论文部分内容阅读
人类生活离不开水资源。近年来,许多国家都面临着水资源短缺的问题。洗浴废水水质稳定,处理难度低,而且排放量大,易于分流和收集,是适合原位回用的宝贵资源。电絮凝气浮是一种电化学技术,该法效率高,便于固液分离,二次污染少,操控和设备维护简单,易于自动控制,最终出水中总溶固(总溶解性固体,即total dissolved solids,简称TDS)小,适合洗浴废水原位处理回用。对于洗浴中心、酒店宾馆和学校澡堂等产生大量洗浴废水且易于收集的场所,使用电絮凝气浮法进行处理,不仅可以缓解城市用水压力,还具有良好的经济效益。本文以学生澡堂洗浴废水为研究对象,调查其水质参数,采用电絮凝气浮法对其进行处理,比选不同电极材料在不同参数条件下的处理效果和能耗,从而经济高效地处理洗浴废水,使其达到城市杂用水水质标准。主要进行了以下两个方面的研究:(1)综合考虑经济性原则和原位处理的要求,以铝板和FCSW(蓬松钢丝球,即fluffy clump steel wire,简称FCSW)作为电极材料,考察电导率、极板固定方式、极板间距、电流密度和电解时间对污染物去除和能耗的影响。实验发现将单组平行铝电极竖直置于装置中部,极间距设置为15 mm,电流设为0.6 A,电导率调整为2 m S/cm,COD、氨氮和表面活性剂的去除率分别达到83.37%,72.48%和74.34%。以FCSW作为电极材料更为经济实用,将单组FCSW平行电极水平置于装置底部,极间距设置为10 mm,电流设为0.8 A,电导率调整为2 m S/cm,COD、氨氮和表面活性剂的去除率分别达到79.75%,77.35%和79.69%。使用两种电极材料出水均达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920—2002)中冲厕水质标准,优化实验参数,处理效果还可以进一步提高。以2017年大连市水电费为参考,假设居民水电用量较低,反应器运行30 min,使用铝电极板时电力成本为2.55元/m3,使用FCSW时电力成本为2.6元/m3,而水费为3.25元/m3,该装置具有良好的经济效益。综合考虑水费和电费的价格梯度,该装置应用前景广泛。(2)分别采用铝板和FCSW作为电极材料进行对比实验,发现在电絮凝原位处理回用洗浴废水的过程中,铝电极对于去除COD更有优势,这一特点在低电流情况下极为明显,而FCSW电极去除氨氮和LAS更有优势。极板间距越小,使用铝电极板时COD去除率的波动范围越大,而使用FCSW电极时COD去除率波动范围较小。这是因为在极板间距较小时,FCSW电极的特殊结构相对铝电极板能更好地扩散絮凝剂。