涡流电凝聚-气浮-接触过滤组合工艺处理洗车废水

洗车废水是含有油、泥砂和洗涤剂等多种成分的电解质溶液，具有一定的导电性，在外加电流的情况下，废水的化学成分、不溶性杂质的性质和状态会发生变化。现行的处理工艺或占地面积大，处理效果不佳，或操作复杂。因此研究适用的洗车废水处理工艺具有重要意义。而电凝聚技术是利用自耗电极(铝或铁阳极)在电解氧化作用下生成混凝剂使水得到净化的工艺，无需投药设备，占地面积小，制作简单，管理简便，近年来得以在水处理领域广泛应用。

本研究是利用电凝聚技术的优势，用其代替传统的投药混凝工艺，并对该技术加以改进，与微涡流反应、接触过滤、气浮等后续工艺通过优化组合成一体化净水试验装置，对洗车废水进行了试验研究，旨在探讨该方法处理洗车废水的可行性，同时为洗车废水的处理提供参考。

1涡流电凝聚-气浮-接触过滤组合工艺处理洗车废水机理

涡流电凝聚-气浮-接触过滤组合工艺利用电凝聚器电解铁阳极产生的Fe²⁺与水中的羟基(OH^-)结合，生成Fe(OH)₂和Fe(OH)₃沉淀，综合利用污染物中和脱稳作用、Fe(OH)₂和Fe(OH)₃沉淀物的卷扫网捕作用和多核配合物的电中和作用，使絮凝过程得以快速进行。同时在电凝聚装置极板间加装穿孔板，强化亚微观传质速率，并在装置上部增加涡流反应器，利用涡流强化混凝加速微絮体成长。气浮部分，在过渡区底部采用雾化曝气方式形成的微气泡，能够达到充氧目的以加速Fe²⁺氧化，使微絮体成为直径较大的夹气絮体，易于分离。浮渣通过上部排渣管定期排除，经分离后的废水进行接触过滤，利用粒状滤料表面形成的铁质活性滤膜的催化作用，使Fe²⁺的氧化速度加快，水中残留的微小絮体能被滤料有效截留。

2试验装置和水样

2.1试验装置及操作参数

涡流电凝聚-气浮-接触过滤一体化净水工艺流程如图1所示。

整个试验装置的尺寸为340mm×220mm×950mm。电凝聚器采用铁片制作，电极板为1mm厚的铁片，极板面积为110mm×165mm，板间距为10mm，电极板数是6，设计电流密度100mA/dm2，板间设置3块穿孔板，开孔率为8.4%。整个装置的设计净水能力是200L/h，外接直流稳压电源，操作电压(U)为5～30V，电流(I)为0.2～0.9A。电凝聚器上方是涡流反应区，设计停留时间为3min，涡流反应器采用圆柱形穿孔条制作而成。电凝聚部分和过滤部分之间是过渡区，气浮部分设在过渡区底部，采用雾化曝气软管，释气量为0.03L/min，总停留时间为19.8min。过滤部分采用双层石英砂滤料，滤速为5m/h，反冲洗采用高位水箱，冲洗强度为15L/(s•m2)，冲洗历时8min。滤料上层厚度为0.3m，粒径为0.5～1.0mm；下层厚度为0.1m，粒径为2～4mm。滤板采用塑料穿孔板，开孔率2%，滤料表面水层高度为0.25m。

2.2试验水样
针对洗车废水具有含油量少、含泥砂和洗涤剂较多的特点，试验采用去氯自来水、高岭土(对比试验中采用天然粘土)、洗车液以及少量机油配制成浊度为40～80NTU，CODCr的质量浓度为100～140mg/L，pH值在7～8的试验水样，并在水样中加入一定量的电解质NaCl，增加水的导电性。由于废水中主要是有机物含量多，因此试验的评价指标采用CODCr和浊度表征。

3涡流电凝聚与混凝沉淀法的对比试

从表1可以看出，涡流电凝聚组合工艺对浊度和CODCr的去除效果均较好，去除效率能达到88.2%和57.8%，且出水ρ(CODCr)降低到60.96mg/L，浊度降低到4.61NTU，达到污水综合排放标准GB8978-1996中的一级排放标准，而PAC和PFS虽然对浊度的去除效果好，但对CODCr的去除效果差，分别只有43.2%和37.8%。

4结论

①采用涡流电凝聚-气浮-接触过滤组合工艺可以有效降低洗车废水中的CODCr和浊度，在最佳工况点(U为25V，I为0.6A，t为10min，pH值为7～7.5)下运行时，出水ρ(CODCr)和浊度可分别降低到60.96mg/L和4.61NTU，其去除率分别达到57.8%和88.2%，达到污水综合排放标准中的一级排放标准。

②电流强度、电解时间和pH值等因素对组合工艺去除CODCr和浊度的效果有较大影响。

③气浮对浊度和CODCr的去除效果影响不明显，但是能够增加水中的溶解氧，促进亚铁向三价铁的氧化，使得絮体进一步凝聚。

④涡流电凝聚组合工艺在最佳工况点的处理效果优于混凝沉淀工艺，且无需投药设备，操作简单，占地面积小，因此采用涡流电凝聚组合工艺处理洗车废水具有一定的发展前景，但仍需对其工艺参数进行优化设计，才能推广应用。谷腾水网