洗消廢液處理工藝研究

杜鵑 王東

摘要：洗消廢液具有污染性大、可生化性差、流量不穩定、處理難度較大等特點。本文根據這些特點，有針對性地采用絮凝沉降、電化學氧化、膜過濾手段，將大分子污染物質分解為小分子有機物，再通過多級膜處理，層層過濾，使出水水質達到排放標準。

關鍵詞：洗消廢液；絮凝法；過濾

本文擬采用絮凝法去除懸浮物與有機物，然后使用電解的方式將高分子的分子鏈解開，降解為小分子有機物，再經過PP棉濾芯、活性炭濾芯和超濾濾芯降低色度和濁度，達到進入反滲透處理裝置的需求，采用兩級反滲透方式，分別將水中可溶微小污染物去除，降低水中BOD和COD。

一、洗消廢液水質情況

根據表1所示，洗消廢液BOD和COD數值高，B/C=0.3，可生化性差，陰離子表面活性劑含量高，懸浮物多，成分中有大量高分子難降解的有機物。因此，普通的生物法無法滿足處理需求。

二、實驗原理

總體方案采用“電化學+絮凝+吸附+膜處理”組合工藝，首先采用電化學手段，初步凈化，去除廢水中小分子有機物，降解部分大分子有機污染物為小分子；絮凝加藥的方式使洗消廢水中電化學難以降解的大分子有機物、懸浮物等沉降；吸附過濾系統可進一步攔截少量絮凝沉淀物、吸附廢水中有機污染物、懸浮物等，防止其堵塞后續膜處理單元；膜深度濃縮凈化系統高度濃縮凈化廢液，最終出水可回用或達標排放。

三、試驗過程

（一）混凝

在進入電解槽前，工作人員需要對廢液進行預處理，去除過多的懸浮物，常用的混凝劑有PAC和PAM兩類，其中PAC可以有效去除廢液的色度和濁度，3%濃度的PAC色度去除率最高。通過試驗，工作人員確定適合的混凝劑和投加濃度，試驗結果如表2所示。

（二）電化學處理

廢水電解處理法是指應用電解的機理，使原本廢水中有害物質通過電解過程在陽、陰兩極上分別發生氧化和還原反應轉化成為無害物質以實現廢水凈化的方法。電解槽內裝有極板，一般用普通鋼板制成。通電后，在外電場作用下，陽極失去電子發生氧化反應，陰極獲得電子發生還原反應。廢水流經電解槽，作為電解液，在陽極和陰極分別發生氧化和還原反應，有害物質被去除。電解槽內裝有極板，一般用普通鋼板制成。極板取適當間距，以保證電能消耗較少且便于安裝、運行和維修。電解槽按極板連接電源方式分為單極性和雙極性兩種。雙極性電極電解槽的特點是中間電極靠靜電感應產生雙極性。這種電解槽較單極性電極電解槽的電極連接簡單，運行安全，耗電量顯著減少。陽極與整流器陽極相連接，陰極與整流器陰極相連接。通電后，在外電場作用下，陽極失去電子發生氧化反應，陰極獲得電子發生還原反應。

洗消廢液經過預處理后，色度和濁度有很大改善，取上清液倒入電解槽處理。

電解槽由槽體、電極板6片（陽極板3片和陰極板3片），電極板固定架，出水管，電線固定螺栓，電線、低壓電源等組成。將電極板固定好后，將正極和負極電線分別接到陽極和陰極電極板的固定螺栓上，使電極板陽板和陰板交替放置，然后引入經過預處理的洗消廢液，打開恒流電源，電流恒流10A、8A、6A，分別電解30min。

其中，6A的BOD和COD去除效果較差，8A和10A的BOD和COD去除效果相同，但色度、濁度和電導率的效果10A比8A的效果要好。因此，選擇恒流10A電解30min處理混凝后上清液。出水結果如表3所示。

（三）吸附過濾

多功能硅鈦過濾器是一種較常用的水處理設備，作為水處理脫鹽系統前處理能夠吸附前級過濾中無法去除的余氯，可有效保證后級設備使用壽命，提高出水水質，防止污染，特別是防止后級反滲透膜，離子交換樹脂等的游離態余氯中毒污染。另外，可吸附從前級泄漏過來的小分子有機物等污染性物質，對水中異味、膠體及色素、重金屬離子等有較明顯的吸附去除作用，還具有降低COD的作用。進一步降低RO進水的SDI值，保證SDI<5，TOC<2.0ppm。

活性炭過濾器壓力容器是一種內裝填粗石英砂墊層及優質活性炭的壓力容器。在活性炭顆粒表面形成一層平衡的表面濃度，可把有雜質吸附到活性炭顆粒內，達到凈化廢水的目的。

（四）超濾預處理

超濾預處理裝置由增壓隔膜泵、PP棉過濾裝置、多功能硅鈦過濾裝置、超濾膜裝置組成，隔膜泵配3分快接彎頭，3分PE管道，裝置濾瓶配4分對絲4個，兩側配內絲接頭連接PE管。增壓泵后配置壓力表1塊和流量計1個，數據分別為P1和L2。

