用滤布过滤，得到无色透明的滤液。

2.9 实验处理效果

将蓝水样的蒸馏馏出液、蓝水样的食盐盐析破乳过滤液和清水样的三氯化铝絮凝破乳过滤液送检，测试COD值，得到的结果见表3。

由表3可以看出：蓝水样经蒸馏处理后达一级标准，可直接排放；清水样经絮凝处理后达二级标准，可排放至污水处理厂进一步处理；而蓝水样经盐析处理后，COD仍超标。

3 结束语

根据废水样实验室处理的结果，选定蓝水样采用蒸馏的方法处理，清水样采用絮凝的方法处理。

参考文献：

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[2]古励. 浅谈客车涂装废水处理[J].城市车辆. 2000（02）.

[3]谢浩然. 废水处理节能、降耗、创收的实践[J].造纸科学与技术. 2001（06）.