表面活性碳廢水工藝解決方案
表面活性劑廢水的處理既要去除廢水中的大量表面活性劑, 同時(shí)也要考慮降低廢水的COD 和 BOD 等。不同類型的表面活性劑廢水要采用不同的處理方法,目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于表面活性劑廢水主要有以下幾種處理技術(shù):
表面活性劑廢水處理 一、吸附法
吸附法是利用吸附劑的多孔性和大的比表面積,將廢水中的污染物吸附在表面從而達(dá)到分離目的。常用的吸附劑有活性炭、吸附樹(shù)脂、硅藻土、高嶺土等。常溫下對(duì)表面活性劑廢水用活性炭法處理效果較好,活性炭對(duì)LAS 的吸附容量可達(dá)到55. 8 mg ?g - 1 ,活性炭吸附符合Freundlich 公式 。但活性炭再生能耗大,且再生后吸附能力亦有不同程度的降低,因而限制了其應(yīng)用。天然的粘土礦物類吸附劑貨源充足、價(jià)廉,應(yīng)用較多,為了提高吸附容量和吸附速率,對(duì)這類吸附劑研究的重點(diǎn)在于吸附性能、加工條件的改善和表面改性等方面 。吸附法優(yōu)點(diǎn)是速度快、穩(wěn)定性好、設(shè)備占地小,主要缺點(diǎn)是投資較高、吸附劑再生困難、預(yù)處理要求較高。
表面活性劑廢水處理 二、泡沫分離法
泡沫法是發(fā)展比較早、并己經(jīng)有了初步應(yīng)用的一種物理方法,是在含有表面活性劑的廢水中通入空氣而產(chǎn)生大量氣泡,使廢水中的表面活性劑吸附于氣泡表面而形成泡沫,泡沫上浮升至水面富集形成泡沫層,除去泡沫層即可使廢水得到凈化。研究表明,用微孔管布?xì)?氣水比6 ∶1～9 ∶1 ,停留時(shí)間 30～40 min ,泡沫層厚度0. 3～0. 4 m ,此時(shí)泡沫分離對(duì)廢水中LAS 的去除率可達(dá)90 %以上。宋沁 表明當(dāng)進(jìn)水LAS 低于70 mg ?L - 1 時(shí),經(jīng)處理后的出水LAS 90 %。韋幫森采用泡沫分離技術(shù)在10 d 連續(xù)運(yùn)行中,進(jìn)水COD 平均濃度783. 14 mg ?L - 1 ,出水COD 平均濃度為49. 02 mg ?L - 1 , COD 平均去除率為 9315 %,出水做鼓泡試驗(yàn)無(wú)泡沫產(chǎn)生,說(shuō)明表面活性劑濃度小于10 mg ?L - 1 ,處理效果好。泡沫分離法尤其是適用于較低濃度情況下的分離。但泡沫分離法對(duì)表面活性劑廢水的COD 去除率不高,需要與其他方法聯(lián)合使用。
表面活性劑廢水處理 三、膜分離法
膜分離法指利用膜的高滲透選擇性來(lái)分離溶液中的溶劑和溶質(zhì)。常應(yīng)用膜分離技術(shù)有反滲透、超濾、微濾、電滲析和納濾,其中超濾膜和納濾膜對(duì)表面活性劑廢水有很好的處理效果。膜分離法效率高、能耗小,但膜易污染,清洗困難,操作費(fèi)用高。王錦利用聚丙烯、聚丙烯腈和聚砜3 種不同材質(zhì)超濾膜處理洗滌污水,發(fā)現(xiàn)聚丙烯腈膜較優(yōu),能有效去除了水中濁度、懸浮物、油脂等污染物,一定程度保留了游離陰離子表面活性劑,長(zhǎng)期循環(huán)洗滌對(duì)衣物的白度無(wú)不良影響。薛罡令洗浴廢水經(jīng)微絮凝纖維過(guò)濾- 超濾組合工藝處理后,使原水中超標(biāo)的COD、濁度、LAS 得到有效降低,而且工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、運(yùn)行操作簡(jiǎn)易,實(shí)現(xiàn)了洗浴廢水的簡(jiǎn)易物化處理法。膜分離的關(guān)鍵是尋找高效高滲透膜和提高處理量,并解決好膜污染問(wèn)題。近年來(lái)膜生物反應(yīng)器污水處理技術(shù)發(fā)展較快,它是將膜分離技術(shù)中的膜組件與污水生物處理工程中的生物反應(yīng)器相互結(jié)合的新型技術(shù),目前對(duì)LAS 廢水的處理正處在小試階段。這種技術(shù)綜合了膜分離和生物處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),在廢水回用方面是極具有發(fā)展前景的處理技術(shù)。
