周育紅,花海蓉
(南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇南通226007)
洗車廢水處理與回用裝置研究
周育紅,花海蓉
(南通農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇南通226007)
洗車廢水產(chǎn)生的污染越發(fā)嚴(yán)重,對(duì)洗車廢水進(jìn)行回收利用勢(shì)在必行。介紹了洗車廢水的水質(zhì)特點(diǎn),概括和比較了目前用于洗車廢水處理和回用的工藝和主要裝置,分析了其各自的適用情況和存在問(wèn)題,并對(duì)發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
洗車廢水;廢水處理;廢水回用;設(shè)備裝置
近年來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,使我國(guó)的汽車保有量逐年增加,至2009年底,我國(guó)汽車保有量已達(dá)7 619.31萬(wàn)輛,據(jù)《中國(guó)汽車報(bào)》預(yù)測(cè):未來(lái)5~10年,中國(guó)將成為世界最大的汽車消費(fèi)國(guó),汽車保有量將超過(guò)1億輛。汽車在行駛過(guò)程中很容易沾染污垢,需要經(jīng)常清洗,洗車正在成為城市中的熱門(mén)服務(wù)行業(yè),相應(yīng)的洗車用水量也在大幅增加,不僅造成了水資源的大量浪費(fèi),增加了城市用水的負(fù)擔(dān),而且洗車廢水的隨意排放還會(huì)嚴(yán)重污染城市水環(huán)境。因此,研制洗車廢水處理與回用設(shè)備,實(shí)現(xiàn)洗車廢水的循環(huán)使用,是目前解決洗車行業(yè)水資源浪費(fèi)和保護(hù)環(huán)境的有效措施,這對(duì)節(jié)約水資源,改善生態(tài)環(huán)境,保持國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有特殊意義。
據(jù)了解,清洗一輛小型汽車需用水量為0.06~0.10m3,一座大中城市1年用于洗車的水量就相當(dāng)于6萬(wàn)人口1年的用水量,洗車用水消耗量可見(jiàn)一斑[1]。如果這些廢水不經(jīng)處理就進(jìn)行排放,必將會(huì)嚴(yán)重污染水體。
汽車在行駛過(guò)程中車身外部很容易受污染,洗車廢水污染物成分會(huì)隨著清洗方式的不同(人工高壓水沖洗與機(jī)械洗車)、洗車行功能的不同(單純洗車與修車洗車相結(jié)合)以及清洗車輛類型的不同(大型運(yùn)輸車和小型車輛)而有所差異,但在本質(zhì)上洗車廢水水質(zhì)差別不大,洗車廢水中主要的污染物為陰離子洗滌劑、濁度、懸浮性固體、COD、色度等,在有些情況下,可能還含有重金屬,洗車廢水主要水質(zhì)見(jiàn)表1[1]。與國(guó)家回用水標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)照,其中的多項(xiàng)指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)。如果這些污染物不經(jīng)處理任意排放,不但影響城市的清潔和綠化,進(jìn)入水體將會(huì)降低水中的溶解氧量,使生物降解過(guò)程緩慢,阻礙水體的自然凈化,污染持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),造成周邊江河湖海的污染。同時(shí),洗車廢水里夾帶大量泥砂,會(huì)阻塞城市排水管網(wǎng),導(dǎo)致排水不暢,特別是雨季到來(lái)時(shí),還可能會(huì)造成城市局部洪澇,在一定程度上影響著人民的生活環(huán)境。
表1 洗車廢水主要水質(zhì)
目前,國(guó)內(nèi)外針對(duì)洗車廢水的處理回用設(shè)備及節(jié)水式循環(huán)再用處理設(shè)備類型眾多,工藝和控制方式、回收程度均有所不同。洗車廢水回用處理方法目前主要有傳統(tǒng)的除油、過(guò)濾等簡(jiǎn)單的物理處理法、膜濾法、物化處理法、電解法、膜生物反應(yīng)器、磁種-磁分離法、造粒流化床工藝以及幾種方法的組合工藝等,基于不同工藝產(chǎn)生了多種不同的處理與回用裝置。
