自制漆雾絮凝剂与传统AB剂处理喷漆废水对比研究

曾 卉，田 进，张 迪，谭奇颖

（中联西北工程设计研究院有限公司，陕西 西安 710077）

喷漆废水主要来源于喷漆室洗涤作业区用水、喷漆室空气中的漆雾颗粒和有机溶剂被转移到循环水中形成的喷漆废水。废水中含大量漆物颗粒、悬浮物和有机污染物，污水成分复杂，色度变化较大。喷漆循环水若得不到有效处理，将散发恶臭异味，漆雾颗粒易粘附于设备及建筑物上，循环水使用寿命将大大缩短，不仅影响车间作业环境、增加安全隐患，危害人体健康，还将增加企业处理成本，带来沉重经济负担［1，2］。

目前喷漆废水主要处理工艺及方式主要有三种：传统AB剂法、普通沉淀法，过滤分离法。三种方式均有沉淀分离的处理方式，传统AB剂法和普通沉淀法的出水COD约400～700 mg／L，过滤分离法即在沉淀法后再采用一级或两级过滤分离处理，过滤分离后废水COD可达500 mg／L以下。

传统AB剂法是为通过向循环水池定时定点投加AB剂，使漆雾絮凝成团并上浮，定期打捞清除，晾干后委外处理。此种方法在实际应用中常出现漆渣消粘不彻底，絮凝不充分，漆渣难以上浮等问题，且定期打捞消耗大量人力成本，现场环境脏乱差，严重影响喷涂工作正常运行［3］。普通沉淀法通过添加普通混凝剂与絮凝剂使漆渣沉淀，该方法絮凝效果不理想，应用较少；外排时加药为氧化剂（通常为次氯酸钠），价格较贵；不太适合直接处理高浓度COD废水，SS能否达标得不到保证。过滤分离法是在沉淀法的基础上，增加石英砂和活性炭等过滤，可去除部分悬浮物及部分COD，过滤后的出水回用或排放；出水水质清澈，但投资较高，运行成本高。

普通沉淀剂无法破坏漆渣粘性，若前面漆渣分离效果不好，漆渣进入压滤机会粘于滤布上，堵塞设备，无法将水压出；漆渣进入石英砂过滤器，将导致滤料板结或造成石英砂过滤器断流或层流，而活性炭过滤器吸附能力也有限，因此需要频繁更换滤料。活性炭吸附有一定的COD选择性，大分子或者过小分子的COD，活性炭都无法吸附。涂装行业COD较高，活性炭饱和过快，频繁更换滤料导致运行费用高，处理效果也不稳定。

现试验采用的ZL剂为自制组合药剂，目的在于提高漆渣消粘效果、絮凝效果及出水水质，延长循环水使用周期。组合药剂包含三种组份，分别为P成分，S成分和C成分，P成分为含烷烃类及树脂类高分子化合物，S成分为絮凝剂聚合氯化铝（PAC），C成分为聚丙烯酰胺（PAM）。

1 药剂絮凝效果对比试验

1.1 试验药剂及器材

1.药剂：ZL剂、传统AB剂（外购）、硫酸、碳酸钠。

2.器材：200 mL烧杯、500 mL烧杯、量筒、玻璃棒、pH试纸、漏斗等。

1.2 试验过程

以某工厂喷漆车间循环水池废水为试验对象，取2份喷漆废水水样，各400 mL，调整pH为7～8，分别缓慢添加ZL剂和AB剂。

ZL剂：在P成分添加量为8 mL时，水样开始出现细小悬浮颗粒，此时开始添加S成分，添加量为4 mL，缓慢搅拌，溶液中细小悬浮颗粒开始絮凝成小团，水质开始变清澈，再加入C成分4 mL，缓慢摇晃烧杯，溶液中细小悬浮颗粒团开始聚结成大块絮团，并缓慢下沉，分层明显，此时上层水质清澈透明，无可见漆渣颗粒。此时测得pH为8.0。

AB剂：在A剂添加量为8 mL时，水样开始出现悬浮胶粒，缓慢搅拌，再加入B剂8 mL，缓慢摇晃烧杯，溶液中悬浮颗粒开始聚结成大块胶状絮团，向下沉降，此时溶液较清澈，但仍有部分胶体物质及黑色漆渣颗粒悬浮于溶液中，溶液呈乳白色浑浊状。测得此时pH为9.0。

