表面活性剂废水的危害及处理技术

表面活性剂废水的危害及处理技术

目前我国生产的表面活性剂多属于阴离子表面活性剂，以直链烷基苯磺酸钠(LAS)为主。表面活性剂废水的来源很多，LAS除用于洗涤用品外，也广泛用于制革、纺织等工业的洗涤和脱脂。因此，家庭厨房废水、酒店宾馆废水、洗衣房废水中均含有LAS，洗涤、化工、纺织等行业也产生大量含LAS的废水；LAS生产厂也排放大量表面活性剂废水。

1、表面活性剂废水的特点

(1)表面活性剂废水成分复杂，废水中除了含有表面活性剂和其乳化携带的胶体污染物外，还含有助剂、漂白剂和油类物质等；废水中的LAS以分散和胶粒表面吸附两种形式存在。

(2)表面活性剂废水一般呈弱碱性，pH约8-11；但是部分LAS生产废水的pH为4-6，呈酸性；餐饮废水、洗浴废水和洗衣废水的LAS质量浓度一般为1-10mg/L，而LAS生产废水的质量浓度一般为200mg/L左右；CODcr差异也很大，从100-10000mg/L甚至达10的5次方mg/L。

(3)废水中的表面活性剂会造成水体起泡、产生毒性，且表面活性剂在水中起泡会降低水中的复氧速率和充氧程度，使水质变坏，影响水生生物的生存，使水体自净受阻。此外它还能乳化水体中其他的污染物质，增大污染物质的浓度，造成间接污染。

2 、表面活性剂废水对环境的危害

LAS属于生物难降解物质，它的广泛使用，不可避免地对水环境造成了污染，在我国环境标准中把它列为第二类污染物质。表面活性剂被使用后最终大部分形成乳化胶体状物质随着废水排入自然界，其首要污染物LAS进入水体后，与其他污染物结合在一起形成具有一定分散性的胶体颗粒，对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。阴离子表面活性剂具有抑制和杀死微生物的作用，而且还抑制其他有毒物质的降解，同时表面活性剂在水中起泡而降低水中复氧速率和充氧程度，使水质变坏，若不经处理直接排入水体，将造成湖泊、河流等水体的富营养化问题；LAS还能乳化水体中其他的污染物质，增大污染物质的浓度，提高其他污染物质的毒性，而造成间接污染。

3、表面活性剂废水处理方法

3.1 混凝处理法

常用于表面活性剂废水处理的混凝剂有铁盐、铝盐及有机聚合物类。混凝反应不仅能去除废水中胶体颗粒和吸附在胶体表面上的LAS，还可与溶解在水相中的LAS形成难溶性的沉淀。祁梦兰提出用聚合硫酸铁作混凝剂，处理CODcr<1000mg/L的低浓度表面活性剂废水，处理后的出水达到国家排放标准；对CODcr>1000mg/L的高浓度表面活性剂废水，用聚合硫酸铁混凝处理后，再经中和和泡沫分离处理，处理后出水可达到国家排放标准。

3.2 吸附法

常用的吸附剂主要包括活性炭、吸附树脂、硅藻土、高岭土等。常温下对表面活性剂废水用活性炭法处理效果较好，活性炭对LAS的吸附容量可达到55.8mg/g，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，因而限制了其应用。天然的粘土矿物类吸附剂货源充足、价廉，应用较多。为了提高吸附容量和吸附速率，对这类吸附剂研究的重点在于吸附性能、加工条件的改善和表面改性等方面。另有报道用硼砂生产过

程中排放的硼砂废渣(俗称硼泥)来处理表面活性剂废水；也有用吸附树脂处理表面活性剂废水，其优点是吸附速度快、稳定性好、再生容易，主要缺点是预处理较繁琐，一次性投资大。

3.3 催化氧化法

催化氧化法是对传统化学氧化法的改进与强化。常用的Fenton处理法就是催化氧化法的一种，属均相氧化法。王效承等用多相催化氧化法处理CODcr为840mg/L，LAS为360mg/L的废水，反应器为流化床，内装粒状活性炭载体，以NaClO为氧化剂，不加催化剂时，NaClO对LAS几乎没有去除效果；加入Ni2O3等催化剂后，载体表面吸附了水中LAS、催化剂和氧化剂，反应加快。反应后CODcr 去除率为84.8%，LAS去除率为88.3%；去除率随反应温度升高而降低，而pH的变化对去除率基本没有影响。

Mantzavinos以表面活性剂质量浓度为1000mg/L左右的废水为对象，研究了湿式催化氧化对有氧生物降解性的影响，实验研究表明，当温度为473K，氧化分压为1.3MPa，且停留时间在40-390min，持续的氧化反应间120min时，表面活性剂比较容易分解成相对短链的分子，从而使表面活性剂的活性降低子。其研究结果还显示湿式氧化法与生物法联合使用比单独使用化学氧化法或生物法效率低。

光催化氧化是在光与催化剂的作用下，利用反应过程中产生的HO•等自由基离子来氧化分解LAS的。可采用高压汞灯为光源，锐钛型TiO2为催化剂，悬浮在废水中，反应50min，LAS的去除率>90%，分解速度随溶液中pH的上升而增大。TiO2催化剂价格较高，如对TiO2催化剂进行掺杂以减少其能带宽度或研究使用带隙能较小的半导体催化剂，则可大大降低设备投资和运行成本。

多相催化氧化法和光催化氧化法都可以彻底地将LAS分解为CO2和H2O，消除了二次污染。

3.4 生物法

表面活性剂废水利用生物法处理，效果比较理想。例如用生物接触氧化法处理合成洗涤剂废水，经挂膜驯化培养后，对LAS的去除率可保持>93%，最高为98.7%，CODcr平均去除率为82%。LAS在曝气处理时易产生大量的泡沫，影响氧传递效率，因此在好氧处理前，需运用其他方法进行预处理。有用厌氧反应进行预处理，此时厌氧反应停留在第1阶段，即水解反应阶段，然后再进行好氧处理。厌氧阶段CODcr，LAS去除率分别可达到36%和55%，好氧阶段CODcr去除率可达86%，出水CODcr<110mg/L，LAS<10mg/L。

混凝水解酸化生物接触氧化工艺在处理表面活性剂废水中的应用，在进水平均CODcr为1056mg/L，LAS为56.6mg/L时，出水CODcr，LAS的平均值分别为95.4mg/L和3.74mg/L，；平均去除率分别为91.0%和93.4%。 Moreno采用氧化塘处理法对表面活性剂废水进行处理，实验结果表明，BOD5去除率接近90%，LAS去除率>97%，其中氧化塘处理效率最大，占总处理率的83%以上。

活性污泥法处理表面活性剂废水具有效率高的特点，使用广泛，尤其是在大型城市污水处理系统中使用较多。Beltran等利用活性污泥法对表面活性剂废水进行了处理，得出表面活性剂和生活废水中LAS的降解反应是一级，且其反应动力学常数分别是1.28-1和1.15h-1。Verge研究了用活性污泥法处理表面活性剂废水，探讨了废水中LAS，AS，AES等的毒性对废水处理的影响，得出LAS比AS 和AES有更大的负面影响。因此必须在生物处理前对该废水进行处理。