混凝-納濾預處理環氧樹脂廢水的研究
環氧樹脂廢水是一類典型的高含鹽有機廢水，廢水濃度高、鹽分高、含難生物降解的有機氯化物，處理難度大，處理成本高。國內外已有學者進行了萃取、焚燒、閉路循環、生物鐵法等工藝的研究，然而很高的含鹽量制約了高濃度有機廢水副產品的回收，即便是進行蒸發．濃縮．焚燒也會因離子結垢時常堵塞進料液系統。
國內外廣泛采用生物法處理高含鹽有機廢水。但是高鹽環境下微生物代謝酶活性受阻，生物增長慢，產率系數低，微生物的代謝受到很強的抑制作用。許多建成的厭氧．好氧水處理系統存在處理不達標，運行不穩定的問題。
膜分離工藝比較適合于高含鹽廢水的處理 ，成功應用于海水淡化、苦咸水淡化工程中。由于環氧樹脂廢水中的高濃度有機物很容易導致膜組件的堵塞、結垢，引起頻繁的反沖洗，因此環氧樹脂廢水適用膜分離工藝的前提是要強化高含鹽有機廢水的預處理。
膨潤土具有很好的表面吸附作用、層間陽離子交換作用以及特殊的納米結構效應。在環境污染控制中得到廣泛關注。對膨潤土進行有機改性可以改變膨潤土活性點位的極性， 以提高去除有機污染物的能力。研究表明，有機膨潤土吸附水中有機污染物的能力比原土高出幾倍甚至上百倍。采取改性膨潤土對高含鹽有機廢水的有機物和懸浮物進行高效截留，然后運用膜分離工藝對含鹽廢水作回用處理，可以有效地避免后續生物系統受到抑制與沖擊。本文提出對高含鹽環氧樹脂有機廢水添加有機改性膨潤土，并輔以混凝劑作強化預處理，以提高高濃度有機廢水在膜分離操作中的分離效率。
1 試驗部分
環氧樹脂生產廢水取自江蘇某大型涂料樹脂廠的環氧車間，主要水質參數見表1。
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1．2 材料與試劑
膨潤土取自杭州市余杭仇山的鈉基膨潤土，經干燥粉碎、研磨后過100目尼龍篩備用，主要理化性質見表2。
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試驗所用FeSO4、PAM(聚丙烯酰胺)、硫酸汞、硫酸銀、K2CrO4 、NaOH、CTMAB、異丙醇等均為分析純，硝酸為優級純，重鉻酸鉀標準溶液、硫酸亞鐵銨標準溶液、消化液(濃硫酸+AgNO3，)按標準方法配制，水為超純水。pH值采用玻璃電極法測定(水土比1：1)。
1．3 試驗方法
有機土的制作：取30g膨潤土原土與200mL蒸餾水混合充分攪拌10min，混勻制漿，用稀硝酸調pH7～8之間。另外，取11A8gCTMAB溶于160mL水中，加入70mL異丙醇，搖勻后加入上述所制的土漿中。在70"C下水浴加熱1Oh并不斷攪拌，取出，離心棄去上清液，烘干粉碎，過200目篩，得有機化膨潤土。
強化混凝試驗：取5份等量廢水樣300mL于500mL燒杯中，分別加入質量濃度為250、350、450、550、650mg／L的混凝劑溶液25mL， 攪拌反應15min，取少量清液測其濁度(UV2550分光光度計)、電導率(DDS．11C電導率儀)、COD。再分別加入質量濃度為10、30、50、70mg／L的PAM 10mL，慢速攪拌lOmin，靜置30min。另外，增投未改性和有機改性膨潤土1、3、5edL混凝后測其COD。為消除氯離子的干擾，COD采用低濃度的重鉻酸鉀法，氯離子測定選用硝酸銀容量法。
膜分離試驗：制備強化預處理水IOL，采用截留分子量100的小型家用納濾膜(國家海洋局杭州水處理中心提供， 美國Filmtec NF270．2540膜組件)進行一次過濾，操作壓力控制在0．4MPa以內，測定進水和兩個出水的電導率。處理完成后再取一根新膜對濃水進行二次分離。測定出水電導率。
2 結果與討論
2．1 PAM對環氧樹脂廢水的混凝效果
在廢水樣300mL，PAM lOmL，溫度25℃ ，攪拌15min，靜置30min條件下，用PAM對廢水進行絮凝試驗。結果見圖1。從圖1中可以看出，PAM用量在50mg／L左右時COD去除效率最好。
2．2 FeS04對環氧樹脂廢水的混凝效果