1.3 试验结果

1.3.1 两种药剂絮凝效果

两种药剂絮凝效果如图1所示，原水水样呈黑色浑浊状，可见飘浮漆渣块及悬浮的漆渣颗粒。添加ZL剂后的溶液，上层溶液水质清澈透明，黑色漆雾颗粒全部被药剂包裹并沉于底部，无可见悬浮或漂浮漆渣颗粒，漆渣絮体紧密，渣水分层清晰，分离效果明显好于添加AB剂后的溶液，而添加AB剂后的溶液，仍有部分胶体物质悬浮及黑色漆渣颗粒飘浮，并粘于杯壁，溶液呈乳白色浑浊状。

图1 药剂絮凝效果对比图

此时得到ZL剂的较佳添加量为：

原水∶P成分∶S成分∶C成分 ＝100∶2∶1∶1

1.3.2 两种药剂对COD及SS的去除效果

两种药剂对COD及SS的去除效果见表1。

由表1可知，检测原水COD及SS的浓度分别为2 486 mg／L和194 mg／L，经两种药剂处理之后，得出ZL漆雾絮凝剂对COD及SS的去除率分别达96.5%和81.4%，传统AB剂对COD及SS的去除率分别为74.9%和79.9%。结合两种药剂对漆渣的絮凝分离效果及出水水质检测结果，ZL剂均优于传统AB剂。

表1 两种药剂对COD及SS的去除效果

1.4 成本对比

两种药剂药价相当，根据试验结果，ZL的用量比例为：原水∶P成分∶S成分∶C成分 ＝100∶2∶1∶1，AB剂的用量比例为：原水∶A剂∶B剂 ＝50∶1∶1。两种药剂添加比例相当，因此，药剂成本相当，相同的药剂成本下，ZL剂的处理效果优于传统AB剂。

2 絮凝剂原理

2.1 AB剂作用原理

A剂对油漆污水中的漆雾颗粒进行电中和、破粘及包裹等作用，打破胶体或粒子的稳定性，由液态的油漆迅速转换成固态的细小漆渣颗粒。

B剂则是将细小的漆渣颗粒进而凝聚，使漆渣与漆渣之间相互交叉链接形成大絮团并浮于水面，之后对上浮的漆渣进行打捞清除［4］。

2.2 ZL剂工作原理

ZL剂成分与AB剂有所不同，但其作用原理也是首先通过P成分对漆雾颗粒进行破粘、脱稳、电中和及包裹等作用形成小絮体，再通过S成分进一步包裹小絮体，最后通过C成分将小的漆渣絮体聚结成大絮团并下沉至底部。

ZL剂作用原理示意图如图2所示，P成分所带电荷能对漆雾颗粒产生很强的吸引力，当漆滴被吸附后，其两极不同的亲和性将漆滴完全包裹，并穿透漆滴，破坏漆雾颗粒的功能基团，使其完全消除粘性。S成分作为P成分辅助剂，作用主要为进一步中和颗粒表面的负电，使颗粒“脱稳”，于是，颗粒间通过碰撞、表面吸附、范德华引力等作用，互相结合变大，加强药剂分子对漆雾颗粒包裹的全面性。

C成分的高分子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥过程，使上一过程产生的小絮体吸附在C成分分子上不同的链段上，促使小絮体聚结成大絮团，使其坚固和粘合，增强机械脱水的效率，并下沉至底部，便于机械分离。

图2 ZL剂作用原理示意图

3 结 语

以某工厂喷漆车间循环水池废水为试验对象，将自制漆雾絮凝ZL剂与传统AB剂进行絮凝试验对比，并将处理后的废水送往环境检测单位进行检测，获得水质数据。传统AB剂的最终目的是将漆雾颗粒絮凝并浮于水面，便于打捞清渣，添加AB剂后的漆渣沉于杯底，并没有上浮，实际工程中，AB剂也常出现加药后难以上浮的问题，易粘于池底及设备上，导致现场操作环境脏乱差，说明传统AB剂的药效及操作均存在弊端。

从试验结果可得出，添加ZL剂后的溶液，水质清澈透明无异味，黑色漆渣全部被药剂包裹并沉于底部，渣水分层清晰，分离效果明显好于添加AB剂后的溶液，在实际工程中，添加ZL剂的漆渣絮体沉于反应设备底部，可通过自动排渣设备进行自动清渣。从两种药剂对COD及SS的去除效果来看，ZL剂均优于传统AB剂。