2.1 基于物化處理工藝的組合裝置
陳素云等[2]采用氣浮—混凝沉淀—硅藻土—砂濾—活性炭—消毒組合工藝組成的一體化設(shè)備處理深圳某車行洗車廢水;蔣宇[1]在分析了哈爾濱某洗車行的洗車廢水水質(zhì)、水量的基礎(chǔ)上,采用傳統(tǒng)的物理化學(xué)工藝(混凝沉淀—砂濾—活性炭過(guò)濾)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室小試研究,結(jié)果表明都能取得較滿意的效果,能達(dá)到回用于洗車的水質(zhì)要求。
這類組合裝置被較廣泛地應(yīng)用于洗車廢水的實(shí)踐性處理中,并取得了一定的效果。王建玲等[3]在黑龍江省龍運(yùn)客運(yùn)集團(tuán)實(shí)施的洗車廢水再生回用工程項(xiàng)目上,采用砂濾—隔油—高錳酸鉀氧化—混凝—砂濾—活性炭—納濾法系統(tǒng)處理客車車身清洗水與衛(wèi)生間沖洗水的混合液,出水達(dá)到了國(guó)家生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的“洗車、掃除”標(biāo)準(zhǔn)。曹小燕等[4]進(jìn)行了混凝—?dú)飧 ^(guò)濾—滅菌法處理機(jī)動(dòng)車清洗廢水循環(huán)處理裝置的研究,結(jié)果表明該裝置能有效去除污水中的各種污染物,節(jié)水率在90%以上,目前已進(jìn)行小批量生產(chǎn),應(yīng)用于哈爾濱和周邊城市洗車廢水的處理與回用,運(yùn)行情況良好。楊林梅[5]針對(duì)太原晉祠機(jī)動(dòng)車清洗中心洗車廢水處,采用沉淀+雙氣浮工藝的處理系統(tǒng),實(shí)踐證明其效果良好,處理出水水質(zhì)為SS≤8mg/L,COD≤50mg/L,濁度≤8 NTU,總大腸菌群≤3個(gè)/L,達(dá)到了預(yù)期的目的。
造粒流化床是一種通過(guò)控制凝聚過(guò)程中的化學(xué)和流體力學(xué)條件,使水中懸浮顆粒形成粒徑大、結(jié)構(gòu)密實(shí)的團(tuán)粒型絮凝體,加速沉降的設(shè)備。潘涌璋等[6]的研究表明,利用造粒流化床裝置處理廣州市天河區(qū)一洗車場(chǎng)洗車廢水,可使出水水質(zhì)達(dá)到洗車回用水的排放標(biāo)準(zhǔn),并且產(chǎn)生污泥的含水率明顯偏低,不需設(shè)置污泥濃縮設(shè)備。
對(duì)于傳統(tǒng)物理法、物化法處理洗車廢水,雖然能達(dá)到預(yù)期效果,但在運(yùn)行過(guò)程中也存在著一定的問(wèn)題。若僅采用混凝沉淀,混凝藥劑的選擇和投加量較難準(zhǔn)確把握,出水效果難以保證;運(yùn)用砂濾或活性炭吸附等能將水中的污染物去除,出水效果好,設(shè)備簡(jiǎn)單、安裝簡(jiǎn)便,占地面積少,使用經(jīng)濟(jì),但運(yùn)行過(guò)程中需要經(jīng)常反沖洗,且再生困難,過(guò)濾濾芯也要定期更換;采用氣浮,產(chǎn)品造價(jià)高,運(yùn)行費(fèi)用高;采用多種方法的組合處理,效果會(huì)提高,但同時(shí)會(huì)帶來(lái)流程冗長(zhǎng)、設(shè)備龐大、占地面積大、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高等缺點(diǎn)。
2.2 基于微生物處理工藝的膜生物反應(yīng)器
膜生物反應(yīng)器是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高效水處理裝置。它是生物處理與膜處理技術(shù)的結(jié)合,利用分離工程中的膜組件取代好氧活性污泥處理系統(tǒng)的二次沉淀池和砂濾池,泥水分離依靠膜分離來(lái)實(shí)現(xiàn)。