在廢水樣300mL，FeSO 25mL，溫度25℃，攪拌5min，靜置30min條件下，用FeS04對廢水進行絮凝試驗，結果如圖2所示。
從圖2可見，FeS04濃度從250mg／L到450mg／時，去除率基本穩定在24％左右；當濃度從450mg／L變為550mg／L時，去除率上升到27．1 1％；而隨著濃度繼續增大，COD去除率開始下降， 當濃度為650mg／L時，去除率為25．1 3％。FeSO 濃度為550mg／L時，去除效果較為理想。總體而言，添加FeS0 的用量與C0D去除率變化關系不大。雖然存在最佳效率點(用量550mg／L)，但去除率相差僅為2．67％。
2．3 FeSO4與PAM 同時作用的混凝效果
在廢水樣300mL，50mg／L PAM 10mL，FeSO4 25mL，溫度25℃ ，攪拌15min，靜置30min條件下，進行廢水絮凝試驗，試驗結果如圖3所示。
由圖3可知，在PAM 助凝的前提下FeSO4用量越大，捕集有機物分子的能力越強，去除COD效果越明顯。相比于單獨PAM作用，添加FeSO 后，總去除效率從28．89％上升至43．78％，效果比較顯著。
2．4 膨潤土原土對環氧樹膳廢水的混凝效果
在廢水樣300mL，直接投加膨潤土，溫度25℃ ，攪拌10min，靜置30min條件下，對廢水進行絮凝試驗，試驗結果如圖4所示。
由圖4可以看出，未改性膨潤土對廢水中的有機物具有一定的吸附去除作用，這與周珊等[t 4]的研究結果一致。從用量上來看，去除效率最好的在5g／L用量附近。
2．5 有機膨潤土對環氧樹膳廢水的混凝效果
朱利中等[15]研究指出，有機改性膨潤土對有機物的去除效應非常明顯。試驗表明，有機改性膨潤土對環氧樹脂廢水同樣具有較高的吸附性能，并且在用量僅為lg／L時即可達到72％的去除率，增大有機土的用量，水中COD濃度反而略有增加，可能與有機土濃度增高致使離解程度加大因素有關。
2．6 納濾膜分離對有機物和鹽離子的分離效果
環氧樹脂中的有機物以環氧樹脂多聚體和部分單聚物為主，分子量一般在300以上。納濾膜元件的切割分子量為100~1000左右，表面孔徑處于納米級，能夠有效脫除細菌、病毒、過量金屬離子、低分子有機物等，對鉀、鈉、鈣、鐵等離子截留效應比較弱。經強化預處理的出水水質如表3所示，廢水含鹽量很高，幾乎與海水的含鹽量相當，而COD仍在7000mg／L左右，需要進一步生化處理。為此采取納濾膜分離工藝，選用家用納濾膜組件，將有機物和鹽進行分離，考慮到一次納濾膜仍有40％以上的除鹽率，濃水中含鹽量仍較高，因此對一次納濾的濃水進行二次納濾膜分離，最終控制進入生化系統的水的電導率低于10000us／cm。根據M F Hamoda等在完全混合式活性污泥反應池中的試驗表明當含鹽量在10g／L時好氧微生物的活性基本不受影響。
提出了一種有效的環氧樹脂廢水強化預處理工藝，首先運用混凝技術作為預處理，添加有機膨潤土可以將廢水的COD從原來的25000mg／L降低至7000mg／L左右，去除率可達72％，再采取兩級納濾膜分離處理將混凝后的水和有機物分離，大部分鹽離子進入納濾液淡水形成可回用的鹽水，納濾的濃水中含鹽量大大降低，可以大大減輕對后續生物系統的毒害作用。
單獨以PAM 為混凝劑時，當用量為50．00mg／L時，環氧樹脂廢水的COD去除率可達28．29％。單獨以FeSO4為混凝劑時，用量為550mg／L時，環氧樹脂廢水的COD去除率可達27．1 1％。單獨以膨潤土原土作用時，用量為5g／L時，環氧樹脂廢水的COD去除率可達32％。FeSO 和PAM 共同作用時，在兩者同時為最佳用量混凝時，環氧樹脂廢水的COD去除率高達43．78％。添加有機膨潤土，環氧樹脂廢水的COD去除率可以達到72％。納濾膜可以截留環氧樹脂廢水中的有機物，但對鹽離子有較大的通透性，利用此技術可以將環氧樹脂廢水中的有機物和鹽離子進行分離。
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