表面活性劑廢水的處理既要去除廢水中的大量表面活性劑, 同時也要考慮降低廢水的COD 和 BOD 等。不同類型的表面活性劑廢水要采用不同的處理方法,目前國內外對于表面活性劑廢水主要有以下幾種處理技術:

表面活性劑廢水處理 一、吸附法

吸附法是利用吸附劑的多孔性和大的比表面積,將廢水中的污染物吸附在表面從而達到分離目的。常用的吸附劑有活性炭、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 的吸附容量可達到55. 8 mg •g - 1 ,活性炭吸附符合Freundlich 公式 。但活性炭再生能耗大,且再生后吸附能力亦有不同程度的降低,因而限制了其應用。天然的粘土礦物類吸附劑貨源充足、價廉,應用較多,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 。吸附法優點是速度快、穩定性好、設備占地小,主要缺點是投資較高、吸附劑再生困難、預處理要求較高。

表面活性劑廢水處理 二、泡沫分離法

泡沫法是發展比較早、并己經有了初步應用的一種物理方法,是在含有表面活性劑的廢水中通入空氣而產生大量氣泡,使廢水中的表面活性劑吸附于氣泡表面而形成泡沫,泡沫上浮升至水面富集形成泡沫層,除去泡沫層即可使廢水得到凈化。研究表明,用微孔管布氣,氣水比6 ∶1～9 ∶1 ,停留時間 30～40 min ,泡沫層厚度0. 3～0. 4 m ,此時泡沫分離對廢水中LAS 的去除率可達90 %以上。宋沁 表明當進水LAS 低于70 mg •L - 1 時,經處理后的出水LAS < 5 mg •L - 1 ,LAS 平均去除率> 90 %。韋幫森采用泡沫分離技術在10 d 連續運行中,進水COD 平均濃度783. 14 mg •L - 1 ,出水COD 平均濃度為49. 02 mg •L - 1 , COD 平均去除率為 9315 %,出水做鼓泡試驗無泡沫產生,說明表面活性劑濃度小于10 mg •L - 1 ,處理效果好。泡沫分離法尤其是適用于較低濃度情況下的分離。但泡沫分離法對表面活性劑廢水的COD 去除率不高,需要與其他方法聯合使用。
 
表面活性劑廢水處理 三、膜分離法

膜分離法指利用膜的高滲透選擇性來分離溶液中的溶劑和溶質。常應用膜分離技術有反滲透、超濾、微濾、電滲析和納濾,其中超濾膜和納濾膜對表面活性劑廢水有很好的處理效果。膜分離法效率高、能耗小,但膜易污染,清洗困難,操作費用高。王錦利用聚丙烯、聚丙烯腈和聚砜3 種不同材質超濾膜處理洗滌污水,發現聚丙烯腈膜較優,能有效去除了水中濁度、懸浮物、油脂等污染物,一定程度保留了游離陰離子表面活性劑,長期循環洗滌對衣物的白度無不良影響。薛罡令洗浴廢水經微絮凝纖維過濾- 超濾組合工藝處理后,使原水中超標的COD、濁度、LAS 得到有效降低,而且工藝流程簡單、占地面積小、運行操作簡易,實現了洗浴廢水的簡易物化處理法。膜分離的關鍵是尋找高效高滲透膜和提高處理量,并解決好膜污染問題。近年來膜生物反應器污水處理技術發展較快,它是將膜分離技術中的膜組件與污水生物處理工程中的生物反應器相互結合的新型技術,目前對LAS 廢水的處理正處在小試階段。這種技術綜合了膜分離和生物處理技術的優點,在廢水回用方面是極具有發展前景的處理技術。

表面活性劑廢水處理 四、混凝法

混凝反應不僅能去除廢水中膠體顆粒和吸附在膠體表面上的表面活性劑,還能與溶解在水相中的表面活性劑形成難溶性的沉淀。常用于表面活性劑廢水處理的混凝劑有鐵鹽、鋁鹽及其聚合物和各種有機混凝劑。丁娟研究了三氯化鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁對表面活性劑廢水的混凝效果,指出聚合氯化鋁為處理表面活性劑廢水循環利用的最佳混凝劑。混凝法雖然處理成本低、工藝成熟,但其占地面積大、藥劑用量大,并產生大量廢渣與污泥,要常與其它的處理方法聯合使用才能達到完全去除的目的,一般作為處理高濃度表面活性劑廢水的預處理。宋爽利用混凝法預處理了洗滌劑生產廢水中大量的SS、油脂類物質及表面活性劑,具有較好的效果,對保證后續處理達標有重要作用。

