涂料废水危害及生物法处理工艺

一、涂料废水水量水质特点及危害
涂料生产中产生的废水为涂料工业的首要污染物。由于各企业产品种类不同，废水组成性质不同。对于一般综合性涂料生产企业，废水中含有颜料、填料、树脂、溶剂、矿物油、植物油及起皂化物、助剂、碱等物质。油性涂料生产废水由上述污染物形成悬浊态废水；水性涂料生产废水由于有亲水树脂胶体存在，废水中的胶体吸附大量带电离子使胶体之间产生电性斥力而不能互相黏结，故废水呈溶胶态。
另外，涂料废水中还含有大量纳米级超细的无机物料，如钛白粉、高岭土和各种有色颜料等。由于涂料行业生产规模小，品种多，通常是间歇、批量生产，因此其废水具有以下几个特点：间歇排放，水质和水量波动比较大；各生产工序产生的废水差异很大；废水水量少（每吨产品平均废水排量约为4-11m3）但污染物组成十分复杂；含多种有毒的、难以生化降解的高分子和有机化合物，浓度高、色度高；悬浮物含量高。
具体来说污染物成分，涂料生产废水中污染物的种类较多，涂料生产所用原料、半成品、成品在废水中都会存在。据统计分析，一般油性涂料废水，CODCr 可高达2000~5000mg/L，色度200 倍以上，含油量大于l00mg/L，属重污染源。污染物主要来自于涂料树脂生产过程。
废水中含有有毒物质。涂料废水一般含有酚醛、苯等有机物，有些涂料废水含Cr6+、Pb2+等重金属离子及其化合物，能在生物体内富集并有致癌性。
目前我国涂料生产位于世界第三，并且以每年15%的增速递加，其产生的涂料废水也相应的增加，涂料废水中含有有机溶液和重金属溶液流入河流离会导致鱼虾的大面积的集体死亡。用受污染的水浇灌农作物会使得农作物减产，甚至不产死亡等。还有涂料废水中的重金属还会对人体造成慢性中毒。危害这么多，如果涂料废水不经过处理直接排放其后果是不言而喻的。治理涂料废水首先要了解其特性，根据其特性综合处理。
二、涂料废水处理方法-生物法
生物处理法是利用微生物的代谢，将有毒、 有害的有机物转化为毒性较小的物质，成本上经济合理。然而，涂料废水一般浓度高，并含有大量有毒的有机物，难以直接生物降解；因此目前国内外大多采用物化法和生物法相结合的技术，即利用物化法先对水质、水量充分匀化，以此降低对后续生物处理的冲击负荷。
1、活性污泥法
活性污泥法处理涂料废水过程中，先将涂料废水和去离子水汇合并进行化学絮凝沉淀，然后经上流式接触沉降池沉降，再进入到曝气池中。原高浓度涂料废水中缺乏微生物生长所必需的氮和磷，将其与生活污水相混合，由生活污水提供所需的营养物质，同时根据实际需要添加一定量的特殊营养物质进行调配，从而有助于刺激降解菌的生长，改善活性污泥处理系统的运行性能和提高其生物降解效率。混合后的污水经过活性污泥池处理，最后经二沉池沉淀。为达到三级过滤的效果，对从二沉池出来的废水再经过滤，最后进行水质分析。经4个月的实验处理后，原涂料废水的BOD由15000mg/L降至21mg/L，总去除率达99.3%。
2、生物膜法
生物膜法是使微生物群体附着于其他物体表面上呈膜状，通过与废水接触得以净化。选用比活性污泥法生化效率高的生物转盘法和生物接触氧化法处理综合涂料废水。因这两种生物膜法处理水量小、毒性较大且含难分解物质多的废水比较有效。
（1）生物转盘
生物转盘法具有挂膜容易，去除有机物效率高，耐冲击能力强，运转电耗省，管理方便等优点。为提高生物转盘法的处理效果，主要考虑以下几个因素。转盘结构应采用多轴多级转盘，每级单独运转。这样，即使某一级停转，不会影响其他转盘正常工作。进水方式因为第一级转盘处理效率最高，可采用各级同时进水进水量逐级减少，以提高处理效果。转盘的组装方式采用辐射式装蜂窝管生物转盘。其优点是能适应高浓度废水，水力搅动比一般转盘大，比表面积较一般转盘增加，充氧效果好。为确保废水处理达到预定效果，将生物转盘出水再送入生物接触氧化塔处理。
（2）生物接触氧化
生物接触氧化法是近几年发展比较快的废水处理法，具有处理负荷高，停留时间短，占地面积小及无污泥膨胀的优点。
在处理涂料工业废水时，经一级处理后，应用生物接触氧化的处理工艺，微生物挂膜驯化时间短，活性高，废水中有机物降解速率快。采用匀质隔油-混凝-气浮-生物接触氧化的工艺处理综合涂料废水，出水达到国家一级排放标准。
（3）生物流化床
生物流化床以粒径小于1 mm左右的颗粒材料作为载体，填充于曝气容器内，废水自下而上使载体流态化，载体表面覆盖生物膜。涂料生产废水经一级气浮预处理后，再经纯氧生物流化床装置处理，效率高，可达标排放。
目前，移动床生物膜法（MBBR）和曝气生物滤池法（BAF）组合，MBBR 具有很强的抗冲击负荷能力，BAF具有集生物氧化和截留悬浮固体于一体的特点，将二者组成复合式生物膜法处理涂料废水。经一段时间的运行后，发现系统处理效果好且运行稳定，在单级反应器水力停留时间为5h，平均进水COD浓度为800mg/L时，其最终出水COD去除率达到93. 05%。
（4）SBR工艺
SBR工艺是一种间歇运行的活性污泥法，通过装置中的好氧菌与污水充分混合接触，在充氧的条件下，细菌吸附水中有机物，并将其分解合成为自身组成部分，从而将有机物水中去除。由于好氧菌群（活性污泥）在没有曝气的情况下会自动沉降到反应器底部，不断增多的细菌通过反应器底部排泥系统排出，从水中分离出去，而澄清液则达标排放。
SBR运行过程由进水、曝气、沉淀、排水和闲置5部分组成，由于微生物曝气、沉淀均在同一容器中进行，且泥水分离采用静置沉降的方式，泥水分离效果好，生物保有量高，因此装置耐冲击负荷能力较强。SBR工艺具有构造简单，无活性污泥回流、沉淀系统；操作灵活，根据生产产品的不同可适当调整运行周期，满足不同水质需要；装置可以设备化，SBR可以采用钢结构型式，对小水量污水采用钢结构形式可以使安装维护简单，便于操作；可以适应波动较大的进水水质。
3、氧化塘
氧化塘是天然或人工修造的池塘，是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。废水在塘内长时间停留，有机污染物通过水中微生物的代谢活动而得以降解、净化的过程。

扩展阅读：涂料废水来源及物化法处理工艺