楊宗政等[7]采用重力-浸沒(méi)式好氧膜生物反應(yīng)器處理洗車廢水,該處理系統(tǒng)的核心裝置是生物反應(yīng)器和微濾膜組件兩部分。結(jié)果顯示,對(duì)NH3-N,COD和礦物油有很好的去除效果,而且穩(wěn)定性好;但是對(duì)LAS,TP以及色度的去除效果不明顯,并認(rèn)為色度是普通活性污泥膜生物反應(yīng)器處理洗車廢水存在的關(guān)鍵技術(shù)難題;在隨后采用高效菌強(qiáng)化的膜生物反應(yīng)器時(shí),能有效提高M(jìn)BR的污染物去除能力,特別是對(duì)NH3-N,COD,LAS和色度的去除效果優(yōu)勢(shì)更加明顯。韓菲等[8]以聚丙烯腈基活性炭纖維(PAN-ACF)為生物膜載體處理洗車廢水的實(shí)驗(yàn)研究顯示,在常溫下,pH值為6.5~7,進(jìn)水流量在30 mL/min時(shí),出水水質(zhì)完全能達(dá)到洗車用水水質(zhì)指標(biāo);此外,實(shí)驗(yàn)還表明PAN-ACF作為生物膜載體,具有很好的再生性和生物親和性。
膜生物反應(yīng)器處理洗車廢水,具有占地面積少、運(yùn)行費(fèi)用低、降解效率高等優(yōu)點(diǎn),但在實(shí)際運(yùn)行時(shí)也存在操作不靈活、產(chǎn)品適應(yīng)性差,受到的制約因素較多,如水量不穩(wěn)定、環(huán)境溫度、水中抑制物、運(yùn)行的連續(xù)性要求等。
2.3 基于電解處理工藝的電極流化床
電解法也稱為電凝聚氣浮法,是在特定的電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi),以金屬鐵或鋁為兩級(jí),并在兩極間施加電流,則陰極處形成氫氣,陽(yáng)極溶解產(chǎn)生大量的陽(yáng)離子(如Fe2+,Al3+等),其與氫氧根結(jié)合起到對(duì)廢水中懸浮顆粒物和油乳化液小滴進(jìn)行凝聚作用成為凝聚物,陰極逸出的氫氣形成極小的氣泡,對(duì)廢水中的凝聚物產(chǎn)生氣浮作用,在液面上形成一層易于撇去的殘?jiān)?/p>
李斌等[9]采用電解法處理洗車廢水,處理流程為調(diào)節(jié)—電解—砂濾,出水水質(zhì)均能達(dá)到回用要求,COD去除率達(dá)到78.4%,陰離子合成洗滌劑和濁度去除率分別達(dá)到96%和94%,效果特別顯著。管荷蘭等[10]以經(jīng)吸附處理的活性炭為填充粒子,用自制的三維電極流化床反應(yīng)器,研究了在不同處理?xiàng)l件下對(duì)洗車廢水中COD的去除效果,結(jié)果表明三維電極法是集氧化還原、表面催化、吸附等多種過(guò)程綜合作用的結(jié)果,該反應(yīng)體系對(duì)COD的去除率明顯高于單純活性炭吸附和三維電極固定床體系,甚至比兩者之和還要高。
電極流化床作為一種處理洗車廢水的新設(shè)備,體積小,占地面積少,操作簡(jiǎn)便靈活且費(fèi)用較低。在運(yùn)行過(guò)程中無(wú)需添加絮凝劑、氧化劑等化學(xué)藥品。但該設(shè)備也存在電源(變壓器、整流等部分)造價(jià)高、電極的定期維護(hù)和替換等問(wèn)題。
2.4 基于磁種-磁分離工藝的處理裝置
由于磁鐵礦具有很好的吸附、吸油特性,目前已經(jīng)在去除廢水中的油脂、磷、重金屬離子、有機(jī)物和其他有害物質(zhì)的應(yīng)用研究方面取得較大的進(jìn)展。潘涌璋等[11]針對(duì)洗車廢水中含有非磁性或弱磁性懸浮顆粒、油脂和總磷等污染物的水質(zhì)特點(diǎn),在洗車廢水中加入磁種和混凝劑聚合氯化鋁進(jìn)行處理,結(jié)果表明,在磁場(chǎng)強(qiáng)度為2 000 Gs,聚合氯化鋁用量為45 mg/L,磁種投加量為80mg/L,磁濾速度為80 m/h的條件下,出水中的濁度、pH值、COD、油和總磷均達(dá)到了洗車回用水的要求。與傳統(tǒng)混凝處理法相比,磁分離法具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、處理速度快、效率高和投資運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。
2.5 基于多種工藝綜合的組合裝置