洗超濾是一種能將溶液進行凈化和分離的膜分離技術。超濾膜系統是以超濾膜絲為過濾介質，膜兩側的壓力差為驅動力的溶液分離裝置。超濾膜只允許溶液中的溶劑（如水分子）、無機鹽及小分子有機物透過，而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白質和微生物等大分子物質截留，從而達到凈化或分離的目的。

消廢液經過電解處理后，大分子的污染物分解為小分子污染物，此時通過超濾預處理，可以有效去除小分子污染物，去除效率更高，節約空間，減少污染物排放。

電解后的水色度和濁度偏高，直接進入反滲透膜會造成損害，因此，在反滲透膜前增加三級預處理保護（“PP棉濾芯+活性炭濾芯+超濾濾芯”）。經過處理后，超濾出水的色度和濁度可以滿足反滲透的進水需求。

（五）反滲透膜裝置

經過超濾處理后，色度濁度明顯改善，但COD、BOD仍超標，需經過進一步深度處理才能達到排放標準。

反滲透裝置由一級RO泵、一級RO膜、二級RO泵、二級RO膜、中間水箱3、RO水箱組成，其中RO水箱放置在裝置外，方便取水送檢。

一級RO泵前設置壓力表P2，一級RO泵后設置壓力表P3和流量計L3，監測進出水壓力差，和一級RO進水流量。一級RO泵前后設球閥調節流量，一級RO出水處設壓力表P4和流量計L4，監測出水流量和壓力，一級RO膜濃水出水設壓力表P6，監測濃水壓力，并設沖洗閥和廢水比，調節濃水流量。

二級RO泵后設置壓力表P5和流量計L5，監測二級進水壓力，和二級RO進水流量。二級RO泵后設球閥調節流量，二級RO出水處設流量計L6，監測出水流量，二級RO膜濃水出水設壓力表P7，監測濃水壓力，并設沖洗閥和廢水比，調節濃水流量，濃水回流到中間水箱2。

四、試驗數據分析

（一）運行數據

為了實時監測試驗運行數據，分別在增壓泵后、超濾裝置后、一級泵后、一級RO淡水端、二級RO泵后、一級RO濃水端、二級RO濃水后設置壓力表，用于監測各管路壓力；分別在增壓泵后、一級RO進水端、一級RO淡水端、二級RO進水端、二級RO淡水端設置流量計，用于監測各管路流量。各管路壓力A和流量如表4所示。

（二）水樣測試水質數據

對廢水處理的各個環節出水（包括混凝、電解、活性炭吸附、超濾、一級RO以及二級RO），均進行pH、電導率、BOD、COD、色度、濁度的測試。水樣測試水質數據如表5所示。

（三）測試結果分析

根據各工藝流程階段出水水質指標，計算得出廢水處理的各個階段對電導率、BOD、COD、色度、濁度的去除率以及反滲透的脫鹽率，如表6所示。

“PAC+電解”后的水樣，經過“PP棉+活性炭+超濾”處理后，BOD和COD沒有明顯改善，但可以顯著去除色度和濁度，降低部分電導率，將水中的懸浮物吸附和過濾去除，為RO進水做準備。反滲透膜設計了一級和二級兩重過濾。經過設備調試，在流量穩定情況下，一級反滲透回收率為45%，BOD和COD去除效果較好，色度、濁度、電導率去除效果顯著。二級RO流量穩定后，回收率為66%，BOD和COD去除效果較好，色度、濁度、電導率去除效果顯著。此時，一級反滲透BOD和COD的去除率可以達到80%以上，但一級反滲透的出水仍不能達到排放標準。一級反滲透出水進入二級反滲透進行深層過濾，這樣BOD和COD的去除率可以達到90%以上，出水BOD為100，COD在300左右，達到排放標準。

五、結論

PAC可以有效去除廢液的色度和濁度，其中3%濃度的PAC色度去除率最高。

PAC混凝后的上清液，使用電解工藝可以有效去除BOD和COD，電解槽在電流恒流10A的情況下，電解30min，BOD和COD去除率最高。

“PAC+電解”，再經過“PP棉+活性炭+超濾+一級RO+二級RO”處理后，一級RO回收率為45%，二級RO回收率為66%，BOD和COD去除效果較好，色度、濁度、電導率去除效果顯著。

經過“PAC+電解+PP棉+活性炭+超濾+一級RO+二級RO”處理后，出水的色度、濁度、pH、BOD和COD符合地方標準污水綜合排放標準三級標準。

參考文獻：

[1]朱艷虹，田小翠，呂梅樂.環境監測實驗室廢液處理現狀及防治對策[J].農業災害研究，2021（11）：170-171，173.

[2]張春玲.環境監測實驗室廢液處理現狀及防治對策[J].資源節約與環保，2017（07）：44-45.

[3]匡海艷，張凱，楊永安，等.原位處理在環境監測系統實驗室廢液處理中的應用[J].綠色科技，2017（20）：109-113.

作者簡介：杜鵑（1991），女，天津市人，碩士，工程師，研究方向為核環境工程研究。