一种表面活性剂废水处理及回用技术

张朋朋 许佳佳 刘明浩

（浙江卓锦工程技术有限公司，浙江 杭州 310004）

一种表面活性剂废水处理及回用技术

张朋朋 许佳佳 刘明浩

（浙江卓锦工程技术有限公司，浙江 杭州 310004）

阴离子表面活性剂以直链烷基苯磺酸钠为主，生产生活的广泛应用对水环境及生态均造成不利影响，废水处理达标排放也造成水资源的浪费，通过对各种工艺比较，确定采用电絮凝-MBR-反渗透工艺，保证达标排放，满足回用水要求。

表面活性剂废水；电絮凝；MBR；深度处理回用

1 概述

本项目废水处理工程总设计规模为300.0 m3/d，其中高浓度废水50.0 m3/d ，低浓度废水（生活废水）250.0 m3/d ，24小时连续运行，每小时处理能力12.5m3。针对企业实际生产情况，结合同类工程的经验，本研究小组提出表面活性剂废水处理及回用技术。

1.1 设计水质及排放要求

本工程设计进出水指标：根据企业及当地环保部门要求，设计进水水质COD12500mg/L，设计出水COD100mg/L，其他指标满足污水综合排放标准一级标准。回用水参照《城市污水再生利用 城市杂用水水质》中各指标。

2 工艺选择

表面活性剂废水属高浓度的有机废水，表面活性剂LAS为首要污染物，对LAS的预处理至关重要，预处理之后同低浓度废水混合进行综合处理，具有回用要求的进行深度脱盐处理。

高浓度废水预处理主体工艺选电絮凝，综合废水处理主体工艺采用水解酸化+MBR，回用主体工艺选择反渗透+消毒工艺。

2.1 高浓废水预处理工艺

电化学法：电絮凝处理表面活性剂废水是一种对环境二次污染较小的废水处理技术。电化学学科和电力工业的发展使电絮凝用于废水处理的成本大大降低，竞争力不断增强。电絮凝法处理表面活性剂废水，设备体积小，占地面积少，操作简单灵活，污泥量少，后续处理简单。

电絮凝原理为：可溶性阳极在通入电流作用下，溶解产生大量阳离子，阳离子经过水解、聚合形成一系列多核羟基络合物和氢氧化物，这些产物吸附能力很强，起到对表面活性剂废水的凝聚、吸附等作用。电解过程中，阳极和阴极上产生的氧气和氢气，黏附性能很强，在其上浮过程中将悬浮物带到水面上。在电流作用下，还会发生电解氧化还原反应。影响电絮凝对水的处理效果主要包括电极材料，电流密度，反应时间，极板间距，原水pH 值等。

2.2 综合废水处理工艺

2.2.1 水解酸化。水解酸化处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。

用厌氧法及水解酸化工艺对表面活性剂废水进行处理可以避免产生大量的泡沫，但表面活性剂会对厌氧处理过程产生一定程度的抑制。

2.2.2 MBR膜生物反应器。MBR（膜生物反应器）是把膜技术与污水处理中的生化反应结合起来的一门新兴技术，也称作膜分离活性污泥法。膜生物反应器（MBR）用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤，实现泥水分离。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使池中的活性污泥浓度大大增加，达到很高的水平，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底，另一方面，由于膜的高过滤精度，保证了出水清澈透明，得到高质量的产水。不管被处理的污水类型如何，也不管采用何种商业化的MBR 工艺，对于所有的好氧MBR 工艺而言，都能获得非常高质量的出水水质。所有MBR 的共同特点是：有机物与营养物质的高速度和高效率去除、固体物质完全去除、优良的消毒特性以及占地面积小，耐冲击负荷强。

2.3 深度处理及回用工艺

2.3.1 砂滤/炭滤。在水质预处理系统中，活性炭过滤器能够吸附余氯，同时还吸附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、COD等有较明显的吸附去除作用。活性炭过滤器的工作是通过炭床来完成的。组成炭床的活性炭颗粒有非常多的微孔和巨大的比表面积，具有很强的物理吸附能力。水通过炭床，水中有机污染物被活性炭有效地吸附。此外活性炭表面非结晶部分上有一些含氧管能团，使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭有效地吸附。

石英砂滤器是一种压力式过滤器，利用过滤器内所填充的精制石英砂滤料，当进水自上而下流经滤层时，水中的悬浮物及粘胶质颗粒被去除，从而使水的浊度降低。

2.3.2 反渗透。反渗透膜可以有效去除废水中溶解性无机物，降低回用水电导率，基本上达到市政自来水水平（电导率小于300μs/cm）。

本工程回用水用作绿化，按照标准要求溶解性总固体小于1000mg/L，因此需要进行脱盐处理，目前反渗透系统是工业废水深度处理回用脱盐的主要手段之一。（离子交换法因为对待处理水有机物浓度、盐分等要求更高，因此不适用于工业废水深度处理脱盐。）