表面活性劑廢水處理 四、混凝法
混凝反應(yīng)不僅能去除廢水中膠體顆粒和吸附在膠體表面上的表面活性劑,還能與溶解在水相中的表面活性劑形成難溶性的沉淀。常用于表面活性劑廢水處理的混凝劑有鐵鹽、鋁鹽及其聚合物和各種有機(jī)混凝劑。丁娟研究了三氯化鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁對(duì)表面活性劑廢水的混凝效果,指出聚合氯化鋁為處理表面活性劑廢水循環(huán)利用的最佳混凝劑。混凝法雖然處理成本低、工藝成熟,但其占地面積大、藥劑用量大,并產(chǎn)生大量廢渣與污泥,要常與其它的處理方法聯(lián)合使用才能達(dá)到完全去除的目的,一般作為處理高濃度表面活性劑廢水的預(yù)處理。宋爽利用混凝法預(yù)處理了洗滌劑生產(chǎn)廢水中大量的SS、油脂類物質(zhì)及表面活性劑,具有較好的效果,對(duì)保證后續(xù)處理達(dá)標(biāo)有重要作用。
表面活性劑廢水處理 五、催化氧化法
催化氧化法是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)氧化法的改進(jìn)與強(qiáng)化。常用的Fenton 處理法就是催化氧化法的一種, 屬均相氧化法,處理時(shí),如果鐵鹽濃度較高,則LAS 的去除主要靠絮凝作用;濃度低時(shí),則主要靠氧化作用而去除。近年出現(xiàn)了多相催化氧化法和光催化氧化法。王效成等用多相催化氧化法處理COD 為 840 mg ?L - 1 、LAS 為360 mg ?L - 1的廢水,處理后 COD 去除率為84. 8 %,LAS 去除率為88. 3 % ,去除率隨反應(yīng)溫度升高而降低,p H 的變化對(duì)去除率沒(méi)有影響。光催化氧化法是在光與催化劑的作用下, 利用反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的HO ?等自由基離子來(lái)氧化分解表面活性劑的。單建國(guó)以TiO2 / GAC 作光催化劑,用太陽(yáng)光作光源對(duì)洗滌劑模擬廢水進(jìn)行光催化降解。結(jié)果表明,1 g TiO2 / GAC 可將120 mg 左右、起始質(zhì)量濃度為150 mg ?L - 1 的LAS 降至 20 mg ?L - 1 。光催化降解速率與表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)、離子電荷、吸附性能有很大關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),表面活性劑分子中芳環(huán)部分比烷基鏈或烷氧基更易受到?OH、?OOH 的攻擊而實(shí)現(xiàn)斷鏈降解, 芳香族衍生物比脂肪族衍生物易于光催化降解,在相同條件下光催化降解速率一般為陰離子型> 非離子型> 陽(yáng)離子型。Hidaka等利用人工光源研究了LAS 和BDDAC 在TiO2 表面上的催化降解, 發(fā)現(xiàn)陰離子表面活性劑比陽(yáng)離子表面活性劑降解快,芳環(huán)部分比烷基部分降解快。
表面活性劑廢水處理 六、生物法
