表面活性劑廢水的危害及處理技術(shù)

1、表面活性劑廢水的危害及處理技術(shù)目前我國生產(chǎn)的表面活性劑多屬于陰離子表面活性劑， 以直鏈烷基苯磺酸鈉 (LAS為主。表面活性劑廢水的來源很多，LAS除用于洗滌用品外，也廣泛用于制 革、紡織等工業(yè)的洗滌和脫脂。因此，家庭廚房廢水、酒店賓館廢水、洗衣房廢 水中均含有LAS洗滌、化工、紡織等行業(yè)也產(chǎn)生大量含 LAS的廢水；LAS生產(chǎn) 廠也排放大量表面活性劑廢水。1、表面活性劑廢水的特點(diǎn)(1) 表面活性劑廢水成分復(fù)雜，廢水中除了含有表面活性劑和其乳化攜帶的膠體污染物外，還含有助劑、漂白劑和油類物質(zhì)等；廢水中的 LAS以分散和膠粒 表面吸附兩種形式存在。(2) 表面活性劑廢水一般呈弱堿性，pH約8-11；

2、但是部分LAS生產(chǎn)廢水的pH 為4-6,呈酸性；餐飲廢水、洗浴廢水和洗衣廢水的LAS質(zhì)量濃度一般為1-10mg/L, 而 LAS 生產(chǎn)廢水的質(zhì)量濃度一般為 200mg/L 左右； CODcr 差異也很大，從 100-10000mg/L 甚至達(dá) 10 的 5 次方 mg/L。(3) 廢水中的表面活性劑會(huì)造成水體起泡、產(chǎn)生毒性，且表面活性劑在水中 起泡會(huì)降低水中的復(fù)氧速率和充氧程度， 使水質(zhì)變壞， 影響水生生物的生存， 使 水體自凈受阻。此外它還能乳化水體中其他的污染物質(zhì)，增大污染物質(zhì)的濃度， 造成間接污染。2 、表面活性劑廢水對環(huán)境的危害LAS屬于生物難降解物質(zhì)，它的廣泛使用，不可避免地對水環(huán)境

3、造成了污染， 在我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中把它列為第二類污染物質(zhì)。 表面活性劑被使用后最終大部分形 成乳化膠體狀物質(zhì)隨著廢水排入自然界，其首要污染物L(fēng)AS進(jìn)入水體后，與其他污染物結(jié)合在一起形成具有一定分散性的膠體顆粒， 對工業(yè)廢水和生活污水的物 化、生化特性都有很大影響。陰離子表面活性劑具有抑制和殺死微生物的作用， 而且還抑制其他有毒物質(zhì)的降解， 同時(shí)表面活性劑在水中起泡而降低水中復(fù)氧速 率和充氧程度，使水質(zhì)變壞，若不經(jīng)處理直接排入水體，將造成湖泊、河流等水 體的富營養(yǎng)化問題；LAS還能乳化水體中其他的污染物質(zhì)，增大污染物質(zhì)的濃度， 提高其他污染物質(zhì)的毒性，而造成間接污染。3、表面活性劑廢水處理方法3.1

4、 混凝處理法常用于表面活性劑廢水處理的混凝劑有鐵鹽、 鋁鹽及有機(jī)聚合物類。 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LAS,還可與溶解在水相中的 LAS 形成 難溶性 的沉 淀。 祁夢 蘭提 出用 聚合硫酸 鐵作 混凝 劑 ， 處理 C0Dcr<1000mg/L的低濃度表面活性劑廢水，處理后的出水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)； 對CODcr>1000mg/L的高濃度表面活性劑廢水，用聚合硫酸鐵混凝處理后，再經(jīng) 中和和泡沫分離處理，處理后出水可達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。3.2 吸附法 常用的吸附劑主要包括活性炭、吸附樹脂、硅藻土、高嶺土等。常溫下對表 面活性劑廢水用活性炭法處理效果較好，活

5、性炭對LAS 的吸附容量可達(dá)到55.8mg/g,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。 另有報(bào)道用硼砂生產(chǎn)過程 中排放的硼砂廢渣 （俗稱硼泥 ）來處理表面活性劑廢水；也有用吸附樹脂處理表面 活性劑廢水，其優(yōu)點(diǎn)是吸附速度快、穩(wěn)定性好、再生容易，主要缺點(diǎn)是預(yù)處理較 繁瑣，一次性投資大。3.3 催化氧化法催化氧化法是對傳統(tǒng)化學(xué)氧化法的改進(jìn)與強(qiáng)化。常用的 Fenton 處理

