电絮凝 第3期
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摘要：采用电絮凝－超滤集成技术处理洗浴废水，实验研究了电极材料、电流密度、电解时间和电导率等因素对电解洗浴废水COD、浊度去除率的影响，并确定了超滤膜的清洗周期和清洗方法。结果表明，电解工艺中Al电极较Fe电极具有更好的处理效果，电絮凝－超滤集成技术对洗浴废水的COD和浊度的去除率分别为85%和95%以上，超滤透过液达到了生活杂用水标准。超滤膜清洗周期为12天，采用化学清洗和水力冲洗相结合的清洗方法可使超滤膜的通量恢复。
关键词：洗浴废水 电絮凝 超滤
中图分类号：TQ028.8文献标识码：A文章编号：
国内洗浴废水的处理方法主要是生物法，而且由于设备占地面积大、操作复杂不适合浴池使用。电絮凝法是近几年发展起来的新型水处理技术，与常规化学、生物处理技术相比，电解方法无须投加絮凝剂、氧化剂等药剂，对水质无二次污染。本文采用电絮凝与超滤结合工艺去除洗浴废水中的污染物，达到洗浴废水再生作为生活杂用水的目的。研究不同条件下，电絮凝-超滤工艺对洗浴废水的处理效果 [1-3]。
1 实验部分
1.1 洗浴废水水质
实验用洗浴废水取自内蒙古工业大学学生浴池，洗浴废水中所含的污染物主要有人体皮肤分泌物、毛发、污垢、合成洗涤剂和香料，以及细菌、真菌、大肠杆菌和病毒。长期检测洗浴废水的COD为150~540mg/L，浊度为50~110NTU。
1.2 实验步骤
图1 实验流程图
洗浴废水处理实验流程如图1所示。洗浴废水先加入到容积1L的电解槽中，极板间距为10mm，经过电解后，去除上层悬浮物和沉淀的絮凝物，再用高压泵将清液送至超滤装置。经超滤处理的透过液移走，分别进行COD和浊度的测量，浓水回到原料箱循环处理。
1.3 实验仪器
直流稳压电源（北京大华仪器厂）；数字浊度仪（上海第三光学仪器厂）；数字电导率仪（江苏电分析仪器有限公司）；自制超滤装置（GM2540C超滤卷式膜组件）；极板有效尺寸（35mm×90mm×1mm）。
1.4 分析方法
浊度采用浊度仪法测定，COD采用国标GB 11914-1989的方法测定。
2结果与讨论
2.1 不同电极材料和电解时间的处理效果
实验选择Fe和Al作为电极材料，在直流电场作用下，可溶性阳极（Fe或Al）失去电子，水解生成Fe (OH)2、Fe (OH)3和Al (OH)3与水中污染物质进行絮凝作用，形成絮体而沉淀。阴极发生还原反应生成大量的氢气和氧气的微气泡，这些气泡作为气浮载体，发挥电气浮的作用，吸附污染物，上浮于溶液上层。在电解条件下，阳极金属离子可发生水合、络合反应，形成离子络合物都具有很强的絮凝与吸附作用。
实验条件，电流密度为0.127A/cm2，电导率为1450μs/cm，图2和图3分别为Fe和Al电极在不同电解时间内COD和浊度的去除率。从图中可知，Al电极对洗浴废水的净化效果好于Fe电极。采用Fe电极处理后的水质带有淡黄色，这是由于Fe+2的存在，同时Fe电极在电解结束后易发生腐蚀，钝化现象明显；采用Al电极处理后的水质稳定，但是Al的价格高于Fe。
在电解过程中，电能的消耗与电解时间有关，在相同处理效果的前提下，过长的电解时间会降低污水的处理效率，电解达到平衡后，继续电解难以得到更好的效果，且增加能耗。从图2和图3可以得出结论，洗浴废水的最优电解时间为30分钟，在30分钟后，COD和浊度的去除率并没有显著的提高。
2.2 不同电流密度的处理效果
电流密度的大小不仅影响污水的处理效果，还是影响能耗的主要因素。电流密度增大，单位时间内阳极产生的Al+3或Fe+3、Fe+2将会增多，絮凝作用增强。但电流密度过大，会使胶体表面电荷逆转，重新发生悬浮，而且会增加能耗和金属阳极的损失，因此应选择合理的电流密度。实验条件，阳极材料为Al，电解时间为30min，电导率为1450μs/cm。
2.3 超滤膜的清洗
采用电解后的清液作为超滤的进水，超滤膜运行12天后，累计膜通量下降达到22%，符合清洗要求，因此清洗周期为12天。
膜污染后，采用水力清洗和化学清洗相结合的方法，首先用自来水冲洗膜2次，然后用清洗剂清洗膜，随后再用自来水冲洗膜2次，清洗方式采用低压高流速。
表2.4-1列出了不同浓度的清洗剂对超滤膜通量的恢复能力。表2.4-1的数据是在进料流量为32L/min，操作压力为0.6MPa下测得的数据。
表2.4-1 不同清洗剂对超滤膜通量恢复的影响
超滤用于深度处理阶段，主要污染物为大分子有机物、洗涤剂、胶体、细菌、微生物等。选择0.3％NaOH溶液作为清洗剂可去除膜表面的大分子有机物、油脂、洗涤剂这些污染物；0.3％H2O2溶液可去除细菌、病毒、微生物等污染物；因此，选择0.3％NaOH溶液和0.3％H2O2溶液交替清洗的方法对于超滤膜通量的恢复有满意的效果。
3结 论
1）利用电絮凝-超滤集成技术可以有效处理洗浴废水，使其达到生活杂用水的标准。
2）对比Al和Fe作为可溶性阳极材料处理洗浴废水，得出Al金属作为阳极材料处理效果优于Fe金属。
3）通过对影响因素的研究，发现电絮凝处理洗浴废水的最佳条件，即电流密度为0.12 A/cm2，电解时间30min，极板间距10mm。在此条件下，COD的去除率可达到75%以上，浊度的去除率可达到80%以上。
4）超滤膜的清洗周期为12天，清洗方式为水力冲洗和化学清洗交替进行，化学清洗剂选择0.3％NaOH溶液和0.3％H2O2溶液，可以使膜通量恢复率达到99%。
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