表面活性劑廢水的危害及處理技術

1、表面活性劑廢水的危害及處理技術目前我國生產的表面活性劑多屬于陰離子表面活性劑，以直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS為主。表面活性劑廢水的來源很多，LAS除用于洗滌用品外，也廣泛用于 制革、紡織等工業(yè)的洗滌和脫脂。因此，家庭廚房廢水、酒店賓館廢水、洗衣房廢水中均含有LAG洗滌、化工、紡織等行業(yè)也產生大量含LAS的廢水；LAS生產廠也排放大量表面活性劑廢水。1 、表面活性劑廢水的特點(1)表面活性劑廢水成分復雜，廢水中除了含有表面活性劑和其乳化攜帶的膠體污染物外，還含有助劑、漂白劑和油類物質等；廢水中的LAS以分散和膠粒表面吸附兩種形式存在。(2)表面活性劑廢水一般呈弱堿性，pH約8-11;但是部分LAS生

2、產廢水的 pH為4-6,呈酸性；餐飲廢水、洗浴廢水和洗衣廢水的LAS質量濃度一般為1-10mg/L,而LAS生產廢水的質量濃度一般為 200mg/L左右；CODcr差異也很 大，從100-10000mg/L甚至達10的5次方mg/Lo(3)廢水中的表面活性劑會造成水體起泡、產生毒性，且表面活性劑在水中起泡會降低水中的復氧速率和充氧程度，使水質變壞，影響水生生物的生存，使水體自凈受阻。此外它還能乳化水體中其他的污染物質，增大污染物質的濃 度，造成間接污染。2、表面活性劑廢水對環(huán)境的危害LAS屬于生物難降解物質，它的廣泛使用，不可避免地對水環(huán)境造成了污 染，在我國環(huán)境標準中把它列為第二類污染物質。

3、表面活性劑被使用后最終大部分形成乳化膠體狀物質隨著廢水排入自然界，其首要污染物LAS進入水體后，與其他污染物結合在一起形成具有一定分散性的膠體顆粒，對工業(yè)廢水和屬活污水的物化、屬化特性都有很大影響。陰離子表面活性劑具有抑制和殺死微屬物的作用，而且還抑制其他有毒物質的降解，同時表面活性劑在水中起泡而降低水中復氧速率和充氧程度，使水質變壞，若不經處理直接排入水體，將造成湖泊、河流等水體的富營養(yǎng)化問題；LAS還能乳化水體中其他的污染物質， 增大污染物質的濃度，提高其他污染物質的毒性，而造成間接污染。3、表面活性劑廢水處理方法3.1 混凝處理法常用于表面活性劑廢水處理的混凝劑有鐵鹽、鋁鹽及有機聚合物類

4、?；炷磻粌H能去除廢水中膠體顆粒和吸附在膠體表面上的LAS,還可與溶解在水相中的LAS形成難溶性的沉淀。祁夢蘭提出用聚合硫酸鐵作混凝劑，處理 CODcr<1000mg/L的低濃度表面活性劑廢水，處理后的出水達到國家排放標準； 對CODcr>1000mg/L的高濃度表面活性劑廢水，用聚合硫酸鐵混凝處理后，再經 中和和泡沫分離處理，處理后出水可達到國家排放標準。3.2 吸附法常用的吸附劑主要包括活性炭、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,活性炭吸附符合Freundlich公式。但活性炭再生能耗大，

5、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。另有報道用硼 砂生產過程中排放的硼砂廢渣（俗稱硼泥）來處理表面活性劑廢水；也有用吸附樹脂處理表面活性劑廢水，其優(yōu)點是吸附速度快、穩(wěn)定性好、再生容易，主要缺 點是預處理較繁瑣，一次性投資大。55.9 化氧化法催化氧化法是對傳統(tǒng)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。王效承等用多相催化氧化法處理CODcr為840mg/L, LAS為360mg/L的廢水，

