微生物絮凝剂与聚合氯化铝复配处理涂料废水

Posted 2023-01-13 絮凝

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摘要：采用响应面分析法对聚合氯化铝（PAC）与污泥生产的微生物絮凝剂复配处理涂料废水的过程进行了优化，设定的响应值为COD和色度去除率。实验分别拟合了关于COD去除率和色度去除率的二次模型，根据响应值的分布情况，确定涂料废水的最佳絮凝条件为微生物絮凝剂浓度47 mg/L，PAC浓度39 mg/L，pH为8.2，CaCl2浓度0.38 g/L，搅拌速度210 r/min。最佳絮凝条件下，微生物絮凝剂对涂料废水中COD和色度的去除率分别达到77.6%和68.9%。

我国涂料工业主要集中于长三角、珠三角和环渤海等环境敏感、减排压力大的区域或流域。涂料工业生产废水主要是设备清洗废水，以及生产、运输、贮存场所物料的跑、冒、滴、漏，其中生产工艺废水较少。涂料生产废水中COD为2000～5000mg/L，色度200倍以上，油基涂料废水还含有Cr6+和Pb2+SM)f等重金属离子及其化合物，废水PH为6～9。

目前，对于这类废水的主要处理方法是絮凝-气浮-生物氧化。絮凝法是国内外常用的一种提高水质处理效率的方法，主要用于去除废水中的胶体和悬浮物，包括无机物和有机物，以及一些溶解性的杂质，表观而言，主要是去除浊度、色度和COD等。

本研究提出了微生物絮凝剂与聚合氯化铝(PAC)复配处理涂料废水的技术，将本实验室采用污泥生产的絮凝剂与PAC复配，运用响应面分析法对实验进行统计学设计与数据分析，优化絮凝条件，最大限度去除涂料生产废水中的COD和色度。

1材料与方法

1.1实验材料

菌种来源及发酵液制备'实验所用菌种为红球菌，保藏于中国典型微生物保藏中心，菌种保藏号为ACCC。微生物絮凝剂的制备包括种子培养和发酵培养。种子培养基：蛋白胨10.0g/L，酵母粉5.0g/L，牛肉膏2.0g/L，NaClg/L，PH-7.0。选取少量红球菌至装有150mL种子培养基的摇瓶内，于发酵温度30度，摇床转速120r/min的条件下培养得到种子液。将上述种子液以2%（v/v）的接种量接种至碱热处理的污泥培养基中，发酵得发酵液。污泥培养基由猪场废水和活性污泥经碱热处理制备，碱热处理是指使用1.0mol/L的NaOH溶液将污泥(10ml)的PH调节为10.0，再与90mL猪场废水完全混合后，在121度条件下灭菌处理30min。

实验采用丙酮(含0.07%的B-巯基乙醇)从发酵液中提取絮凝剂，所得的絮凝剂的红外光谱结果显示，微生物絮凝剂中含有羟基、羧基，其中3430cm的吸收峰是—OH的吸收峰，1640cm处的吸收峰为—COO-的反对称伸缩振动所引起，1400cm处的吸收峰是—COO-的对称伸缩振动所引起。

实验废水和试剂配制'本研究模拟的是水性工业涂料生产废水与设备、场地清洗用水的混合废水，根据《涂料工艺水污染物排放标准(二次征求意见稿)》，该废水主要成分是颜料、填料、乙醇、助剂，主要污染物指标是-COD和色度。模拟涂料废水，是由亚甲基蓝、乙醇、葡萄糖、重质酸钙、表面活性剂和硅质助剂配制成的水溶液，使其COD为2000MG/L，色度为200倍，SS浓度为40MG/L，PH为8.0。PAC有效成分Al2O3>=.20%，105摄氏度3h后配制成浓度为10G/L的PAC溶液。。

1.2实验方法

微生物絮凝剂和PAC单独絮凝实验'实验操作参照水的混凝、絮凝杯罐实验方法。对于微生物絮凝剂的絮凝实验，分别准确称取一定量的微生物絮凝剂添加至1.0L涂料废水中，添加CaCl2助凝剂，常温条件下，200r/min搅拌30min，静置90min后取上清液，检测废水COD和色度，确定最佳投加量。对于PAC絮凝实验，采用与微生物絮凝剂絮凝相同的方法(不添加CaCl2)。

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