洗消废液处理工艺研究

杜鹃 王东

摘要：洗消废液具有污染性大、可生化性差、流量不稳定、处理难度较大等特点。本文根据这些特点，有针对性地采用絮凝沉降、电化学氧化、膜过滤手段，将大分子污染物质分解为小分子有机物，再通过多级膜处理，层层过滤，使出水水质达到排放标准。

关键词：洗消废液；絮凝法；过滤

本文拟采用絮凝法去除悬浮物与有机物，然后使用电解的方式将高分子的分子链解开，降解为小分子有机物，再经过PP棉滤芯、活性炭滤芯和超滤滤芯降低色度和浊度，达到进入反渗透处理装置的需求，采用两级反渗透方式，分别将水中可溶微小污染物去除，降低水中BOD和COD。

一、洗消废液水质情况

根据表1所示，洗消废液BOD和COD数值高，B/C=0.3，可生化性差，阴离子表面活性剂含量高，悬浮物多，成分中有大量高分子难降解的有机物。因此，普通的生物法无法满足处理需求。

二、实验原理

总体方案采用“电化学+絮凝+吸附+膜处理”组合工艺，首先采用电化学手段，初步净化，去除废水中小分子有机物，降解部分大分子有机污染物为小分子；絮凝加药的方式使洗消废水中电化学难以降解的大分子有机物、悬浮物等沉降；吸附过滤系统可进一步拦截少量絮凝沉淀物、吸附废水中有机污染物、悬浮物等，防止其堵塞后续膜处理单元；膜深度浓缩净化系统高度浓缩净化废液，最终出水可回用或达标排放。

三、试验过程

（一）混凝

在进入电解槽前，工作人员需要对废液进行预处理，去除过多的悬浮物，常用的混凝剂有PAC和PAM两类，其中PAC可以有效去除废液的色度和浊度，3%浓度的PAC色度去除率最高。通过试验，工作人员确定适合的混凝剂和投加浓度，试验结果如表2所示。

（二）电化学处理

废水电解处理法是指应用电解的机理，使原本废水中有害物质通过电解过程在阳、阴两极上分别发生氧化和还原反应转化成为无害物质以实现废水净化的方法。电解槽内装有极板，一般用普通钢板制成。通电后，在外电场作用下，阳极失去电子发生氧化反应，阴极获得电子发生还原反应。废水流经电解槽，作为电解液，在阳极和阴极分别发生氧化和还原反应，有害物质被去除。电解槽内装有极板，一般用普通钢板制成。极板取适当间距，以保证电能消耗较少且便于安装、运行和维修。电解槽按极板连接电源方式分为单极性和双极性两种。双极性电极电解槽的特点是中间电极靠静电感应产生双极性。这种电解槽较单极性电极电解槽的电极连接简单，运行安全，耗电量显著减少。阳极与整流器阳极相连接，阴极与整流器阴极相连接。通电后，在外电场作用下，阳极失去电子发生氧化反应，阴极获得电子发生还原反应。

洗消废液经过预处理后，色度和浊度有很大改善，取上清液倒入电解槽处理。

电解槽由槽体、电极板6片（阳极板3片和阴极板3片），电极板固定架，出水管，电线固定螺栓，电线、低压电源等组成。将电极板固定好后，将正极和负极电线分别接到阳极和阴极电极板的固定螺栓上，使电极板阳板和阴板交替放置，然后引入经过预处理的洗消废液，打开恒流电源，电流恒流10A、8A、6A，分别电解30min。

其中，6A的BOD和COD去除效果较差，8A和10A的BOD和COD去除效果相同，但色度、浊度和电导率的效果10A比8A的效果要好。因此，选择恒流10A电解30min处理混凝后上清液。出水结果如表3所示。

（三）吸附过滤

多功能硅钛过滤器是一种较常用的水处理设备，作为水处理脱盐系统前处理能够吸附前级过滤中无法去除的余氯，可有效保证后级设备使用寿命，提高出水水质，防止污染，特别是防止后级反渗透膜，离子交换树脂等的游离态余氯中毒污染。另外，可吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用，还具有降低COD的作用。进一步降低RO进水的SDI值，保证SDI<5，TOC<2.0ppm。

活性炭过滤器压力容器是一种内装填粗石英砂垫层及优质活性炭的压力容器。在活性炭颗粒表面形成一层平衡的表面浓度，可把有杂质吸附到活性炭颗粒内，达到净化废水的目的。

（四）超滤预处理

超滤预处理装置由增压隔膜泵、PP棉过滤装置、多功能硅钛过滤装置、超滤膜装置组成，隔膜泵配3分快接弯头，3分PE管道，装置滤瓶配4分对丝4个，两侧配内丝接头连接PE管。增压泵后配置压力表1块和流量计1个，数据分别为P1和L2。