6、反應器為流化床，內裝粒狀活性炭載體，以 NaClO為氧化劑，不加催化劑時，NaClO對LAS幾乎沒有去除效果；加入 Ni2O3 等催化劑后，載體表面吸附了水中LAS催化劑和氧化劑，反應加快。反應后CODcr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， 而 pH 的變化對去除率基本沒有影響。Mantzavinos以表面活性劑質量濃度為1000mg/L左右的廢水為對象，研究 了濕式催化氧化對有氧生物降解性的影響，實驗研究表明，當溫度為473K,氧化分壓為1.3MPa,且停留時間在40-390min,持續(xù)的氧化反應間120min時，表 面活性劑比較容易分解成相對短鏈的

7、分子，從而使表面活性劑的活性降低子。 其研究結果還顯示濕式氧化法與生物法聯(lián)合使用比單獨使用化學氧化法或生物 法效率低。光催化氧化是在光與催化劑的作用下，利用反應過程中產生的HO得自由基離子來氧化分解LAS的?？刹捎酶邏汗療魹楣庠?，銳鈦型 TiO2為催化劑，懸 浮在廢水中，反應50min, LAS的去除率>90%,分解速度隨溶液中pH的上升而 增大。TiO2催化劑價格較高，如對TiO2催化劑進行摻雜以減少其能帶寬度或研 究使用帶隙能較小的半導體催化劑，則可大大降低設備投資和運行成本。多相催化氧化法和光催化氧化法都可以徹底地將LAS分解為CO2和H2O,消除了二次污染。55.10 生物法表面

8、活性劑廢水利用生物法處理，效果比較理想。例如用生物接觸氧化法處理合成洗滌劑廢水，經掛膜馴化培養(yǎng)后，對LAS的去除率可保持>93%,最高為98.7%, CODcr平均去除率為82% LAS曝氣處理時易產生大量的泡沫， 影響氧傳遞效率，因此在好氧處理前，需運用其他方法進行預處理。有用厭氧反應進行預處理，此時厭氧反應停留在第 1 階段，即水解反應階段，然后再進 行好氧處理。厭氧階段CODcr; LAS去除率分別可達到36咐口 55%,好氧階段CODcr去除 率可達86%，出水CODcr<110mg/L， LAS<10mg/L?；炷馑峄锝佑|氧化工藝在處理表面活性劑廢水中的應用

9、，在進水平均CODcr為1056mg/L, LAS為56.6mg/L時，出水CODcr; LAS的平均值分別 為95.4mg/L和3.74mg/L,;平均去除率分別為 91.0麻口 93.4%。Moreno采用 氧化塘處理法對表面活性劑廢水進行處理，實驗結果表明，BOD5去除率接近90%, LAS去除率97%,其中氧化塘處理效率最大，占總處理率的83%以上。活性污泥法處理表面活性劑廢水具有效率高的特點，使用廣泛，尤其是在大型城市污水處理系統(tǒng)中使用較多。 Beltran 等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(shù)分別是1.28

10、-1和1.15h-1。Verge研究了用活性污泥法處理表面活 性劑廢水，探討了廢水中LAG AS, AES等的毒性對廢水處理的影響，得出 LAS 比AS和AES有更大的負面影響。因此必須在生物處理前對該廢水進行處理。通過實驗證明了間歇式活性污泥法處理表面活性劑廢水是可行的，有吸附和生化降解兩個階段。吸附階段在5h 以內就可以完成，而污染物的生化降解階段則耗時很長，需20h才能使LAS從190-440mg/L,降低至U 5.0mg/L。Cavalli等 利用高性能液體色譜技術，對以活性污泥法為主要方法的廢水處理系統(tǒng)進行了研究，得出在系統(tǒng)達到了穩(wěn)定的物質平衡時，表面活性劑的降解率接近85%。Gar

