電絮凝-超濾組合工藝處理洗浴廢水的研究

于 湉，王 薇

(天津工業大學，天津 300387)

污水中洗浴廢水具有水量大，污染程度較輕，方便收集的特點[1]。洗浴廢水處理方法主要包括物理化學處理法，生物處理法，膜處理法[2]，目前國內外的洗浴廢水處理工程多采用生物處理為主[3-4]，但生物法處理洗浴廢水所需停留時間較長，導致設備占地面積大，成本高，出水指標不能達到雜用水排放標準。物理化學處理法的處理工藝流程短，運行管理簡單、方便，占地相對較小；膜處理法的設備控制簡單，系統可自動運行，占地小、結構緊湊[5]。本文作者采用物理化學處理法和膜處理法相結合的處理方式[6-7]，從優選工藝流程、推廣高效工藝、重視系統結合等方面對洗浴廢水回用的增效途徑進行系統分析與探討，以期進一步提高洗浴廢水回用的質量與效益[8-9]。

1 實驗方法

1.1 洗浴廢水污染物分析及水質

洗浴廢水中所含污染物主要成分分為兩部分，一是人體皮膚排泄物，包括氯、鈉、鉀、鈣、尿素和乳酸，此外人體皮膚表面還會產生皮脂和皮脂腺細胞碎屑等物質，其中皮脂中又含有膽固醇、蛋白質滲出液等物質；二是洗浴所用洗浴液[10]。另外這些人體皮膚分泌物附著在體表時也會滋生微生物 (細菌)，在洗浴時均會進人洗浴廢水中[11]。本實驗采用模擬洗浴廢水。

1.2 分析方法

濁度采用哈希TL2300濁度儀測定，COD采用哈希DR1010 COD測試儀測定，氨氮采用UV-2600紫外分光光度計采用水楊酸-次氯酸鹽光度法測定。

1.3 實驗裝置及實驗工藝流程

圖1 實驗裝置流程圖Fig.1 Flow chart of experimental equipment

2 結果與討論

2.1 最佳運行操作壓力的確定

從圖2可以看出超濾膜具有較強的濁度去除能力(去除率為99%以上)。濁度反映水中懸浮物(SS)對光線的透過的阻礙程度，測定結果表明超濾膜能優質產水。

COD反映了水中受還原性物質污染的程度，該指標也作為有機物相對含量的綜合指標之一[12]。圖2中COD去除率對壓力的變化，可以看出，隨著超濾裝置運行壓力的增大，COD去除率降低，壓力為6×104～8×104Pa時為最佳運行壓力。分析原因，實驗使用截留分子量為10000的中空纖維內壓超濾膜，壓力增大，膜表面的有機污染物濃度增加，膜面濃差極化逐漸加劇，導致COD去除率降低。

TDS反映水中離子的電離程度，超濾膜的截留分子量遠大于無機鹽離子的分子量，之所以隨著壓力的增加，溶液中無機鹽的去除率從18.6%增加到25.6%，分析原因是溶液中的無機鹽離子和溶液中的SS、膠體等物質結合在一起，無機鹽離子隨SS和膠體等物質一起被膜截留，超濾膜表面和孔徑中也會吸附很少量的無機鹽離子[13]。

如圖2所示，產水量隨著壓力的升高逐漸升高，綜合考慮各水質指標的去除率，最佳運行操作壓力為8×104Pa。

圖2 壓力變化對COD、濁度、去除率和通量的影響Fig.2 The influence of pressure Changes on removal rate and flux

圖3 溫度變化對COD、濁度、氨氮去除率的影響Fig.3 The influence of temperature Changes on

2.2 系統最佳運行溫度的確定

如圖3所示，當升高洗浴廢水的運行溫度時，SS、膠體、無機鹽離子等向膜表面運動的速度大于SS等脫離膜表面的速度，導致SS等迅速在膜表面沉積，膜面濃差極化開始加劇；另一方面，溫度升高SS，膠體，無機鹽離子等更為活躍，加速向膜的另外一面擴散。綜上所述，綜合考慮各水質指標的去除率，較低運行溫度對洗浴廢水中的污染物去除效果更好[14]。

2.3 組合工藝對洗浴廢水的處理效果

本實驗對模擬洗浴廢水的主要污染物膠體、有機污染物等的處理效果均很好，從圖2來看，廢水經過電絮凝粗濾，再經過PP棉的吸附作用，最后經過超濾膜過濾處理后的出水水質達到GB/T18920-2002水質的要求，可以作為中水使用。

因為電絮凝-PP棉過濾出水的水質指標不能達到GB/T18920-2002的水質要求，所以在后續增加超濾膜進一步對廢水進行過濾，超濾膜對小的SS等微小絮體去除效果顯著。

3 結論