洗浴廢水回用處理的物理化學(xué)工藝與單元除污效能研究.pdf

1、洗浴業(yè)是城市耗水大戶，一個中等規(guī)模的浴池日耗水達(dá)數(shù)百噸。相對于混合后的生活污水來說，洗浴廢水處理成本較低，而且較容易實(shí)現(xiàn)回用處理。因此，對其深度處理和回用，特別是對于營業(yè)性浴室和賓館排放的洗浴廢水，不但降低了對水環(huán)境的污染，也是實(shí)現(xiàn)污水資源化、緩解水資源緊張、優(yōu)化企業(yè)運(yùn)營成本的有效途徑。本文以水量大、污染程度較輕的洗浴廢水為處理對象，在綜合分析比較相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上提出混凝沉淀—過濾—活性炭吸附—沸石交換—超濾膜—紫外消毒的物理化學(xué)處理工

2、藝，對各處理單元的工作特性、運(yùn)行控制參數(shù)進(jìn)行了探討，對各影響因素進(jìn)行分析考察。研究主要包括兩方面的內(nèi)容：單元試驗(yàn)和成套工藝研究，前者側(cè)重單元除污特性、除污機(jī)理和適宜操作參數(shù)方面的探討，后者主要是考察整體工藝的運(yùn)行效果并進(jìn)行一定的經(jīng)濟(jì)分析。 洗浴廢水中的固體微顆粒物大多數(shù)是粒徑較大的固體懸浮物和膠體物質(zhì)。在未投加混凝劑的條件下，洗浴廢水的自然可沉降性較差。混凝對濁度、CODMn、LAS、細(xì)菌學(xué)指標(biāo)均有一定的去除效果，不同混凝劑混凝

3、效果相差較大。對于不同種類的混凝劑，各主要污染指標(biāo)去除率均隨投藥量的增大而增加，但各種混凝劑投量超過一定范圍后去除率的增加變的相當(dāng)緩慢或略有反彈。 在混凝方案的選擇評價(jià)中，要考慮到多個水質(zhì)指標(biāo)如CODMn、濁度、細(xì)菌總數(shù)等去除情況，但是對于不同的水質(zhì)指標(biāo)，最佳混凝劑的種類、投加量是不同的，如何選擇最優(yōu)的混凝方案是一個具有中介過渡性的模糊概念。基于多目標(biāo)決策系統(tǒng)的模糊優(yōu)選模型是以相對隸屬度、隸屬函數(shù)為基礎(chǔ)，試驗(yàn)按照主客觀相結(jié)合確定

4、目標(biāo)權(quán)重的方法，對洗浴廢水的混凝優(yōu)化方案進(jìn)行了評價(jià)。以模糊優(yōu)化方法評價(jià)時，最優(yōu)混凝方案為投加30mg/L的PFS，而30mg/LAl2(SO4)3+0.1mg/LPAM為最劣方案。 采用無煙煤—石英砂雙層濾料對沉淀后的廢水進(jìn)一步澄清，最佳操作濾速為10m/h，反沖洗方式為水反沖洗，沖洗時間為2×5min，沖洗強(qiáng)度為12L/(m2·s)，該沖洗強(qiáng)度下濾層膨脹度為50-80％。 活性炭對LAS和CODMn具有良好的吸附性能。

5、在酸性條件特別是pH小于5時，隨pH的降低，活性炭對二者的平衡吸附量迅速升高。溫度與LAS吸附量存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。在低濁條件下，濁度對吸附量的影響較小。本文采用擴(kuò)展的Freundlich吸附等溫式描述LAS-CODMn雙組分體系的吸附情況，指出二者在一定比例下活性炭對總有機(jī)物有最大去除率，并采用牛頓迭代法求得在C2=13.265C1的時候Q達(dá)到最大值，此時活性炭對洗浴廢水總有機(jī)物的平衡吸附量比LAS單組分時提高了53.3％。二者比例對活性

6、炭平衡吸附容量有明顯影響，但LAS和CODMn共存時，活性炭的吸附容量高于單一組分的情況，這對于充分發(fā)揮活性炭的吸附性能是有利的。濾速和進(jìn)水LAS、CODMn濃度對活性炭吸附性能有明顯影響，對于沈浴廢水，最優(yōu)活性炭吸附柱的濾速應(yīng)控制在10m/h。 采用酸堿鹽化學(xué)手段和熱處理對嫩江和海林地區(qū)所產(chǎn)天然沸石進(jìn)行改性。改性后沸石交換容量有不同程度升高，其中鹽溶液改性效果最為明顯，對沸石的破壞程度和重金屬離子溶出問題較輕。在一定范圍內(nèi)升高

7、溫度有利于氨氮的去除。濾速和交換柱高度對沸石的交換性能有明顯影響，較大的柱高和較低的濾速有利于增大靜態(tài)交換容量，適宜的濾速和床高分別為10m/h和100cm。由于沸石極性較強(qiáng)，因此對CODMn的吸附效果較差。 在沒有清洗的條件下，隨著過濾水量的增加，膜阻力變大，而且隨過濾水量的增大阻力上升變快，二者近似存在指數(shù)關(guān)系。溫度降低時，水的粘度增加，水分子擴(kuò)散能力降低，膜的滲透通量降低。pH5-10范圍內(nèi)對膜通量的影響較小，但pH低于4

8、時水通量有明顯下降的趨勢。超濾膜對細(xì)菌總數(shù)去除率在99.7％以上，殘余細(xì)菌數(shù)低于直飲水要求，對大腸桿菌可達(dá)到100％的去除率。濁度物質(zhì)的存在在一定程度上促進(jìn)了超濾對有機(jī)物的去除，但同時也對膜阻力的增加和膜通量的下降起到促進(jìn)作用。隨進(jìn)水TOC的升高，其去除率也有所提高，但出水TOC數(shù)值仍呈上升趨勢。 連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)表明，洗浴廢水經(jīng)混凝沉淀—過濾—活性炭吸附—沸石交換—超濾—紫外消毒后，各項(xiàng)常規(guī)檢測指標(biāo)均優(yōu)于目前實(shí)行的飲用水標(biāo)準(zhǔn)，各處

9、理單元有機(jī)結(jié)合在一起，形成一套完整高效的處理流程，充分發(fā)揮了各單元對特定污染物去除的優(yōu)勢。GC-MS結(jié)果表明，無論是有機(jī)物的種類還是含量，經(jīng)回用工藝處理后水樣在數(shù)值上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于原水，也小于同期的市政供水。洗浴回用水的安全性得到保證。成本分析可知，回用每噸洗浴廢水費(fèi)用為2.13元，遠(yuǎn)低于目前作為商業(yè)用水的自來水價(jià)格。 研究結(jié)果表明，洗浴廢水回用工藝經(jīng)濟(jì)高效，對廢水中的濁度、LAS、CODMn等污染指標(biāo)均有優(yōu)異的去除效果，該工藝具有