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LAG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(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;但是部分LAS生

2、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/Lo(3)廢水中的表面活性劑會造成水體起泡、產(chǎn)生毒性，且表面活性劑在水中起泡會降低水中的復(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)。

3、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)廢水和屬活污水的物化、屬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屬物的作用，而且還抑制其他有毒物質(zhì)的降解，同時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 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

4、。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 CODcr<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，活性炭對LAS的吸附容量可達(dá)到55.8 mg/g,活性炭吸附符合Freundlich公式。但活性炭再生能耗大，

5、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 研究的重點在于吸附性能、加工條件的改善和表面改性等方面。另有報道用硼 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)點是吸附速度快、穩(wěn)定性好、再生容易，主要缺 點是預(yù)處理較繁瑣，一次性投資大。55.9 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，

6、反應(yīng)器為流化床，內(nèi)裝粒狀活性炭載體，以 NaClO為氧化劑，不加催化劑時，NaClO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，實驗研究表明，當(dāng)溫度為473K,氧化分壓為1.3MPa,且停留時間在40-390min,持續(xù)的氧化反應(yīng)間120min時，表 面活性劑比較容易分解成相對短鏈的

7、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得自由基離子來氧化分解LAS的?？刹捎酶邏汗療魹楣庠矗J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，則可大大降低設(shè)備投資和運行成本。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。55.10 生物法表面

8、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曝氣處理時易產(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CODcr; LAS去除率分別可達(dá)到36咐口 55%,好氧階段CODcr去除 率可達(dá)86%，出水CODcr<110mg/L， LAS<10mg/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

9、，在進(jìn)水平均CODcr為1056mg/L, LAS為56.6mg/L時，出水CODcr; 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麻口 93.4%。Moreno采用 氧化塘處理法對表面活性劑廢水進(jìn)行處理，實驗結(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?；钚晕勰喾ㄌ幚肀砻婊钚詣U水具有效率高的特點，使用廣泛，尤其是在大型城市污水處理系統(tǒng)中使用較多。 Beltran 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，且其反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)分別是1.28

10、-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LAG 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。通過實驗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很長，需20h才能使LAS從190-440mg/L,降低至U 5.0mg/L。Cavalli等 利用高性能液體色譜技術(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，表面活性劑的降解率接近85%。Gar

11、ciaMT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。實驗得出，穩(wěn)定運行狀態(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

12、 積負(fù)荷CODcr為0.523kg/(m3.d)時，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，進(jìn)行了用厭氧-好氧法處理廢水的試驗研究。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，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 CODcrW 120mg7,達(dá)到國家二級排放標(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。實際應(yīng)用時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

13、理技術(shù)（CFB）勺實驗研究基礎(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、接觸時間及混凝 沉淀對處理效果的影響，處理后水中的 LAG CODc環(huán)口 pH三項指標(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，具有廣闊的應(yīng)用前景。劉振宇等利用微電解反應(yīng)器對LAS溶液、洗浴廢水和采油廢水進(jìn)行了實驗研究，表明：LAS廢水的最佳處理電壓20V,停留時間60- 90min, CODcr, LAS的去除率6

14、5%,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，因為高濃度的陰離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