反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压，就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。

反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的截留率在98%以上，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质，也即能截留所有的离子，在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛，如垃圾渗滤液的处理。

2.3.3 臭氧-生物炭。臭氧-生物炭技术联用技术在废水深度处理或者RO膜浓缩液处理上具有独特的优势。原水首先经过臭氧氧化，将难降解的有机物开环断链，降解成小分子的易生物降解的污染物；后续在生物炭的吸附-生物降解作用下，有效保障处理要求。生物炭巨大的比表面积一方面可以吸附难降解有机物，另一方面作为微生物的载体，有利于培养、驯化高效生物菌落。

2.3.4 消毒。过滤出水进入接触消毒池，利用二氧化氯的消毒作用去除水中微生物，防止藻类生长。二氧化氯的消毒能力次于臭氧而高于氯，与臭氧相比，其优越之处在于它有剩余消毒效果，但无氯臭味。

3 工程设计

3.1 工艺流程

本项目废水处理工程具体工艺流程：50 m3/d高浓度废水经格栅调节池、PH调节、电絮凝反应与250m3/d生活废水混合后经水解酸化、MBR到中间水池， 部分达标排放；200m3/d达标排放水经精密-活性炭过滤、反渗透系统、消毒系统其中100m3/d回到回用水池，100m3/d浓水经臭氧-活性炭处理达标排放。

3.2 流程介绍

3.2.1 高浓度废水预处理。高浓度废水经收集后汇集至格栅井，格栅井去除大体积污染物、漂浮物。经格栅处理的废水收集在高浓度废水调节池，均化水质水量，调节池内设置搅拌系统，保证均化效果。调节池废水用泵提升到pH调节池，投加酸调节废水pH到合适值，后自流到一体化电絮凝装置，通过高频脉冲电解絮凝，降解污染物浓度，达到预处理效果。电絮凝污泥在沉淀池中自然沉淀，沉淀污泥经污泥泵输送至污泥浓缩池。电絮凝上清液出水自流到综合废水调节池。

3.2.2 综合废水处理。生活废水经格栅隔油处理后进入综合废水调节池，调节池内设置空气搅拌系统，保证生活污水和经预处理后高浓废水的均化效果。综合废水用泵提升到水解酸化，通过缺氧微生物的水解作用，分解大分子，提高废水生化性，水解池废水自流到MBR池。废水在MBR池内通过好氧微生物作用降解污染物，MBR采用浸没式膜组件，高效泥水分离，保证较高的污泥浓度和较低的污泥负荷，抗冲击能力强，污染物去除效果好，以确保最终处理水质。MBR出水自流到中间水池，根据需求直接排放或提升到后续回用系统。

3.2.3 回用处理。中间水池废水用泵经精密过滤器、活性炭过滤器之后增压至到反渗透系统，精密过滤器主要用来保护反渗透系统高压泵等。反渗透产水（淡水，综合考虑用水情况，回用水可用淡水、浓水或者部分中间水池外排水勾兑而成。）收集到回用水池，经消毒后根据需求回用到回用点。反渗透浓水由于有机物富集，为了有效保证达标排放，本方案设置浓水处理设施，采用臭氧-生物炭工艺，根据实际情况运行，确保浓水达标。

3.2.4 加药系统。本工程需要投加酸、电解质等水处理药剂由自动加药系统加入。

3.2.5 污泥脱水系统。物化污泥及剩余生化污泥在污泥池中收集，经重力作用自然沉降浓缩后，经螺杆泵输入板框压滤机脱水，脱水污泥委托外运处置。

3.3 各单元处理效果沿程去除率

高浓度废水预期处理效果，pH调节+电絮凝反应器去除60% COD，浓度降至5000，去除85%LAS，浓度降至430；综合废水通过水解+MBR+中间水池去除92% COD，浓度降至98，去除94%LAS，浓度降至5；回用处理通过精密过滤-活性炭过滤-反渗透-消毒工艺淡水COD小于20，LAS小于0.5，电导率小于300μs/cm；浓水通过臭氧-生物炭技术COD 达到100以下。

3.4 技术特点

（1）电絮凝法作为预处理，处理效果好，设备自动化程度高，运行费用低；（2）采用水解酸化工艺，能耗低，工艺成熟，剩余污泥量少；（3）采用MBR工艺，占地节省，能耗低，效果好，出水水质好；（4）回用采用砂滤-炭滤，去除悬浮物、胶体、生物碎片，吸附少量有机污染物，采用反渗透去除废水中盐份，能耗低；（5）浓水采用臭氧-生物活性炭，集高级氧化、生物处理、吸附等工艺于一身，去除有机物效果好。

[1]崔励，王雅娜.表面活性剂处理研究现状与展望[J].工业水处理，2008.

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.06.143