3、廢水處理工藝條件選擇

經分析，水性涂料生產過程中排放的乳液廢水中化學組分可分成水溶和非水溶兩類：水溶的有乳化劑、丙烯酸、苯甲酸鈉、乙二醇、苯甲酸等；非水溶的包括苯乙烯、EVA、醋酸乙烯、丙烯酸及其酯類的高分子聚合物、滑石粉、鈦白粉、顏料等。這些不同的組分在斥力作用下保持著穩定的分散體系，不凝聚沉降，久置不分層。采用合適的破乳劑和絮凝劑可以先將非水溶組分經破乳、凝聚后從水溶液中沉淀下來，從而實現固液分離；再經板框壓濾后，廢固去垃圾填埋處理；濾液和清液使用強氧化劑深度氧化處理，后實現無害排放。

3.1 廢水pH值控制及中和劑的選擇

未經處理乳液廢水，pH值在6左右。下文通過調節乳液廢水在不同的酸堿度（pH值），投入相同量的絮凝劑后，攪拌相同的時間，觀察絮凝效果。結果表明，廢水的pH值調至6～8時，投入絮凝劑并攪拌2min，發現廢液分層不好，即絮凝效果不佳；廢水的pH值調至8～9時，投入絮凝劑并攪拌2min，即有大顆粒絮狀沉淀出現，絮凝效果較佳；再將廢水的pH值調至9以上時，投入絮凝劑并攪拌2min，絮凝效果又變差。可見，能否取得佳的絮凝效果，廢水的pH值控制至關重要。絮凝反應時乳液廢水的佳pH值為8～9。

廢水pH值的調節，可采用濃度30％的NaOH或生石灰等常用無機堿。燒堿價格比較貴，但用生石灰調節時，廢渣較多，各地可以根據具體情況決定。

3.2 破乳劑的選擇

有機相與水相的分離，一種簡單有效的方法是采用破乳劑。破乳劑是一種用于脫水的非離子型表面活性劑，可以破壞乳液中穩定的雙電層結構以及穩定乳化體系，從而實現兩相分離（使乳液中有機相和水分分離）。

常用的非離子型破乳劑主要有SP型破乳劑、AP型破乳劑、AE型破乳劑和AR型破乳劑。其中AR型破乳劑的特點是：在原油凝固點高于5℃的情況下有較好的溶解、擴散、滲透效應，促使乳化水滴絮凝、聚結；能在45℃以下、45min內，把含水率在50%～70%的原油中的水脫出80%以上，這是SP型、AP型破乳劑所不能比的。本方案中選擇AR型破乳劑。

3.3 絮凝劑的選擇

采用帶有正（負）電性的基團中和水中一些帶有負（正）電性、難以分離的粒子或顆粒，降低其電勢，使其處于不穩定狀態，并利用其聚合性質使得這些顆粒集中，再通過物理或化學的方法分離出來。一般將為達到這種目的而使用的藥劑稱之為絮凝劑。

絮凝劑按照其化學成分總體可分為無機絮凝劑和有機絮凝劑兩類。其中無機絮凝劑又包括無機凝聚劑和無機高分子絮凝劑；有機絮凝劑又包括合成有機高分子絮凝劑、天然有機高分子絮凝劑和微生物絮凝劑。

無機凝聚劑包括硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵等。常用的有鋁鹽，如硫酸鋁Al（2SO4）3?18H2O（早由美國開發并一直沿用至今，是一種重要的無機絮凝劑）和明礬Al（2SO4）3?K2SO4?24H2O；另一類是鐵鹽，如三氯化鐵水合物FeCl3?6H2O、硫酸亞鐵水合物FeSO?417H2O和硫酸鐵。

無機高分子絮凝物主要是鋁鹽和鐵鹽的聚合物，如聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鋁（PAS）、聚合氯化鐵（PFC）以及聚合硫酸鐵（PFS）等。與其他無機絮凝劑相比，無機高分子絮凝劑絮凝效果更好，其原因有：能提供大量的絡合離子，能夠強烈吸附膠體微粒，通過吸附、橋架、交聯作用使膠體凝聚；能中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷，降低δ電位，使膠體微粒由原來的相斥變為相吸，使膠體微粒相互碰撞，破壞了膠團穩定性，從而形成絮狀混凝沉淀，沉淀的表面積可達（200～1000）m2/g，吸附能力極強。

有機高分子絮凝劑（包括天然高分子和合成高分子兩大類）大分子中可帶有—COO—、—NH—、—SO3、—OH等親水基團，具有鏈狀、環狀等多種結構。根據含有的官能團離解后粒子的帶電情況，可分為陽離子型、陰離子型、非離子型3大類。從化學結構上可以分為：聚胺型，屬于低分子量陽離子型電解質；季銨型，分子量變化范圍大，多為陽離子型電解質；丙烯酰胺共聚物，分子量較高（可以幾十萬到幾百萬、甚至幾千萬），均以乳狀或粉狀的劑型出售，使用上較不方便，但絮凝性能好。有機高分子絮凝劑因分子量高、含活性基團多，具有用量少、浮渣產量少、絮凝能力強、絮體易分離、除油及除懸浮物效果好等特點，在處理煉油廢水及其他工業廢水、高懸浮物廢水及固液分離中有著廣泛的用途。特別是丙烯酰胺系列有機高分子絮凝劑，以其高分子量、絮凝架橋能力強，而顯示出在水處理中的優越性；聚丙烯酰胺還能與乳化劑反應，起到破乳作用；與水解后帶羥基的有機物作用生成不溶性鹽。

從乳液廢水的成分分析和絮凝劑的性能對比，本方案選擇無機高分子絮凝劑聚合硫酸鋁作為主要絮凝劑，選擇有機高分子絮凝劑聚丙烯酰胺作為助凝劑。

3.4 氧化劑的選擇

深度氧化技術又稱氧化技術，以產生具有強氧化能力的羥基自由基（?OH）為特點，在高溫高壓、電、聲、光輻照、催化劑等反應條件下，使大分子難降解有機物氧化成低毒或無毒的小分子物質。根據產生自由基的方式和反應條件的不同，可將其分為光化學氧化、催化濕式氧化、聲化學氧化、臭氧氧化、電化學氧化、Fenton氧化等。

本方案采用Fenton氧化法，即利用亞鐵離子Fe2+和H2O2之間的鏈反應催化生成?OH，將各種有毒和難降解的有機化合物徹底氧化，達到去除污染物的目的。Fenton氧化法特別適用于生物難降解或一般化學氧化難以奏效的有機廢水（如垃圾滲濾液）的氧化處理，處理效果影響因素主要為pH值、H2O2和鐵鹽的投加量。

3.5 佳工藝控制條件

經過試驗得出佳助劑用量及絮凝反應時間如下（以每t廢水為基準）：破乳劑（AR型），0.2kg；絮凝劑聚合硫酸鋁，1~2kg；助凝劑PAM，0.2kg；Fenton試劑，0.1kg；乳液廢水的佳pH值，8～9；絮凝攪拌時間，30~40min。