徐寅汇，张春晖，奚旦立
(东华大学环境科学与工程学院，上海200051)
摘 要：在废水处理实践中，多种废水经二级处理后仍达不到排放标准，需要对二级出水作进一步的深度处理。为此，研制、开发出一种亚滤处理单元装置，其处理废水的主要机理是分别利用陶粒塔中陶粒的吸附、微生物降解作用和亚滤塔中陶瓷管的截留、微生物降解作用。例如某废弃物处置厂采用氧化塘处理垃圾渗沥液的出水COD、BOD5等指标经常大于排放标准，再经亚滤装置的深度处理结果表明：COD、BOD5、NH4-N和SS等均能被有效地去除并达到排放标准的要求。对氧化塘出水中所含的35种主要有机污染物，有16种可以被完全去除，有7种污染物质的去除率在75%～96%之间，另外7种污染物质的去除率在6%～44%之间。以上事实证明，将亚滤处理单元用作废水的深度处理是一种十分有效的方法。
关键词：亚滤；深度处理；垃圾渗沥液生化出水
中图分类号：X703
文献标识码：C
文章编号：1000-4602(2001)03-0051-03
1 亚滤装置的构造及原理 亚滤装置主要由陶粒塔和亚滤塔组成，其构造简图如图1。
试验亚滤装置的集水池容积为5 L，陶粒塔和亚滤塔的内径和高分别为5 cm和80 cm。增压泵的扬程为58.8 kPa、流量和口径分别为0.6m3/h和15 mm。陶粒塔中的陶粒填料是将具有膨胀性能的页岩或粘土粉碎均匀化，添加活性剂、水搅拌成球形后入窑高温烧结而成，再经破碎筛分，水洗烧干。其外表呈砖红色，内部为铅灰色。陶粒具有良好的物理、化学和水力特性，比表面积较大、孔隙率高、吸附能力强、截污能力高。扫描电镜观察的结果表明，陶粒的形状很不规则，表面多大孔、多棱角、粗糙而易于挂膜，并具有一定的机械强度，因此它是一种较为理想的微生物载体。
亚滤塔中的填料由具有大量微孔的陶瓷管组成，经过涂膜处理，陶瓷管的可透过孔径可控制在0.1～3.0 μm，在此范围内的亚滤装置可分离去除废水中的大部分胶体粒子(分子聚集体)、藻类和菌类等。应用陶瓷管作为滤料具有很多优点：①热稳定性好，可长期在高温下操作。②耐酸碱，可经受酸碱废水的反复冲洗。③多孔结构。一般陶瓷膜组件的构造是管状或多孔道的整体件，不易引起膜堵塞，且非常容易清洗。④使用寿命长，价格便宜。 2 应用实例 在某废弃物处置厂，应用厌氧—好氧生物塘处理垃圾渗沥液，其出水COD、BOD5和NH4-N的去除率可分别达到85%、90%和80%，但仍不能满足国家规定的二级排放标准(即SS≤200 mg/L，BOD5≤150mg/L，COD≤200 mg/L及NH4-N≤200 mg/L)。因此，将亚滤处理装置接于曝气塘之后进行深度处理，其流程见图2。
通过化学方法将无机盐或金属醇盐溶于有机溶剂，使其水解或醇解形成溶胶。然后将陶瓷管浸入溶胶再提出，溶胶便顺流而下并在陶瓷管表面自然成膜，最后把陶瓷管干化、凝固(膜厚及膜孔径可根据实际需要进行调节)。试验涂膜孔径为0.1～1 μm(由截留率法测得)，此范围内渗沥液中的大部分胶体颗粒、藻类和细菌等均可被有效地去除掉。
2.1亚滤对污染物的去除效果
取调节池和曝气池出水经亚滤装置处理后的结果如表1所示。 表1 亚滤的去除效果及总去除率 | 项目 | pH | COD(mg/L) | BOD5(mg/L) | NH4-N(mg/L) | SS(mg/L) | | 调节池出水 | 7～8 | 11532.2 | 1613.8 | 955.7 | 1 570 | | 曝气池出水 | 7～8 | 1139.1 | 600 | 356.5 | 396 | | 亚滤出水 | 7～8 | 371.33 | 210.4 | 104.68 | 38 | | 总去除率(%) | 96.78 | 86.96 | 89.05 | 97.58 | | 由表1可以看到，亚滤装置出水的各项水质指标均达到或接近达到二级排放标准。在实际应用中，将亚滤处理后出水引入芦苇塘，其出水最终达标。
2.2渗沥液处理水的水质分析
应用Finnijan公司生产的Voyager GC—MS联用仪，六六六为内标，对垃圾渗沥液的曝气塘出水和亚滤出水进行了色质图谱分析，检测限为1 μg。
曝气塘和亚滤出水中主要有机污染物的含量及其去除率见表2。
