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吹脱吸附法处理汽车涂装工艺废水

论文类型 技术与工程 发表日期 1999-12-01
来源 《中国给水排水》1999年第12期
作者 张林生,黄瑛,顾勇渔,沈红军
关键词 阴极液 超滤液 吹脱 吸附
摘要 张林生1,黄瑛1,顾勇渔2,沈红军2(1.东南大学 环境工程系,江苏 南京 210096;2.南京跃进汽车集团公司,江苏 南京 210037)   摘 要:汽车涂装工艺产生的阴极液、超滤液为含有机溶剂的高浓度废水,可生化性低。采用压缩空气吹脱法可去除其中定量低沸点有机溶剂,从而大大降低废水的有机 ...

张林生1,黄瑛1,顾勇渔2,沈红军2
(1.东南大学 环境工程系,江苏 南京 210096;2.南京跃进汽车集团公司,江苏 南京 210037)

  摘 要:汽车涂装工艺产生的阴极液、超滤液为含有机溶剂的高浓度废水,可生化性低。采用压缩空气吹脱法可去除其中定量低沸点有机溶剂,从而大大降低废水的有机物浓度。吹脱后的溶剂蒸汽易被活性炭选择性吸附,再用低压蒸汽解吸冷凝回用。该法既防止了污染,又可取得一定经济效益。
  关键词:阴极液;超滤液;吹脱;吸附
  中图分类号:X734.2
  文献标识码:
C
  文章编号:1000-4602(1999)12-0047-03

  阴极液、超滤液是机械(汽车、家电等)工业电泳涂装工艺产生的高浓度有机废水,其成分见表1。

表1 阴极液、超滤液主要成分
废液有机溶剂中和剂高分子树脂颜填料漆料外观PHCOD(mg/L)
阴极液丁醇、乙二醇单丁醚,.5%二甲基乙醇胺,乙醇胺,1% 钛白粉各类乳白色、浑浊10.4(4-6)×104
超滤液丁醇、乙二醇单丁醚,1.5%二甲基乙醇胺,乙醇胺,1%聚丁二烯树脂等钛白粉各类黄色、半透明7.8~8(3~4.5)×104

  两液中BOD很低,BOD/COD<0.1,不宜采用生化法处理。两液中高分子树脂、颜填漆 料可采用混凝法处理,而低分子溶剂(醇、醚类)成为处理难点。
  水中易挥发的低分子有机物如醇、醚类等用吹脱法、蒸馏法、汽提法均可去除,其中蒸馏法 耗能较大,汽提法则须密闭搅拌,吹脱法耗能少、简便易行。被吹脱的有机废气可用多种方 法处理,其中燃烧法对低浓度有机废气并不适用,且存在不完全燃烧的二次污染问题;吸收 法则效率较低,而用作吸收剂的柴油、汽油耗量较大[1]。吸附法则对有机化合物 吸附选择性好,吸附效率高,用低压蒸汽解吸再生方便。因此采用吹脱—吸附法分离低分子 溶剂,由吸附剂吸附后解吸冷凝回收是一种值得研究的处理方法。

1 吹脱—吸附法处理废水流程

  吹脱吸附法处理两液废水的工艺过程见图1。?
  原水中含高分子树脂、颜填漆料,直接进行吹脱将影响低分子溶剂向气相的传质过程,从而影响吹脱效率。投加PFS(药剂)(1400~1600mg/L),采用混凝法进行预处理,则易于通过电中和及吸附架桥去除水中高分子物质及悬浮态的颜填漆料,处理水澄清,COD有不同程度的下降。水中醇醚类低分子溶剂水溶性好,药剂混凝对醇醚类低分子物质的去除效果较差,混凝处理出水中剩余COD主要由醇醚类低分子溶剂组成。混凝预处理出水水质见表2。

表2 超滤液、阴极液的混凝预处理水质
溶液原水COD(mg/L)混凝凝出水COD(mg/L)COD去除率(%)
超滤液3.6×1043.1×10414%
阴极液5.3×1043.2×10461%