洗超滤是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂（如水分子）、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化或分离的目的。

消废液经过电解处理后，大分子的污染物分解为小分子污染物，此时通过超滤预处理，可以有效去除小分子污染物，去除效率更高，节约空间，减少污染物排放。

电解后的水色度和浊度偏高，直接进入反渗透膜会造成损害，因此，在反渗透膜前增加三级预处理保护（“PP棉滤芯+活性炭滤芯+超滤滤芯”）。经过处理后，超滤出水的色度和浊度可以满足反渗透的进水需求。

（五）反渗透膜装置

经过超滤处理后，色度浊度明显改善，但COD、BOD仍超标，需经过进一步深度处理才能达到排放标准。

反渗透装置由一级RO泵、一级RO膜、二级RO泵、二级RO膜、中间水箱3、RO水箱组成，其中RO水箱放置在装置外，方便取水送检。

一级RO泵前设置压力表P2，一级RO泵后设置压力表P3和流量计L3，监测进出水压力差，和一级RO进水流量。一级RO泵前后设球阀调节流量，一级RO出水处设压力表P4和流量计L4，监测出水流量和压力，一级RO膜浓水出水设压力表P6，监测浓水压力，并设冲洗阀和废水比，调节浓水流量。

二级RO泵后设置压力表P5和流量计L5，监测二级进水压力，和二级RO进水流量。二级RO泵后设球阀调节流量，二级RO出水处设流量计L6，监测出水流量，二级RO膜浓水出水设压力表P7，监测浓水压力，并设冲洗阀和废水比，调节浓水流量，浓水回流到中间水箱2。

四、试验数据分析

（一）运行数据

为了实时监测试验运行数据，分别在增压泵后、超滤装置后、一级泵后、一级RO淡水端、二级RO泵后、一级RO浓水端、二级RO浓水后设置压力表，用于监测各管路压力；分别在增压泵后、一级RO进水端、一级RO淡水端、二级RO进水端、二级RO淡水端设置流量计，用于监测各管路流量。各管路压力A和流量如表4所示。

（二）水样测试水质数据

对废水处理的各个环节出水（包括混凝、电解、活性炭吸附、超滤、一级RO以及二级RO），均进行pH、电导率、BOD、COD、色度、浊度的测试。水样测试水质数据如表5所示。

（三）测试结果分析

根据各工艺流程阶段出水水质指标，计算得出废水处理的各个阶段对电导率、BOD、COD、色度、浊度的去除率以及反渗透的脱盐率，如表6所示。

“PAC+电解”后的水样，经过“PP棉+活性炭+超滤”处理后，BOD和COD没有明显改善，但可以显著去除色度和浊度，降低部分电导率，将水中的悬浮物吸附和过滤去除，为RO进水做准备。反渗透膜设计了一级和二级两重过滤。经过设备调试，在流量稳定情况下，一级反渗透回收率为45%，BOD和COD去除效果较好，色度、浊度、电导率去除效果显著。二级RO流量稳定后，回收率为66%，BOD和COD去除效果较好，色度、浊度、电导率去除效果显著。此时，一级反渗透BOD和COD的去除率可以达到80%以上，但一级反渗透的出水仍不能达到排放标准。一级反渗透出水进入二级反渗透进行深层过滤，这样BOD和COD的去除率可以达到90%以上，出水BOD为100，COD在300左右，达到排放标准。

五、结论

PAC可以有效去除废液的色度和浊度，其中3%浓度的PAC色度去除率最高。

PAC混凝后的上清液，使用电解工艺可以有效去除BOD和COD，电解槽在电流恒流10A的情况下，电解30min，BOD和COD去除率最高。

“PAC+电解”，再经过“PP棉+活性炭+超滤+一级RO+二级RO”处理后，一级RO回收率为45%，二级RO回收率为66%，BOD和COD去除效果较好，色度、浊度、电导率去除效果显著。

经过“PAC+电解+PP棉+活性炭+超滤+一级RO+二级RO”处理后，出水的色度、浊度、pH、BOD和COD符合地方标准污水综合排放标准三级标准。

参考文献：

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作者简介：杜鹃（1991），女，天津市人，硕士，工程师，研究方向为核环境工程研究。