油墨废水处理工程研究

山东电力工程咨询院有限公司 李亚文

北京工业大学环境与能源工程学院 张为堂

油墨由颜料、连结料、助剂和溶剂等组成，是用于包装和印刷的重要材料，它通过印刷将图案、文字表现在承印物上。生产油墨中常使用乙醇、异丙醇、丁醇、丙醇、丁酮、醋酸、乙酯、醋酸丁酯、甲苯、二甲苯等有机溶剂。这些溶剂对人体健康危害严重，长期接触会令皮肤干裂、粗糙，如果溶剂渗入皮肤或血管，会随血液危及人的血球及造血机能；部分有机颜料含有联苯胺，有致癌成分；有些无机颜料含铅、铬、铜、汞等重金属元素，它们对人体健康也有很大危害。

因此，现代社会对油墨废水处理的关注度越来越高，本文结合济南某包装印刷厂的油墨废水处理工程，对混凝沉淀+生物接触氧化组合工艺处理油墨废水进行了研究。

一、废水水质及水量

油墨中着色用的有机颜料通常选用不溶性偶氮类（包括含杂环取代基）、稠环酮类和酞菁类颜料等，这些颜料在分子结构中大多含有偶氮基、碳亚氨基等含有双键的发色团，一般具有良好的分散性、亲介质性以及色彩鲜艳、黏度低等特性。因此这些颜料进入废水中，使得油墨废水具有高COD、高色度等特点。

经过为期一月的监测，本工程油墨废水的原水水质如下：

注：除色度（倍）、pH外，其余各项目单位为mg/L。

有某废水主要来自印刷车间、纸箱车间。设计水量为350m3/d，每天运行24h，即每小时处理量约为15m3。

二、处理工艺

1.处理工艺的说明

考虑本工程污水浓度、色度均较高、生物降解性差，故在生物处理前采用混凝法进行预处理。废水进入调节池后，投加碱式氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）。PAC投入水中后，会通过水解作用生成细小的矾花，同时在吸附架桥和网捕等机理的作用下，废水中的悬浮物、胶体颗粒电中和后脱稳，聚集在一起。紧接着再投加高分子絮凝剂PAM，这样废水中的细小矾花就在PAM的作用下，迅速生长变大。通过混凝沉淀，废水可有效的去除部分COD、色度，同时减轻后续处理的负荷。

废水经混凝沉淀后进入生物接触氧化池，进行好氧生物处理。其工作原理是通过将充氧的废水与水中生物相接触，促使生物中的微生物吸收废水中的有机物，并将这些有机物作为自身繁殖所需的营养物质，进一步代谢转化为生物细胞，并氧化成为最终产物（主要是CO2和水），这样处理后，主要工序完成，废水得到了比较完整的净化。

2.处理流程

本工程油墨废水处理工艺采用混凝沉淀+生物接触氧化，设计处理量为15m3/h，工艺流程如下：

3.处理设备及建构筑物

调节池：长×宽×高=14m×7m×4m，有效水深3.5m，有效容积350m3，停留时间为24h。调节池容量按照发生事故时，储存一天废水量考虑，调节池为钢混结构。

混凝沉淀池：混凝沉淀池由前后两部分组成，前部分为混合反应区，后部分为沉淀区。前部分尺寸为:长×宽×高=3m×3m×3m，有效水深为2.5m，反应时间为1.5h。后部分尺寸为：长×宽×高=8m×3m×3m，有效水深为2.5m，沉淀时间为4h。反应区内设S形流道及小孔眼网格，确保投加药品和废水的充分接触反应，水流在反应区内流速逐渐变慢，确保生成的矾花不被破坏。混凝沉淀池前设两套管道混合器，絮凝剂、助凝剂在混合器内与废水混合。

生物接触氧化池：长×宽×高=14m×8m×2.5m，有效水深2m，有效容积为224m3，反应时间为15h，气水比为10∶1。氧化池内的接种污泥采用济南市污水处理厂的脱水污泥，含水率为80%。污泥驯化过程中，先采用生活污水闷曝，待污泥活化后，方逐步加入预处理过的废水。

沉淀池：长×宽×高=14m×3m×2.5m，有效水深2m，有效容积84m3，沉淀时间为5.6h。沉淀池上部设刮泥机一台，将沉淀的污泥送入收集坑中，刮泥机运行速度为0.5m/min。收集坑中设两台污泥输送泵，将收集到的污泥一部分送至污泥干化间，一部分送至调节池。

三、处理过程分析及出水结果

在前期实验中，对污水进行了不同投加量的对比分析。当PAC投药量为200g/m3时，废水经搅拌后立即产生大块絮凝体，且由原来的蓝黑色变为浅红色澄清液，停止搅拌后絮凝体立即沉淀，上清液色度在40～60倍，脱色率在92%以上；但当PAC加药量超过500g/m3后，COD的去除率有较大下降，上清液开始出现细小絮体。这说明，PAC和PAM的投药组合在一定范围内效果是较好的，若超出这个范围，由于混凝剂投加过量而使得本来已经达到稳定的体系再次脱稳，从而导致絮体再次分散而使得效果变差。考虑实际水质变化的情况，确定PAC的投加量在200～500g/m3之间，PAM的投加量为5g/m3。

溶解氧浓度的高低直接影响到好氧微生物的代谢活性。为了提高生物接触氧化系统的处理效率，必须向处理系统内提供足够的溶解氧。然而溶解氧很高，处理效果不一定好，过高的溶解氧除了增加能耗以外，强烈的空气搅动会使下沉的污泥重新上浮，造成处理效率显著下降，使出水的悬浮固体增加而影响出水的水质。经反复试验，当溶解氧浓度在4～5g/m3范围之间时，COD去除率较高，出水水质良好。平均进出水水质见下表：

注：除色度（倍）、pH外，其余各项目单位为mg/L。

四、结 论

（1）采用混凝沉淀+生物接触氧化合工艺处理包装印刷废水，出水COD、BOD、S S、NH3-N、色度均优于《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的二级排放标准。

（2）运行实践表明，该工艺处理效果稳定、耐冲击，占地少，低耗高效，管理方便，维护简单，是处理典型油墨印刷综合废水较合理、有效的方案。