戴文權(quán)等[12]在傳統(tǒng)曝氣生物濾池的基礎(chǔ)上,研發(fā)了一種無(wú)堵塞曝氣生物濾池的新型洗車循環(huán)用水處理設(shè)備。該處理方法將物理過(guò)濾和生物處理有機(jī)結(jié)合,設(shè)備核心裝置為兩級(jí)曝氣生物濾池和砂濾池,并利用PLC系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行優(yōu)化控制,具有設(shè)備小型化、能耗低、全程自動(dòng)化控制操作,以及出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。
基于微濾技術(shù)/紫外線(MF/UV)輔助催化臭氧氧化組合工藝,崔龍哲等[13]設(shè)計(jì)出了由膜濾池和氧化池構(gòu)成的一體式組合設(shè)備,并進(jìn)行了洗車廢水處理回用的中試研究,結(jié)果表明膜濾對(duì)SS,COD,TP和TN的去除率分別達(dá)到100.00%,69.74%,37.81%和40.12%,但對(duì)陰離子表面活性劑(LAS)基本沒(méi)有去除效果,UV輔助催化臭氧高級(jí)氧化對(duì)膜濾出水進(jìn)一步降解,出水水質(zhì)良好,符合生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
余志等[14]利用渦流電凝聚—?dú)飧 佑|過(guò)濾組合工藝,通過(guò)優(yōu)化組合成一體化凈水試驗(yàn)裝置,對(duì)洗車廢水進(jìn)行試驗(yàn)研究,洗車廢水通過(guò)渦流反應(yīng)器強(qiáng)化絮凝加速微絮體長(zhǎng)成,再通過(guò)氣浮和接觸過(guò)濾,在最佳工況點(diǎn)時(shí)能使出水CODcr、濁度有明顯下降,水質(zhì)達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。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)中的電流強(qiáng)度(I)、操作電壓(U)、電解時(shí)間(t)、pH值等因素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),才能推廣應(yīng)用。
多工藝綜合處理組合裝置雖然處理效果好,但流程復(fù)雜,操作控制有難度,占地面積大,建設(shè)及運(yùn)行費(fèi)用都比較高,針對(duì)大多小型洗車場(chǎng)而言,建立大而全的廢水處理與回用設(shè)施,就顯得較難接受了,因此在市場(chǎng)推廣時(shí)會(huì)有不少困難。
盡管有多種不同處理工藝和裝備,但目前我國(guó)對(duì)洗車廢水處理與回用技術(shù)和設(shè)備的研究和推廣運(yùn)用方面,仍有許多不足之處。由于我國(guó)目前的洗車場(chǎng)多為場(chǎng)地小、規(guī)模小、人員少、無(wú)專職水處理技術(shù)人員,為與我國(guó)社會(huì)發(fā)展需求相適應(yīng),更好地滿足用戶的要求,我國(guó)洗車廢水處理與回用裝置必須遵循“四化”原則:裝置小型化、運(yùn)行可靠化、成本低廉化、回用高效化,有必要研究開(kāi)發(fā)出高效、占地面積少、經(jīng)濟(jì)的小型一體化洗車廢水回用處理設(shè)備,并加大力度宣傳和推廣,使其逐步走向市場(chǎng),以節(jié)約水資源,減少環(huán)境污染。
[1]蔣宇,王明剛.洗車行廢水回用設(shè)備的設(shè)計(jì)與運(yùn)行[J].黑龍江科技信息,2007(11):42,269.
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[12]戴文權(quán),杜茂安,汪林.基于無(wú)堵塞BAF技術(shù)的洗車循環(huán)用水處理設(shè)備[J].中國(guó)給水排水,2008,24(22):106-108.
[13]崔龍哲,SHIN Chu-l Ho,吳桂萍,等.微濾技術(shù)/紫外線輔助催化臭氧氧化組合工藝處理洗車廢水中試研究[J].現(xiàn)代化工,2008,28(3):72-75.