表面活性劑廢水處理 五、催化氧化法

催化氧化法是對傳統化學氧化法的改進與強化。常用的Fenton 處理法就是催化氧化法的一種, 屬均相氧化法,處理時,如果鐵鹽濃度較高,則LAS 的去除主要靠絮凝作用;濃度低時,則主要靠氧化作用而去除。近年出現了多相催化氧化法和光催化氧化法。王效成等用多相催化氧化法處理COD 為 840 mg •L - 1 、LAS 為360 mg •L - 1的廢水,處理后 COD 去除率為84. 8 %,LAS 去除率為88. 3 % ,去除率隨反應溫度升高而降低,p H 的變化對去除率沒有影響。光催化氧化法是在光與催化劑的作用下, 利用反應過程中產生的HO •等自由基離子來氧化分解表面活性劑的。單建國以TiO2 / GAC 作光催化劑,用太陽光作光源對洗滌劑模擬廢水進行光催化降解。結果表明,1 g TiO2 / GAC 可將120 mg 左右、起始質量濃度為150 mg •L - 1 的LAS 降至 20 mg •L - 1 。光催化降解速率與表面活性劑的分子結構、離子電荷、吸附性能有很大關系。研究發現,表面活性劑分子中芳環部分比烷基鏈或烷氧基更易受到•OH、•OOH 的攻擊而實現斷鏈降解, 芳香族衍生物比脂肪族衍生物易于光催化降解,在相同條件下光催化降解速率一般為陰離子型> 非離子型> 陽離子型。Hidaka等利用人工光源研究了LAS 和BDDAC 在TiO2 表面上的催化降解, 發現陰離子表面活性劑比陽離子表面活性劑降解快,芳環部分比烷基部分降解快。具體參見http://www.dongaorq.cn更多相關技術文檔。

表面活性劑廢水處理 六、生物法

生物法降解表面活性劑是目前研究得最多的一種方法,而且已經被一些污水處理廠采用。該法可以粗略地分為活性污泥法、厭氧消化法和利用土壤的自凈作用的方法,他們均是利用微生物可以將表面活性劑作為唯一碳源加以利用的特性來完成對表面活性劑的降解。研究發現假單胞菌的許多菌屬, 包括溝槽假單胞菌屬、孔雀尾假單胞菌屬、德阿昆哈假單胞菌屬、膜狀假單胞菌屬、小田假單胞菌屬、克羅斯韋假單胞菌屬等和克雷伯氏菌屬、無色細菌屬、黃桿菌屬、微球菌屬等都可以降解表面活性劑,但對于高濃度的表面活性劑廢水,這些細菌的降解活性會受到一定程度的限制。

好氧生物處理法用的最普遍的是活性污泥法。于曉彩以SBR 法處理含陰離子表面活性劑廢水, 當廢水中LAS 含量為100 mg •L - 1 時,曝氣時間為 4. 5 h ,沉降時間為4 h ,閑置時間為5 h ,其對廢水中 LAS 去除率可以達到96 %。Beltran利用活性污泥法對表面活性劑廢水進行了處理,得出表面活性劑和生活廢水中LAS 的降解反應是一級,且其反應動力學常數分別是1. 28 h- 1 和1. 15 h- 1 。李潔報道了采用三相流化床生物接觸氧化活性污泥法處理洗滌劑廢水, 使COD 去除率達67 %, LAS 去除率達 8719 %,出水水質達污水綜合排放標準一級標準。
厭氧消化法處理廢水可以避免產生大量的泡沫, 但表面活性劑會對厭氧處理過程產生一定程度的抑制。生物氧化法可直接處理偏堿性的表面活性劑廢水,處理時輔助其他處理技術可以得到更好效果。 Moreno采用氧化塘法處理對表面活性劑廢水, BOD 去除率接近90 %,LAS 去除率高于97 %。張建民研究了厭氧- 好氧方法處理表面活性劑廢水, 結果表明:在常溫常壓下,當進水COD = 500～1 000 mg •L - 1 , HRT = 48 h 時,厭氧段COD 去除率達 50 %左右,而系統總去除率可達80 %～90 %。

土地處理法就是利用土壤中細菌、真菌和放線菌等微生物的降解、轉化和生物固化作用,土壤的有機、無機膠體及其復合體的吸收、絡合和沉淀作用來吸收分解廢水中的污染物。肖邦定研究了人工濕地處理系統對NIS 和COD 的去除率,表明壟溝滲濾型處理系統和漫灌滲濾型處理系統對NIS 去除率分別為 99. 2 %和98. 9 %, COD 去除率分別為7110 %和 6918 %。張金炳提出了采用人工砂和天然砂作為滲濾介質建立復合系統的試驗方案,并以洗浴污水為研究對象進行了5 個月的室內試驗研究。結果表明, 復合系統具有較高的水力負荷和較好的去污效果,其對COD、BOD、SS 和陰離子洗滌劑的平均去除率分別為86. 25 %、86. 75 %、98. 95 %和90186 %;處理出水中 COD、BOD、SS 和陰離子洗滌劑的平均濃度分別為 17. 30、5. 84、0. 3 和0. 18 mg •L - 1 。