11、ciaMT研究了污水處理廠的活性污泥對表面活性劑的吸附作用，研究發(fā)現(xiàn)活 性污泥對表面活性劑吸附作用隨著 LAS中烷基鏈長度的增加而加強；還得出水 的硬度明顯增強了污泥中LAS的吸附作用，而且可以促進在高表面活性劑濃度 和鈣濃度的條件下的協(xié)同吸附作用的結論。Prats研究了在活性污泥法廢水處理廠中 LAS和非離子表面活性劑的處理。實驗得出，穩(wěn)定運行狀態(tài)下 LAS的去除率90%用厭氧法對表面活性劑廢水進行處理也是一種有效方法，呂錫武等對厭氧附著膜膨脹床處理表面活性劑廢水的研究結果表明；對 CODcr為700mg/L左右 的模擬廢水，采用中溫條件(35C)下的厭氧附著膜膨脹床處理，當 HRT32h容

12、 積負荷CODcr為0.523kg/(m3.d)時，廢水CODcr去除率80%。張建民等針對高乳 化的表面活性劑廢水的特點，進行了用厭氧-好氧法處理廢水的試驗研究。結果表明在常溫常壓下，當進水 CODcr為500-1000mg/L, HRT為48h時，厭氧段 CODcr去除率達50%左右，而系統(tǒng)CODcr總去除率可達80%-90%,出水 CODcrW 120mg7,達到國家二級排放標準。生物法可直接處理偏堿性的表面活性劑廢水，設備簡單，處理能力大，出水的 pH 符合排放要求，因而在我國得到了廣泛應用。實際應用時一般需要輔助以其他處理技術以得到更好的處理效果。如陳衛(wèi)國等在表面活性劑廢水絮凝床預處

13、理技術（CFB）勺實驗研究基礎上；配以簡單的 SBR生化法處理，為表面活性 劑廢水治理開辟了一條新的途徑。3.5其他處理法除了上述方法外，在處理該類廢水中使用較多的是微電解法。楊維等采用微電解-混凝沉淀法處理表面活性劑廢水，考察了鐵炭比、 pH、接觸時間及混凝 沉淀對處理效果的影響，處理后水中的 LAG CODc環(huán)口 pH三項指標均達到國家 排放標準。該方法具有處理效果好、流程短、投資少、處理成本低等特點，具有廣闊的應用前景。劉振宇等利用微電解反應器對LAS溶液、洗浴廢水和采油廢水進行了實驗研究，表明：LAS廢水的最佳處理電壓20V,停留時間60- 90min, CODcr, LAS的去除率6

14、5%,處理電耗受原水電導率影響很大。微電解 法適用于難降解的工業(yè)廢水的預處理，但是此法電耗大，且水解加劇時導致大 量氣泡的生成，影響電解去除率。4 表面活性劑廢水處理技術的討論與建議表面活性劑廢水屬高濃度的有機廢水，表面活性劑LAS為首要污染物，消除或降低其活性，是處理此類廢水中首先需要考慮的，同時考慮降低廢水的COD, BOD;處理方法的有效性和經濟性也應以表面活性劑的去除率或轉化率、 殘留量為比較基準。廢水中LAS的去除可以有兩種途徑：一是將LAS從廢水中轉 移或富集出來；二是將LAS徹底氧化分解，轉化為無害物質，消除 LAS的毒害 作用。目前，雖然上述方法對LAS都有較顯著的去除效果，但對各種方法的處理 機理研究尚嫌不足，今后應對表面活性劑攜帶物膠體體系的化學特性及其在處 理過程中的變化加以深入研究，為各種處理方法的可比性提供依據(jù)。由于有一部分LAS廢水中LAS含量很高，COD也很高，又由于工業(yè)廢水本身沒有營養(yǎng)， 很難直接進行生物降解，因為高濃度的陰離子表面活性劑不宜進行生物降解，所以利用混凝處理或者其他的物理化學方法對其先進行預處