  试验条件:
  吹脱器:Ø120mm×250mm,吸附器:Ø300mm×300mm,冷凝器:Ø40 mm×400 mm
  压缩空气压力:P=0.88~0.92kPa,低压蒸汽压力:P=0.1 MPa
  活性炭:粒状,20~50目,比表面积:a=1200m2/g,吸附塔空塔线速:v=0.25 m/s
  试验时取经预处理的阴极液、超滤液加入吹脱器1,通入压缩空气鼓泡,出气由阀5由上向下 通 过吸附器2,由阀7排出。吸附饱和后,由阀8通入低压蒸汽,出气由阀6进入冷凝器3,并同 时开通冷却水,冷凝后液态溶剂由溶剂收集器4收集。
  测试检验项目:
  进入吹脱器原水COD,流出吹脱器出水COD、冷凝回收液态溶剂COD。
  吸附出气(即阀7出气)嗅味,采用直接嗅味法(嗅觉有刺激即为超标,约100mg/L)测定,此法较简便。

3 试验结果及讨论

  吹脱试验中测定阴极液、超滤液吹脱前后的COD,其结果如图3、4。

    

  由图3、4可知,吹脱气水比越高,出水COD越低,即COD去除率越高。阴极液吹脱气水比达48时(原水COD=2.76×104mg/L,气压P=0.882 kPa,水温20~22 ℃),COD去除率达72.6 %。超滤液吹脱气水比达104时(原水COD=2.76×104mg/L,气压P=0.882kPa ,水温20~22 ℃),去除率达49.8%。
  加温吹脱甚至采用汽提法对溶剂气化分离显然有益,但对活性炭吸附有机气体将降低效果。
  用嗅味法测定吸附出气是否带有刺激性气味来判断活性炭是否吸附饱和。一旦有异味即停止吹脱,对活性炭用低压蒸汽再生。再生试验测得数据如表3。

表3 活性炭再生冷凝回收溶剂试验数据
溶液体积V1(mg/L)吹脱前COD浓度C1(mg/L)吹脱后COD浓度C2(mg/L)解吸冷凝回收溶剂回收率E(%)
体积V3(mL)COD浓度C3(mg/L)
超滤液20003.1×1041.72×10410212.7×10447.3
阴极液20003.2×1041.94×1048813.4×10446.7

  回收率计算式:

  E=(V3×C3)/[(C1-C2)×V1]

  由于吸附过程采用单柱,难免有机溶剂气体泄漏,活性炭吸附亦难以达到全饱和,所以本试 验回收率不高。工程上拟采用多柱串联吸附(如青岛颐中汽车公司、南汽NAVECO公司),则既 可防止泄漏,又可保证炭柱在全饱和状态下再生,从而可提高溶剂回收率。吸附容量:

  M1=吸附的COD量(m)/活性炭用量(G)=V3×C3/G

  本试验活性炭再生时饱和吸附容量为(活性炭用量为105g):

  M1=0.102×12.7×104×10-3/0.123gCOD/g炭

4 结论

  ① 吹脱方法可用于含有机溶剂的高浓度有机废水阴极液、超滤液的处理,该法可在气水比λ=48及λ=104时,使COD=2.76×104 mg/L的阴极液、超滤液的COD去 除率分别达到72.6%和49.8%。
  ② 活性炭对阴极液、超滤液吹脱的有机溶剂气体单柱吸附时,饱和吸附容量为0.123 gCOD /g炭,用低压蒸汽解吸再生、冷凝回收有机溶剂,回收率可达46.7%~47.3%。
  ③ 采用吹脱—吸附法处理电泳涂装工艺废液可以大大降低出水COD浓度,减轻污染,并可回收有机溶剂,产生一定的经济效益。该处理工艺与其他方法配合使用可成为含有机溶剂高 浓度有机废水处理的一种有效方法。

参考文献:

  [1]毛伟忠.涂装技术,1987,3(3):34-37.


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