渦流電凝聚-氣浮-接觸過濾組合工藝處理洗車廢水

洗車廢水是含有油、泥砂和洗滌劑等多種成分的電解質(zhì)溶液，具有一定的導(dǎo)電性，在外加電流的情況下，廢水的化學(xué)成分、不溶性雜質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化。現(xiàn)行的處理工藝或占地面積大，處理效果不佳，或操作復(fù)雜。因此研究適用的洗車廢水處理工藝具有重要意義。而電凝聚技術(shù)是利用自耗電極(鋁或鐵陽極)在電解氧化作用下生成混凝劑使水得到凈化的工藝，無需投藥設(shè)備，占地面積小，制作簡(jiǎn)單，管理簡(jiǎn)便，近年來得以在水處理領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

本研究是利用電凝聚技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，用其代替?zhèn)鹘y(tǒng)的投藥混凝工藝，并對(duì)該技術(shù)加以改進(jìn)，與微渦流反應(yīng)、接觸過濾、氣浮等后續(xù)工藝通過優(yōu)化組合成一體化凈水試驗(yàn)裝置，對(duì)洗車廢水進(jìn)行了試驗(yàn)研究，旨在探討該方法處理洗車廢水的可行性，同時(shí)為洗車廢水的處理提供參考。

1渦流電凝聚-氣浮-接觸過濾組合工藝處理洗車廢水機(jī)理

渦流電凝聚-氣浮-接觸過濾組合工藝?yán)�用電凝聚器電解鐵陽極產(chǎn)生的Fe²⁺與水中的羥基(OH^-)結(jié)合，生成Fe(OH)₂和Fe(OH)₃沉淀，綜合利用污染物中和脫穩(wěn)作用、Fe(OH)₂和Fe(OH)₃沉淀物的卷掃網(wǎng)捕作用和多核配合物的電中和作用，使絮凝過程得以快速進(jìn)行。同時(shí)在電凝聚裝置極板間加裝穿孔板，強(qiáng)化亞微觀傳質(zhì)速率，并在裝置上部增加渦流反應(yīng)器，利用渦流強(qiáng)化混凝加速微絮體成長(zhǎng)。氣浮部分，在過渡區(qū)底部采用霧化曝氣方式形成的微氣泡，能夠達(dá)到充氧目的以加速Fe²⁺氧化，使微絮體成為直徑較大的夾氣絮體，易于分離。浮渣通過上部排渣管定期排除，經(jīng)分離后的廢水進(jìn)行接觸過濾，利用粒狀濾料表面形成的鐵質(zhì)活性濾膜的催化作用，使Fe²⁺的氧化速度加快，水中殘留的微小絮體能被濾料有效截留。

2試驗(yàn)裝置和水樣

2.1試驗(yàn)裝置及操作參數(shù)

渦流電凝聚-氣浮-接觸過濾一體化凈水工藝流程如圖1所示。

整個(gè)試驗(yàn)裝置的尺寸為340mm×220mm×950mm。電凝聚器采用鐵片制作，電極板為1mm厚的鐵片，極板面積為110mm×165mm，板間距為10mm，電極板數(shù)是6，設(shè)計(jì)電流密度100mA/dm2，板間設(shè)置3塊穿孔板，開孔率為8.4%。整個(gè)裝置的設(shè)計(jì)凈水能力是200L/h，外接直流穩(wěn)壓電源，操作電壓(U)為5～30V，電流(I)為0.2～0.9A。電凝聚器上方是渦流反應(yīng)區(qū)，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為3min，渦流反應(yīng)器采用圓柱形穿孔條制作而成。電凝聚部分和過濾部分之間是過渡區(qū)，氣浮部分設(shè)在過渡區(qū)底部，采用霧化曝氣軟管，釋氣量為0.03L/min，總停留時(shí)間為19.8min。過濾部分采用雙層石英砂濾料，濾速為5m/h，反沖洗采用高位水箱，沖洗強(qiáng)度為15L/(s•m2)，沖洗歷時(shí)8min。濾料上層厚度為0.3m，粒徑為0.5～1.0mm；下層厚度為0.1m，粒徑為2～4mm。濾板采用塑料穿孔板，開孔率2%，濾料表面水層高度為0.25m。

2.2試驗(yàn)水樣
針對(duì)洗車廢水具有含油量少、含泥砂和洗滌劑較多的特點(diǎn)，試驗(yàn)采用去氯自來水、高嶺土(對(duì)比試驗(yàn)中采用天然粘土)、洗車液以及少量機(jī)油配制成濁度為40～80NTU，CODCr的質(zhì)量濃度為100～140mg/L，pH值在7～8的試驗(yàn)水樣，并在水樣中加入一定量的電解質(zhì)NaCl，增加水的導(dǎo)電性。由于廢水中主要是有機(jī)物含量多，因此試驗(yàn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)采用CODCr和濁度表征。

3渦流電凝聚與混凝沉淀法的對(duì)比試

從表1可以看出，渦流電凝聚組合工藝對(duì)濁度和CODCr的去除效果均較好，去除效率能達(dá)到88.2%和57.8%，且出水ρ(CODCr)降低到60.96mg/L，濁度降低到4.61NTU，達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，而PAC和PFS雖然對(duì)濁度的去除效果好，但對(duì)CODCr的去除效果差，分別只有43.2%和37.8%。

4結(jié)論

①采用渦流電凝聚-氣浮-接觸過濾組合工藝可以有效降低洗車廢水中的CODCr和濁度，在最佳工況點(diǎn)(U為25V，I為0.6A，t為10min，pH值為7～7.5)下運(yùn)行時(shí)，出水ρ(CODCr)和濁度可分別降低到60.96mg/L和4.61NTU，其去除率分別達(dá)到57.8%和88.2%，達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

②電流強(qiáng)度、電解時(shí)間和pH值等因素對(duì)組合工藝去除CODCr和濁度的效果有較大影響。

③氣浮對(duì)濁度和CODCr的去除效果影響不明顯，但是能夠增加水中的溶解氧，促進(jìn)亞鐵向三價(jià)鐵的氧化，使得絮體進(jìn)一步凝聚。

④渦流電凝聚組合工藝在最佳工況點(diǎn)的處理效果優(yōu)于混凝沉淀工藝，且無需投藥設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，占地面積小，因此采用渦流電凝聚組合工藝處理洗車廢水具有一定的發(fā)展前景，但仍需對(duì)其工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能推廣應(yīng)用。谷騰水網(wǎng)