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蘇州:再生資源利用中心2014年投產(chǎn)每年100萬(wàn)t建筑垃圾可變廢為寶
隨著蘇城日新月異的發(fā)展,建筑垃圾的處理已然成為難題,而這一難題將在2014年得以緩解。記者從蘇州市市容市政管理局獲悉,蘇州市籌備建設(shè)的建筑材料再生資源利用中心已選址結(jié)束,2014年該中心就將建成投產(chǎn),每年處理的建筑垃圾將不少于100萬(wàn)t。
由于近幾年來(lái)蘇州城市建設(shè)的高速發(fā)展,產(chǎn)出了大量的建筑垃圾,從而出現(xiàn)了隨意偷倒亂倒建筑廢棄物、裝修廢棄物、工程渣土的現(xiàn)象。
早在2010年,為處理建筑垃圾,蘇州城區(qū)就設(shè)立了建筑廢棄物臨時(shí)歸集點(diǎn)3座。但由于缺乏專門(mén)的終端處置場(chǎng)所,各施工、運(yùn)輸單位紛紛自尋出路,城鄉(xiāng)結(jié)合部往往成為建筑廢棄物的“堆場(chǎng)”,而建筑廢棄物管理手段的缺失,造成了“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”的現(xiàn)象,無(wú)法根除亂倒偷倒行為。1年后,蘇州市又重新公開(kāi)設(shè)立了6個(gè)建筑垃圾歸集點(diǎn),并于同年8月陸續(xù)啟用,并開(kāi)始臨時(shí)收納建筑垃圾,而隨著城市大規(guī)模建設(shè),連年來(lái)建筑垃圾產(chǎn)生量居高不下。此外,為減少渣土垃圾的隨意傾倒現(xiàn)象,各歸集點(diǎn)還被迫接納了大量的工程渣土,這更使得這些垃圾歸集點(diǎn)不堪重負(fù)。
據(jù)調(diào)研測(cè)算,2012年蘇州市產(chǎn)生建筑垃圾合計(jì)約1 530萬(wàn)t。其中:建筑拆除垃圾約553萬(wàn)t,工程棄土約958萬(wàn)t (其中新建建筑工程棄土494萬(wàn)t,軌道交通工程棄土464萬(wàn)t),施工垃圾18萬(wàn)t。
西藏拉薩市再生資源回收集散市場(chǎng)投入使用
近日,拉薩市再生資源回收集散市場(chǎng)正式投入使用。作為西藏首座再生資源回收集散市場(chǎng),該市場(chǎng)年處理能力達(dá)20萬(wàn)噸,將加快廢棄物“變廢為寶”步伐,減少垃圾污染,保護(hù)西藏的碧水藍(lán)天。
據(jù)悉,該再生資源回收集散市場(chǎng)項(xiàng)目的建成,填補(bǔ)了西藏現(xiàn)代再生資源回收體系的空白。據(jù)西藏自治區(qū)再生資源回收利用協(xié)會(huì)估算,西藏每年再生資源總量在35萬(wàn)t左右,但回收總量只有約20萬(wàn)t,回收處理能力的不足和回收市場(chǎng)的混亂制約了西藏再生資源的利用。再生資源回收項(xiàng)目將規(guī)范西藏再生資源回收的市場(chǎng)秩序,助力西藏建設(shè)國(guó)家生態(tài)安全屏障。承建該項(xiàng)目的拉薩市城關(guān)區(qū)億鑫廢舊回收有限公司總經(jīng)理李志清說(shuō),該項(xiàng)目采用全封閉倉(cāng)庫(kù)式處理的模式,將易拉罐、飲料瓶等再生資源分類倉(cāng)儲(chǔ)分揀加工,避免二次污染。
Study of the treatment and recycling equipment of car-washing wastewater
ZHOU Yuhong,HUA Hairong
(Nantong Agriculture Vocational Technological College,Nantong 226007,China)
Because the pollution caused by car-w ashing w astew ater becom es m ore serious,it is indispensable to recycle the w astew ater.The characters of car-w ashing w astew ater w ere introduced,and the m ajor treatm ent processes and recycling equipm ent of the car-w ashing w astew ater w ere presented,to analyze the app licable conditions and existing problem s.Finally,the developm ent direction of recycling w ashing w ater w as prospected.
car-w ashing w astew ater;w astew ater treatm ent;w astew ater recycling;equipm ent
X703
A
1674-0912(2013)09-0041-04
2013-07-29)
周育紅(1967-),女,學(xué)士,工程師,副教授,主要從事城市環(huán)境污染的治理與管理研究,以及固體廢物的處理與利用工作。