校园洗浴废水的综合利用的研究
2015-10-20王帅宛立*黄紫龙王佳琪李一哲
王帅 宛立* 黄紫龙 王佳琪 李一哲
【摘 要】本文讨论了校园洗浴废水的余热的利用及校园洗浴废水的处理,针对校园洗浴废水的特点,讨论了洗浴废水处理的一些使用的方法,和一些可行的处理措施,并讨论了各种方法的优缺点和可利用性及可持续性,最终得出“气浮+光解”结合,最后用植物深度净化的组合工艺,在提高洗浴废水处理效果上具有重要应用价值和进一步发展潜能。
【关键词】校园洗浴废水 综合利用 气浮 光解
我国长期平均年降雨量为26.7万m3/km2,是世界平均值的81%;人均水资源为2260m3从,是世界人均拥有量的1/4。尤其是中国的北方,可用的水资源每年人均只有1200m3/人。同时水资源在时间和地区分布上很不平衡,南方多,北方少,占38%耕地的南方占全国83%的水资源,而黄、淮、海、辽河流域占有42%的耕地,却只有9%的水资源,并且在北方干旱半干旱地区全年的降水量主要集中在7、8、9三个月,使得可利用的水尤其显得不足。由于地表水不足,只能过量开采地下水,结果是,我国平地的地下水位几乎都在逐渐下降。我国北方部分沿海城市缺水尤为严重,天津、长春、大连、青岛、烟台等大中城市已经受到水资源短缺的严重威胁。因此,我国经济的迅猛发展带动城市化进程不断加进,水资源的回收再利用势在必行,水资源的短缺问题刻不容缓。
1 洗浴废水的危害
虽然洗浴所产生的废水中没有较多的污染物和有机物,但是洗浴之后废水中还会有大量的余热残留在所产生的洗浴废水中,如将其直接排放,热量就会通过洗浴废水的蒸发作用,将热量传导到周围中,从而造成一定的气候影响;而且洗浴废水中还残留大量的人类皮肤的分泌物、毛发、污垢和大量的细菌等物质,如果不经过处理直接排放,大量的病菌会对自然环境的人和动物造成感染。还有洗浴废水中含有大量的洗涤剂和香料,它们的主要成分是阴离子表面活性剂,而阴离子表面活性剂在自然状态下是很难很快的降解的,而它的存在就会造成水体和土壤的污染:在水体中少量的表面活性剂就会使水体产生大量的泡沫且不容易消失,从而使水体的含氧量下降,而造成周围环境中动植物的死亡,并且表面活性剂的成分大部分是氮和磷,极易造成水体的富营养化;在土壤中,表面活性剂会改变土壤的物理和化学性质,使其对重金属等其他的有毒有害物质的吸收量上升,从而使土壤板结,造成环境污染。
2 校园洗浴废水回收处理方法及处理系统
2.1 校园洗浴废水回收利用处理方法
我国对洗浴废水的综合再利用的研究起步较晚,但校园洗浴又因其水量大、污染轻,水质稳定等特定,被今天的社会广泛重视,且洗浴废水的有效利用,是具有环保与节能、且在运行经济性等方面具有明显优势,具有广泛的发展空间和市场前景。校园洗浴废水的回收与利用的主要问题和关键在于,如何有效的利用洗浴废水中余热和用比较简洁易行的方法处理废水中的阴离子表面活性剂。
首先,是对洗浴废水余热的利用,在国内有很多关于洗浴废水热量利用的方案和讨论,主要是通过热交换将洗浴废水中的余热交换出来,以供热水的加热或冬季的供暖。其次,是对洗浴废水中的阴离子表面活性剂的处理,关于方法主要有以下几种:(1)生物降解法是最普遍且常用的方法,此方法是通过污水中的细菌对表面活性剂的有机碳链进行分解,达到处理的作用。在1996年,Denger等人,首次从城市污水处理厂的污水中分离出来,并从实验中表明生物降解的可行性。(2)光降解法:此方法是通过自然光源中不同波长的光线(其中弱紫外线的处理效果最好)将表面活性剂降解成无机物或毒性较小的物质,对表面活性剂的处理是成本最低且不会产生二次污染。(3)电催化降解法:此方法是在通电的状态下,产生一定数量的羟基自由基和新生态的混凝剂,从而达到对阴离子表面活性剂的降解处理。电催化降解法能较迅速的去除表面活性剂。(4)气浮法:是通过大量的密集的微细气泡,将废水中的杂质与液体分开,已完成固液分离。(5)活性炭吸附法:是通过活性炭的纤维空洞,将洗浴废水中的阴离子表面活性剂吸附到自身的孔洞上,从而达到处理的作用。
2.2 洗浴废水的利用处理系统的简介
该系统主要是由两个部分组成:余热回收部分,由一组换热片组成,并将热量回收利用再分配;而后就是阴离子表面活性剂的处理部分,表面活性剂的降解有其复杂性和多样性,单一处理方法往往达不到处理含有多种表面活性剂和有机污染物的预期目的。近几年来,把几种方法相结合的工艺,取得了较好发展。综合经济和处理效果等多方面因素,我最终选取光降解与气浮法组合最后再将降解之后的废水用植物吸收的结合“2+1”工艺。
2.3 洗浴废水的利用处理系统的效益分析
洗浴热水的出水温度一般为40℃左右,而洗浴污水池的洗浴废水的温度还能达到29--32℃,若将其有效的回收利用,将可达到可持续利用和节约能源的效果,而处理中所用的绿色植物及能绿化环境又能产生一定的经济价值,而处理之后的废水又可以灌溉花草树木,又达到水资源的可持续发展与再利用的效果。
3 洗浴废水的再利用的应用前景
随着水资源的短缺与污染,人们对环境保护、资源节约、水资源循环再利用意识的增强,水资源的回收与再利用将逐渐成为一种趋势和必然,洗浴废水作为优质杂排水的再利用的范围也将会越来越广泛。因此,将洗浴废水通过设备进行光照处理、重新利用,不仅具有良好的社会、经济效益。更重要的是洗浴废水的回收利用可以减轻环境污染、减少资源浪费,促进社会的可持续发展。
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作者简介:王帅(1992—),男,辽宁沈阳人,大连海洋大学本科在读,研究方向:给水排水工程。
*通讯作者:宛立(1970—),女,辽宁海城人,博士,副教授,研究方向:水处理技术。E-mail:wanli@dlou.edu.cn。