生物法降解表面活性劑是目前研究得最多的一種方法,而且已經(jīng)被一些污水處理廠采用。該法可以粗略地分為活性污泥法、厭氧消化法和利用土壤的自凈作用的方法,他們均是利用微生物可以將表面活性劑作為唯一碳源加以利用的特性來(lái)完成對(duì)表面活性劑的降解。研究發(fā)現(xiàn)假單胞菌的許多菌屬, 包括溝槽假單胞菌屬、孔雀尾假單胞菌屬、德阿昆哈假單胞菌屬、膜狀假單胞菌屬、小田假單胞菌屬、克羅斯韋假單胞菌屬等和克雷伯氏菌屬、無(wú)色細(xì)菌屬、黃桿菌屬、微球菌屬等都可以降解表面活性劑,但對(duì)于高濃度的表面活性劑廢水,這些細(xì)菌的降解活性會(huì)受到一定程度的限制。
好氧生物處理法用的最普遍的是活性污泥法。于曉彩以SBR 法處理含陰離子表面活性劑廢水, 當(dāng)廢水中LAS 含量為100 mg ?L - 1 時(shí),曝氣時(shí)間為 4. 5 h ,沉降時(shí)間為4 h ,閑置時(shí)間為5 h ,其對(duì)廢水中 LAS 去除率可以達(dá)到96 %。Beltran利用活性污泥法對(duì)表面活性劑廢水進(jìn)行了處理,得出表面活性劑和生活廢水中LAS 的降解反應(yīng)是一級(jí),且其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)分別是1. 28 h- 1 和1. 15 h- 1 。李潔報(bào)道了采用三相流化床生物接觸氧化活性污泥法處理洗滌劑廢水, 使COD 去除率達(dá)67 %, LAS 去除率達(dá) 8719 %,出水水質(zhì)達(dá)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
厭氧消化法處理廢水可以避免產(chǎn)生大量的泡沫, 但表面活性劑會(huì)對(duì)厭氧處理過(guò)程產(chǎn)生一定程度的抑制。生物氧化法可直接處理偏堿性的表面活性劑廢水,處理時(shí)輔助其他處理技術(shù)可以得到更好效果。 Moreno采用氧化塘法處理對(duì)表面活性劑廢水, BOD 去除率接近90 %,LAS 去除率高于97 %。張建民研究了厭氧- 好氧方法處理表面活性劑廢水, 結(jié)果表明:在常溫常壓下,當(dāng)進(jìn)水COD = 500～1 000 mg ?L - 1 , HRT = 48 h 時(shí),厭氧段COD 去除率達(dá) 50 %左右,而系統(tǒng)總?cè)コ士蛇_(dá)80 %～90 %。
土地處理法就是利用土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌等微生物的降解、轉(zhuǎn)化和生物固化作用,土壤的有機(jī)、無(wú)機(jī)膠體及其復(fù)合體的吸收、絡(luò)合和沉淀作用來(lái)吸收分解廢水中的污染物。肖邦定研究了人工濕地處理系統(tǒng)對(duì)NIS 和COD 的去除率,表明壟溝滲濾型處理系統(tǒng)和漫灌滲濾型處理系統(tǒng)對(duì)NIS 去除率分別為 99. 2 %和98. 9 %, COD 去除率分別為7110 %和 6918 %。張金炳提出了采用人工砂和天然砂作為滲濾介質(zhì)建立復(fù)合系統(tǒng)的試驗(yàn)方案,并以洗浴污水為研究對(duì)象進(jìn)行了5 個(gè)月的室內(nèi)試驗(yàn)研究。結(jié)果表明, 復(fù)合系統(tǒng)具有較高的水力負(fù)荷和較好的去污效果,其對(duì)COD、BOD、SS 和陰離子洗滌劑的平均去除率分別為86. 25 %、86. 75 %、98. 95 %和90186 %;處理出水中 COD、BOD、SS 和陰離子洗滌劑的平均濃度分別為 17. 30、5. 84、0. 3 和0. 18 mg ?L - 1 。
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