6、法就是 催化氧化法的一種，屬均相氧化法。王效承等用多相催化氧化法處理CODcr 為840mg/L, LAS為360mg/L的廢水，反應(yīng)器為流化床，內(nèi)裝粒狀活性炭載體，以 NaCIO為氧化劑，不加催化劑時(shí)，NaCI0對LAS幾乎沒有去除效果；加入 Ni2O3 等催化劑后，載體表面吸附了水中LAS催化劑和氧化劑，反應(yīng)加快。反應(yīng)后CODcr 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，而 pH的 變化對去除率基本沒有影響。Mantzavinos以表面活性劑質(zhì)量濃度為1000mg/L左右的廢水為對象，研究了 濕式催化氧化對有氧生物降解性的影響，實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)溫度為47

7、3K,氧化分壓為1.3MPa，且停留時(shí)間在40-390min，持續(xù)的氧化反應(yīng)間120min時(shí)，表面 活性劑比較容易分解成相對短鏈的分子， 從而使表面活性劑的活性降低子。 其研 究結(jié)果還顯示濕式氧化法與生物法聯(lián)合使用比單獨(dú)使用化學(xué)氧化法或生物法效 率低。光催化氧化是在光與催化劑的作用下，利用反應(yīng)過程中產(chǎn)生的HO?等自由基 離子來氧化分解LAS的?？刹捎酶邏汗療魹楣庠?，銳鈦型 TiO2為催化劑，懸浮 在廢水中，反應(yīng)50min, LAS的去除率90%,分解速度隨溶液中pH的上升而增 大。TiO2催化劑價(jià)格較高，如對TiO2催化劑進(jìn)行摻雜以減少其能帶寬度或研究 使用帶隙能較小的半導(dǎo)體催化劑，則可大大降

8、低設(shè)備投資和運(yùn)行成本。 多相催化氧化法和光催化氧化法都可以徹底地將LAS分解為CO2和H2O，消除了二次污染。3.4 生物法表面活性劑廢水利用生物法處理， 效果比較理想。 例如用生物接觸氧化法處 理合成洗滌劑廢水，經(jīng)掛膜馴化培養(yǎng)后，對LAS的去除率可保持93%,最高為98.7%, CODcr平均去除率為82%。LAS在曝氣處理時(shí)易產(chǎn)生大量的泡沫，影響氧傳遞效率， 因此在好氧處理前， 需運(yùn)用其他方法進(jìn)行預(yù)處理。 有用厭氧反應(yīng)進(jìn)行 預(yù)處理，此時(shí)厭氧反應(yīng)停留在第 1 階段，即水解反應(yīng)階段， 然后再進(jìn)行好氧處理。 厭氧階段CODc, LAS去除率分別可達(dá)到36%和55%,好氧階段CODcr去除率可 達(dá)

9、 86%，出水 CODcr110mg/L， LAS10mg/L?；炷馑峄锝佑|氧化工藝在處理表面活性劑廢水中的應(yīng)用， 在進(jìn)水平 均CODcr為1056mg/L, LAS為56.6mg/L時(shí)，出水CODc, LAS的平均值分別為 95.4mg/L和3.74mg/L,;平均去除率分別為 91.0%和93.4%。 More no采用氧 化塘處理法對表面活性劑廢水進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BOD5去除率接近90%, LAS去除率97%其中氧化塘處理效率最大，占總處理率的 83%以上。活性污泥法處理表面活性劑廢水具有效率高的特點(diǎn)， 使用廣泛，尤其是在大 型城市污水處理系統(tǒng)中使用較多。 BeItran

10、 等利用活性污泥法對表面活性劑廢水 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1.28-1和1.15h-1。Verge研究了用活性污泥法處理表面活性劑廢 水，探討了廢水中LAS, AS, AES等的毒性對廢水處理的影響，得出 LAS比AS 和AES有更大的負(fù)面影響。因此必須在生物處理前對該廢水進(jìn)行處理。通過實(shí)驗(yàn)證明了間歇式活性污泥法處理表面活性劑廢水是可行的， 有吸附和 生化降解兩個(gè)階段。吸附階段在 5h 以內(nèi)就可以完成，而污染物的生化降解階段 則耗時(shí)很長，需20h才能使LAS從190-440mg/L,降低到5.0mg/L。Cavalli等利 用高

