改性瀝青防水卷材生產(chǎn)過程中，攪拌釜產(chǎn)生大量的瀝青煙氣，夾雜著水分、石粉與膠粉等。通用的尾氣處理方法，第 1 道工序是噴水降溫、除塵除油，水繼續(xù)循環(huán)使用。隨著水變濁、變渾、產(chǎn)生異味，其噴淋效果也慢慢衰減，甚至成為下道工序的污染源。目前，全國共有防水卷材產(chǎn)品生產(chǎn)許可證獲證企業(yè) 1 200 多個，配備了約 1 400 個噴淋循環(huán)水池，按每個 80 m3 計算，每年約有 10 萬 m3 存量污水;若每 3 個月更換一次循環(huán)水，則每年約有 40 萬 m3 存量污水(冬季過年時一般不換)。含油含粉瀝青噴淋污水的凈化與水的回用，成為防水卷材生產(chǎn)企業(yè)運營中的一個難題。

　　2014 年，我司率先在行業(yè)推行噴淋污水凈化處理技術(shù)，采用“加藥絮凝+氣浮分離”工藝，得到了比較干凈透明的水，目前防水行業(yè)已大面積引用本工藝。但是，采用該工藝得到的浮渣量非常大，且浮渣含水率高達(dá) 95%，加入反應(yīng)釜中直接回用，既消化不完又存在冒鍋的安全隱患，故無法連續(xù)使用。我司于2016 年初開始研究浮渣的干化問題，2017 年秋篩選得出有效的渣液分離工藝及設(shè)備，2018 年初進(jìn)一步對凈化后清水的除味脫色進(jìn)行了研究，現(xiàn)已進(jìn)入中試階段。

　　含油含粉瀝青噴淋污水的凈化工藝可分水雜分離、渣液分離、脫色除味三塊，流程如圖 1 所示�，F(xiàn)對該凈化工藝的研究內(nèi)容介紹如下。

　　1 瀝青噴淋水中雜質(zhì)與水的分離研究

　　1.1 噴淋水中主要成分

　　改性瀝青的配制，國內(nèi)通用配方主要包括瀝青、油、改性劑、膠粉、填充料五大類，可能產(chǎn)生直鏈油、有機可溶物、無機可溶物、無機粉體、有機粉體等對環(huán)境有害的揮發(fā)物和顆粒物(表 1)。這些可能性環(huán)境危害揮發(fā)物和顆粒物以乳濁液或懸濁液的形式存在;在靜態(tài)水池里，按上層油泡多、中層乳液多、底層粉多的亞穩(wěn)態(tài)方式分布;動態(tài)時呈黏稠狀液體，散發(fā)出難聞、難洗脫的異味。

　　1.1 凈化分離原理

　　加入帶電荷的無機或高分子絮凝劑(表 2)的水溶液，使亞穩(wěn)態(tài)的瀝青噴淋水脫穩(wěn)，從而實現(xiàn)有機、無機雜質(zhì)及油與水的破乳分離。雜質(zhì)被絮體吸附、包裹，或下沉或上浮;包裹了雜質(zhì)的絮體進(jìn)入水雜分離機，得到比較干凈透明的水及浮渣。

　　水雜分離機是在通用氣浮機的原理上，結(jié)合本行業(yè)特點開發(fā)出來的高效率凈化機，一步即可將 99%以上的 SS(固體懸浮物)分離出來。

　　1.2 關(guān)鍵步驟介紹

　　破乳：改性瀝青防水卷材生產(chǎn)產(chǎn)生的噴淋污水，因卷材配方中一般都加入了橡膠粉(會揮發(fā)出含硫化合物)，一般呈弱酸性，pH 值在 5~7，加入片堿(片狀 NaOH)將 pH 值調(diào)節(jié)至 7~9(弱堿性)即可破乳。注意事項：1)個別廠家的污水，需要特殊的破乳劑;2)夏天水溫高，不加堿亦能進(jìn)行混凝反應(yīng)。

　　初凝：PAC 基本通用。按 5%~10%配制水溶液，再按 1%~2%的比例加入廢水中攪拌使用。

　　終凝：一般選用陰離子 PAM，效果最佳;極少數(shù)廠家的污水可選用非離子 PAM;陽離子 PAM 效果差。按 0.1%的濃度配制水溶液，再按 1%~3%的比例加入廢水中攪拌使用。

　　1.4 階段處理效果

　　水雜分離前后，水體 COD 含量(化學(xué)需氧量)、顏色及氣味變化詳情列于表 3。水樣取自揚州、吳江、蘭溪、廣德、唐山等五地的幾個卷材廠，數(shù)據(jù)經(jīng)上海、杭州兩家第三方機構(gòu)對比檢測取均值。

　　可以發(fā)現(xiàn)，噴淋污水經(jīng)混凝處理后，水體 COD 可降低 30%左右。此外，噴淋污水處理前后，水體中的氨氮、總磷含量均比較低。

　　1.4 浮渣

　　經(jīng)水雜分離機分離出來的浮渣，一般呈黃色、灰色，也有黑色(含油多)。其成分主要是水、油、粉體及絮體骨架，含水量在 92%~95%，加熱到 114 ℃時開始沸騰(常州某卷材廠的浮渣)，產(chǎn)生大量的煙霧，絮體被破壞。少量浮渣加入配料中回用，不會影響卷材產(chǎn)品的性能;但是，大量浮渣加入反應(yīng)釜中直接回用會增加生產(chǎn)能耗、產(chǎn)生二次污染，且有冒鍋的風(fēng)險，不可取。因此，開發(fā)合適的渣液分離機或濃縮機很有必要。

