VAE乳液生產(chǎn)廢水最佳絮凝沉淀工藝

醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(簡(jiǎn)稱VAE乳液)是化工廠的主要產(chǎn)品之一，共聚物中醋酸乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在70%~95%。VAE乳液屬于水基性膠粘劑，即以水作為分散介質(zhì)，無健康危害，是環(huán)境友好型粘合劑，但是在VAE乳液的生產(chǎn)過程中，貯槽、管道、設(shè)備等都會(huì)不可避免地粘上VAE乳液，因此清洗反應(yīng)系統(tǒng)、各類管道及設(shè)備便會(huì)產(chǎn)生VAE乳液廢水。

由于VAE乳液中的乳化劑作用，廢水呈穩(wěn)定的乳液狀，COD和懸浮物含量比較高，因此較難處理。絮凝沉淀法是在混懸的工業(yè)廢水中投加混凝劑后，其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚，其尺寸和質(zhì)量不斷變大，沉速不斷增加的一項(xiàng)新技術(shù)，該方法可靠且運(yùn)行成本低。因此，本研究采用混凝沉淀工藝對(duì)該VAE乳液廢水進(jìn)行預(yù)處理，考查其處理效果并確定工藝的最佳運(yùn)行參數(shù)，以便為實(shí)際生產(chǎn)提供參考。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

10%NaOH，10%Ca(OH)2，稀硫酸，10%聚合硫酸鐵，10%聚合氯化鋁(PAC)，2%聚丙烯酰胺(PAM)，10%硫酸亞鐵。

錐形瓶，梨形分液漏斗，燒杯，量筒，容量瓶，移液管，酸式滴定管，膠頭吸管，試管，試管架，搖床/磁力攪拌機(jī)，pH測(cè)定儀，藥匙，玻璃棒，濾紙，稱量紙，標(biāo)簽紙。

1.2 材料與方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)

廣西皖維公司VAE乳液分廠：

①聚合反應(yīng)釜等設(shè)備的沖洗水，主要成分為VAE乳液及其結(jié)皮料；

②檢修設(shè)備或成品槽清洗廢水，主要成分為VAE乳液。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)方法

①取400mL原水置于500mL燒杯中，加稀硫酸調(diào)節(jié)pH至2~3，充分混合攪拌后轉(zhuǎn)移至梨形分液漏斗內(nèi)靜置3h，觀察分離效果，取上清液測(cè)定COD及懸浮物含量。

②取400mL原水置于500mL燒杯中，加氫氧化鈣調(diào)節(jié)pH至8~9，充分混合攪拌后分別投加10%PAC以及2%PAM溶液進(jìn)行混凝反應(yīng)，反應(yīng)完成后靜置30min，取上清液測(cè)定COD及懸浮物含量。

③取400mL原水置于500mL燒杯中，加氫氧化鈣調(diào)節(jié)pH至8~9，充分混合攪拌后分別投加10%硫酸亞鐵以及2%PAM溶液進(jìn)行混凝反應(yīng)，反應(yīng)完成后靜置30min，取上清液測(cè)定COD及懸浮物含量。

④取400mL原水置于500mL燒杯中，加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至7~8，充分混合攪拌后分別投加10%PAC以及2%PAM溶液進(jìn)行混凝反應(yīng)，反應(yīng)完成后靜置30min，取上清液測(cè)定COD及懸浮物含量。

⑤取400mL原水置于500mL燒杯中，加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至7~8，充分混合攪拌后分別投加10%硫酸亞鐵以及2%PAM溶液進(jìn)行混凝反應(yīng)，反應(yīng)完成后靜置30min，取上清液測(cè)定COD及懸浮物含量。

⑥取400mL原水置于500mL燒杯中，加10%硫酸亞鐵進(jìn)行破乳反應(yīng)，反應(yīng)完全后氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至9~9.5，充分混合攪拌后分別投加10%PAC以及2%PAM溶液進(jìn)行混凝反應(yīng)，反應(yīng)完成后靜置30min，取上清液測(cè)定COD及懸浮物含量。

2、結(jié)果與討論

通過設(shè)計(jì)的幾組實(shí)驗(yàn)方法處理VAE乳液生產(chǎn)廢水，得出如表1所示的絮凝沉淀工藝實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

以幾組實(shí)驗(yàn)方法處理VAE乳液廢水得到的COD、懸浮物去除率為縱坐標(biāo)，以不同實(shí)驗(yàn)方法為橫坐標(biāo)作圖，得出其關(guān)系如圖1所示。

結(jié)果表明：

①酸析效果不明顯，沒有顯著分層，證明酸析對(duì)該類廢水無效果；

②氫氧化鈣對(duì)本類廢水破乳效果不是很明顯，破乳后有分層效果，但是不能完全分層，且COD及懸浮物去除率不高；

③采取硫酸亞鐵和氫氧化鈣進(jìn)行同步破乳，破乳較單獨(dú)使用氫氧化鈣效果明顯，但產(chǎn)生的污泥量較大；

④若不采取破乳劑預(yù)先破乳，而是直接進(jìn)行混凝反應(yīng)，雖然對(duì)于COD和懸浮物有一定去除效果，但是分離的上清液清澈度不明顯；

⑤在堿性條件下進(jìn)行破乳再混凝，對(duì)于COD去除效果明顯，但分離上清液清澈度不明顯；

⑥采取硫酸亞鐵預(yù)先破乳，再調(diào)節(jié)pH值，后進(jìn)行混凝絮凝反應(yīng)后，對(duì)于COD有一定去除效果，去除懸浮物效果很明顯。

3、結(jié)論

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，經(jīng)破乳反應(yīng)和混凝沉淀反應(yīng)后，懸浮物的去除率可達(dá)80%以上，說明硫酸亞鐵破乳劑對(duì)于該類型廢水破乳效果明顯，針對(duì)VAE乳液廢水是比較合適的破乳藥劑，滿足后續(xù)污水處理廠要求，因此證明本次小試制定的工藝以及采取的藥劑種類和投加量是可行的。

通過小試發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過硫酸亞鐵破乳后，再調(diào)節(jié)pH值進(jìn)行混凝沉淀，沉淀的最佳pH值為9~10，沉淀分離后上清液pH會(huì)下降至7~8。（來源：安徽皖維高新材料股份有限公司）