11、性能液體色譜技術(shù)，對以活性污泥法為主要方法的廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行了研 究，得出在系統(tǒng)達(dá)到了穩(wěn)定的物質(zhì)平衡時(shí)， 表面活性劑的降解率接近 85%。 Garcia MT 研究了污水處理廠的活性污泥對表面活性劑的吸附作用，研究發(fā)現(xiàn)活性污泥 對表面活性劑吸附作用隨著LAS中烷基鏈長度的增加而加強(qiáng)；還得出水的硬度明 顯增強(qiáng)了污泥中LAS的吸附作用，而且可以促進(jìn)在高表面活性劑濃度和鈣濃度的 條件下的協(xié)同吸附作用的結(jié)論。Prats研究了在活性污泥法廢水處理廠中 LAS和非離子表面活性劑的處理。 實(shí)驗(yàn)得出，穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下LAS的去除率90%。用厭氧法對表面活性劑廢水進(jìn)行處理也是一種有效方法， 呂錫武等對厭氧附 著膜

12、膨脹床處理表面活性劑廢水的研究結(jié)果表明；對CODcr為700mg/L左右的模擬廢水，采用中溫條件（35C ）下的厭氧附著膜膨脹床處理，當(dāng) HRT32h容積 負(fù)荷CODcr為0.523kg/（m3.d）時(shí)，廢水CODcr去除率80%。張建民等針對高乳化 的表面活性劑廢水的特點(diǎn)，進(jìn)行了用厭氧 -好氧法處理廢水的試驗(yàn)研究。結(jié)果表 明在常溫常壓下，當(dāng)進(jìn)水CODcr為500-1000mg/L，HRT為48h時(shí)，厭氧段CODcr 去除率達(dá)50%左右，而系統(tǒng)CODcr總?cè)コ士蛇_(dá)80%-90%出水CODcK 120mg/L， 達(dá)到國家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。生物法可直接處理偏堿性的表面活性劑廢水， 設(shè)備簡單， 處理能

13、力大， 出水 的 pH 符合排放要求，因而在我國得到了廣泛應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用時(shí)一般需要輔助以 其他處理技術(shù)以得到更好的處理效果。 如陳衛(wèi)國等在表面活性劑廢水絮凝床預(yù)處 理技術(shù)（CFB的實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上；配以簡單的 SBR生化法處理，為表面活性劑廢 水治理開辟了一條新的途徑。3.5 其他處理法除了上述方法外， 在處理該類廢水中使用較多的是微電解法。 楊維等采用微 電解-混凝沉淀法處理表面活性劑廢水，考察了鐵炭比、pH、接觸時(shí)間及混凝沉淀對處理效果的影響，處理后水中的LAS, CODcr和pH三項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。該方法具有處理效果好、流程短、投資少、處理成本低等特點(diǎn)，具有廣 闊的應(yīng)用前景。劉振宇

14、等利用微電解反應(yīng)器對 LAS溶液、洗浴廢水和采油廢水進(jìn) 行了實(shí)驗(yàn)研究，表明:LAS廢水的最佳處理電壓20V,停留時(shí)間60-90min，CODc， LAS的去除率65%,處理電耗受原水電導(dǎo)率影響很大。 微電解法適用于難降解的 工業(yè)廢水的預(yù)處理， 但是此法電耗大， 且水解加劇時(shí)導(dǎo)致大量氣泡的生成， 影響 電解去除率。4 表面活性劑廢水處理技術(shù)的討論與建議表面活性劑廢水屬高濃度的有機(jī)廢水， 表面活性劑LAS為首要污染物，消除 或降低其活性，是處理此類廢水中首先需要考慮的，同時(shí)考慮降低廢水的COD，BOD;處理方法的有效性和經(jīng)濟(jì)性也應(yīng)以表面活性劑的去除率或轉(zhuǎn)化率、殘留量 為比較基準(zhǔn)。廢水中LAS的去除可以有兩種途徑：一是將LAS從廢水中轉(zhuǎn)移或富 集出來；二是將LAS徹底氧化分解，轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，消除 LAS的毒害作用。目前，雖然上述方法對LAS都有較顯著的去除效果，但對各種方法的處理機(jī) 理研究尚嫌不足， 今后應(yīng)對表面活性劑攜帶物膠體體系的化學(xué)特性及其在處理過 程中的變化加以深入研究，為各種處理方法的可比性提供依據(jù)。由于有一部分 LAS廢水中LAS含量很高，COD也很高，又由于工業(yè)廢水本身沒有營養(yǎng)，很難直 接進(jìn)行生物降解， 因?yàn)楦邼舛鹊年庪x子表面活性劑不宜進(jìn)行生物降解， 所以利用混凝處理或者其他的物理化學(xué)方法對其先進(jìn)行預(yù)處