　　1 渣液分離機的開發(fā)

　　我司就這種含油、含粉、高含水浮渣的分離進(jìn)行了多項工藝對比研究，形式包括小試、中試、大試等，主要是工藝設(shè)備的選擇與選型。各種渣液分離工藝的優(yōu)缺點對比列于表 4。

　　防水行業(yè)噴淋污水中含有大量的油與粉塵，濃縮后黏黏的，尋找有效的分離方式成為難點。同時從能耗小、操作維護(hù)方便、投資及運營成本低等多個維度考慮，最終選用特種渣液分離機。該設(shè)備常溫使用，無需加熱，無須對機器進(jìn)行清洗，可與水雜分離機連線，主要能耗是壓縮空氣。

　　采用渣液分離機的幾個關(guān)鍵點：1) 濾布的選擇。要求親水耐油，孔徑達(dá)到 μm 級別。2)出渣含水率在　20%左右，可直接裝袋或進(jìn)入下道干化工序、再利用工序。目前，通量面積 20 m2、30 m2 的機型應(yīng)用已經(jīng)成熟，完全可滿足本行業(yè)的需要。3)被絮凝劑吸附的油，因油顆粒表面的等電點被破壞，經(jīng)渣液分離機擠壓后與固體成分分離，然后進(jìn)入油水分離器，在重力作用下自然分離。

　　3 脫色除味的研究

　　噴淋污水經(jīng)過上述水雜分離、渣液分離兩道工序，已經(jīng)達(dá)到“水透明、渣成塊、油回收”的效果，但是透明的水還存在輕微的異味與較深的顏色。這種程度的凈化水在循環(huán)使用時，經(jīng)引風(fēng)機抽送，未被電捕、等離子捕捉下來的部分，會以氣溶膠方式從煙囪排出，仍然污染周邊環(huán)境。

　　3.1 味道的來源

　　主要是溶解性有機物，即 COD 成分，其含量范圍參見表 3，氧化后部分成分可轉(zhuǎn)化為結(jié)晶化合物。也有水體發(fā)酵產(chǎn)生的異味。

　　3.2 顏色的來源

　　主要是可溶性有機物含有顯色基團(tuán); 其次是PAC 藥劑自身的黃色，主要是鐵離子的絡(luò)合物。

　　3.3 活性碳脫色除味的試驗

　　我司選用了不同廠家、不同吸附值牌號的活性碳，對水雜分離水、渣液分離工藝水分別進(jìn)行了先動態(tài)攪拌后靜態(tài)放置的吸附，但處理效果欠佳，水體的顏色、味道減輕不明顯。后又采用氧化的方法處理，取得了可喜的效果。

　　3.4 氧化劑的選擇

　　幾種常用氧化劑的氧化能力及優(yōu)缺點對比列于表 5�？梢园l(fā)現(xiàn)，臭氧(O3)在污水中的氧化能力最強，且可持續(xù)反應(yīng)、不產(chǎn)生二次污染。

　　采用 O3 作為氧化劑，通過選擇合適的臭氧發(fā)生器與水雜分離機進(jìn)行對接，一方面讓 O3 參與曝氣;另一方面使 O3 進(jìn)入水體，氧化一些還原性有色基團(tuán);另一部分 O3 防止水體發(fā)酵霉變發(fā)臭。臭氧在常溫水中的半衰期為 50~60 min。水體經(jīng) O3 氧化處理效果示例照片見圖 2。

　　O3 對 COD 含量在 600 mg/L 以內(nèi)噴淋污水的除味脫色效果非常明顯，僅需 7~11 min 即可完成處理;對 COD 含量高于 2 000 mg/L 的噴淋污水處理效果不太明顯，有待更進(jìn)一步實驗研究。高 COD 含量的水體經(jīng) O3 氧化甚至可能會加深水體的顏色，這可能是由于水中的有色酚類被氧化成醌類;還有一些鹵代烴難以被 O3 氧化，需要下一步的技術(shù)升級，如活性生物氧化、膜分離等。

　　目前氧化中試裝置已經(jīng)完成，正在運行觀察階段，處理效果值得期待。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　3 結(jié)語

　　含油含粉瀝青噴淋污水的凈化與水的回用成為瀝青類防水卷材企業(yè)生產(chǎn)運營中的一大難題。我司經(jīng)過 5 年研究，總結(jié)出一套行之有效的凈化工藝。該套凈化工藝分 3 個部分，即水雜分離、渣液分離、脫色除味。其最終目的是把帶不飽和鍵的有機物氧化成飽和有機物，甚至分解成 CO2 和 H2O，或者轉(zhuǎn)化為結(jié)晶物，使水達(dá)標(biāo)排放或永續(xù)使用，為瀝青防水卷材生產(chǎn)企業(yè)的綠色化生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。（上海遨提新材料技術(shù)咨詢有限公司）