高錳酸鉀酸化法處理樹(shù)脂清洗廢水的實(shí)驗(yàn)研究

周江宏

（杭州聯(lián)德精密機(jī)械股份有限公司安全環(huán)保部 浙江杭州 310018）

引言

世界500強(qiáng)集團(tuán)下屬蘇州工業(yè)園區(qū)某磨料磨具企業(yè)（作者曾就職公司并親自做的實(shí)驗(yàn)），是生產(chǎn)涂敷磨具的專業(yè)工廠，其生產(chǎn)工藝流程：備料（酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂及動(dòng)物膠類膠水混合、磨料準(zhǔn)備、背基準(zhǔn)備）—背基打開(kāi)—背基上打印產(chǎn)品標(biāo)簽—涂敷第一層膠水—植砂（磨料）—烘干—涂敷第二層膠水—烘干—下卷料—分割—檢驗(yàn)—包裝出貨。企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的廢水主要來(lái)自清洗混膠鍋、膠水管道及膠水盤、清洗背印滾筒產(chǎn)生的廢水。

1 實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的清洗廢水，主要來(lái)自清洗混膠鍋、膠水管道及膠水盤、清洗背印滾筒產(chǎn)生的混合廢水，成分復(fù)雜、COD濃度高（平均在15000mg/l左右，最高可達(dá)50000mg/l以上）、水中含有高濃度的酚醛等高分子有機(jī)物，難生物降解；同時(shí)由于樹(shù)脂在混合過(guò)程中分解的酚類和醛類是具有毒性、強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，如果直接采用生物處理工藝處理將對(duì)微生物產(chǎn)生抑制性或毒性，影響生物處理效果；因此此類廢水治理一直以來(lái)都是廢水處理研究領(lǐng)域的難點(diǎn)之一[2]。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 高錳酸鉀特性概述

高錳酸鉀（化學(xué)式為KMnO4），其固體呈細(xì)長(zhǎng)棱型顆粒狀，顏色為黑紫或帶有藍(lán)色金屬光澤，無(wú)味，化學(xué)活性強(qiáng)，溶解性好，與某些有機(jī)物或還原劑混合時(shí)，可產(chǎn)生爆炸。因此，可作為強(qiáng)氧化劑，儲(chǔ)存時(shí)要避免與還原劑及化學(xué)活性強(qiáng)的金屬等一起放置以避免發(fā)生火災(zāi)。通常，高錳酸鉀在化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出強(qiáng)烈的氧化劑作用，其氧化能力受PH值影響較大[1]。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)裝備

為研究高錳酸鉀在弱酸性條件下對(duì)樹(shù)脂清洗廢水中COD的去除率，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：

（1）實(shí)驗(yàn)儀器：分析天平、藥匙、移液管、量筒、膠頭滴管若干、玻璃棒、燒杯、計(jì)時(shí)器、PH計(jì)、COD檢測(cè)儀等。

（2）實(shí)驗(yàn)試劑：蒸餾水、高錳酸鉀（分析純）固體、硫酸、COD測(cè)試試劑等。

（3）實(shí)驗(yàn)條件：所有實(shí)驗(yàn)均在室溫下進(jìn)行，所有試劑都將冷卻至室溫在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）取清洗廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前的COD濃度檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為COD濃度=17340mg/l。

（2）這個(gè)樣品的廢水分別倒入14個(gè)燒杯中，廢水的水量都為500ml。

（3）在這14個(gè)燒杯中分別加入硫酸，將PH值至調(diào)至5~6之間。

（4）第一組：取其中7個(gè)燒杯的廢水，不經(jīng)過(guò)沉淀，直接分別加入配置好的不同量的高錳酸鉀溶液（質(zhì)量百分比3%，以下同），攪拌反應(yīng)90分鐘，并觀察廢水的顏色變化。

（5）第二組：另外取其中7個(gè)燒杯的廢水，酸化后經(jīng)過(guò)30分鐘沉淀，取上清液進(jìn)行COD濃度的檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為COD濃度=12940mg/l。

（6）經(jīng)過(guò)30分鐘沉淀的第二組7個(gè)燒杯中廢水，分別加入配置好的高錳酸鉀溶液，攪拌反應(yīng)90分鐘，并觀察廢水的顏色變化。

（7）反應(yīng)后的兩組廢水再經(jīng)過(guò)30分鐘的沉淀，分別取上清液進(jìn)行COD濃度的檢測(cè)。

（8）對(duì)14個(gè)燒杯的廢水實(shí)驗(yàn)的COD濃度檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄。

（9）分析各個(gè)燒杯中廢水的COD去除效率、廢水處理成本并得出最終的結(jié)論。

（10）將實(shí)驗(yàn)的結(jié)論在企業(yè)廢水處理中進(jìn)行應(yīng)用。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與成本分析

2.1 第一組加酸后未經(jīng)過(guò)沉淀的高錳酸鉀去除樹(shù)脂清洗廢水COD的實(shí)驗(yàn)效果與成本分析（見(jiàn)表1）。

表1 未經(jīng)過(guò)沉淀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2 第二組加酸后經(jīng)過(guò)30分鐘沉淀后的高錳酸鉀去除樹(shù)脂清洗廢水COD的實(shí)驗(yàn)效果與成本分析（見(jiàn)表2）。

表2 經(jīng)過(guò)30分鐘沉淀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

結(jié)語(yǔ)

樹(shù)脂清洗廢水在弱酸性條件下，能將廢水中的懸浮顆粒物凝聚并形成大顆粒物沉淀，酸化過(guò)程對(duì)去除廢水中的部分懸浮物和COD有比較明顯的效果；另外，在酸化沉淀后的上清液中加入高錳酸鉀并在弱酸性條件下，隨著高錳酸鉀量的不斷增加，對(duì)廢水的COD去除有非常明顯的作用[3]。

高錳酸鉀在弱酸性條件下去除樹(shù)脂清洗廢水中的COD濃度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在弱酸性條件下，氧化、分解、去除廢水中酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂及動(dòng)物膠中高分子、難生物降解的有機(jī)物有明顯的效果，進(jìn)而達(dá)到降低廢水中COD的濃度，提升廢水的B/C比。考慮到廢水處理的成本，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)有成熟的生物處理工藝（厭氧微生物處理+好氧微生物處理相結(jié)合的處理工藝）和未反應(yīng)完全的高錳酸鉀的殘留物可能對(duì)微生物具有毒害的副作用，在達(dá)到氧化、分解和去除廢水中高分子、難生物降解有機(jī)物，提高廢水的B/C的目的下選用更為經(jīng)濟(jì)、合適的高錳酸鉀的量作為實(shí)際應(yīng)用更為合適，最終選擇9#燒杯的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果作為企業(yè)的最終處理方案進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。