由表2可以得出以下结论：曝气塘出水中含有35种主要有机污染物质。经过亚滤处理，有16种可以被完全去除，7种污染物质的去除率在75%～96%之间，另外7种污染物质的去除率在6%～44%之间。同时，还有5种污染物质不但不能被去除，反而有所增加。
由表2可知，芳香烃类污染物质为垃圾渗沥液中的主要污染物质且可被很好地去除，这是因为芳香族化合物含有特殊的苯环结构(苯系物、苯酚类、稠环芳烃、芳香酸等化合物均属此类)，苯环上的六个碳原子和六个氢原子都在同一平面上，形成闭合的π轨道，轨道中π电子能够高度离域，因此苯环是一个π — π键的共轭体，环上电子云密度是均布的，为一对称结构，但增加或去掉某一官能团则会影响有机化合物的生物降解程度。表2中所示有机污染物的苯环上多含给电子基团(—CH3—OH等)，由于所含电子云密度较高或分子结构中含不饱和键(—C＝C—，—COOH，—CO—等)，所以化合物可生化性较好，能够被很好地去除掉。 表2 亚滤出水中主要有机污染物的含量及其去除率| 有机物名称 | 曝气塘出水中的相对含量(μg/L) | 亚滤出水中的相对含量(μg/L) | 去除率(%) | | N-甲基苯胺 | 475.5 | 41.9 | 91 | | N，N-二甲基二甲苯胺 | 15.3 | — | 100 | | α，α-二甲基苯醇 | 33.5 | 162.0 | 0 | | N，N-二甲基苯胺 | 43.3 | — | 100 | | 二乙基酯乙基磷酸 | 20.9 | 11.703 | 44 | | 三乙基磷酸 | 41.7 | 39.2 | 6 | | 2，4-二氯苯酚 | 121.3 | 4.6 | 96 | | 4-氯-N，N-二甲基苯胺 | 0.6 | — | 100 | | 3，5-二氯苯酚 | 8.2 | — | 100 | | 对溴-N，N-二甲基苯胺 | 10.4 | — | 100 | | 2-苯基-二咪唑啉 | 8.6 | 5.1 | 41 | | 1，3-二甲基醚甘油 | 3.2 | 0.5 | 84 | | N-甲基N-甲酰苯胺 | 13.8 | 2.2 | 84 | | 对N-乙酰甲苯胺 | 3.3 | 6.2 | 0 | | 2-乙基喹啉 | 2.2 | 0.5 | 77 | | -甲氧基，4，7-二甲基，1H异氮茚 | 45.4 | 32.7 | 28 | | 4-酚，1H-咪唑-2-羰基醛 | 14.4 | 8.5 | 41 | | 1，2∶5，6-叠氧异亚丙基-α-D-呋喃葡萄糖 | 31.5 | 6.6 | 79 | | 4，4′-二甲基联苯 | 22.3 | — | 100 | | 2，4，6-三叔丁基苯酚 | 19.0 | — | 100 | | 4-二甲胺基-1，2-二氢-1，5-二甲基-2-酚-3H-吡唑-3-酮 | 21.3 | — | 100 | | 十六酸 | 17.9 | 12.8 | 28 | 3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸24.0—100
4，4′-亚甲基联甲苯胺 | 5.4 | — | 100 | 八硫环烷
| 4.7 | — | 100 | | N，N，N′，N′-四甲基联苯胺 | 13.8 | — | 100 | | 1-(2-烯丙氧基苯氧基)-3-(异丙基胺基)-2-丙醇 | 37.0 | 32.0 | 14 | | 十八酸 | 9.9 | 78.6 | 0 | | N-苯基-1-萘胺 | 11.4 | 19.4 | 0 | | 4，4-亚甲基二-2，6-二甲苯酚 | 11.5 | — | 100 | | 季胺盐 | 10.5 | 19.0 | 0 | | 2，6，10，15，19，23-六甲基二十四烷 | 26.6 | 5.7 | 79 | | 3，7，11，15-四甲基，1-乙酸基十六烷 | 6.1 | — | 100 | | (3α，5α)-胆缁烷-3-酚 | 4.0 | — | 100 | | 2，2-二甲基-3-(3，7，12，16，20-五甲基，二十一烷基)环氧乙烷 | 3.2 | — | 100 | 对于5种有机污染物：α，α-二甲基苯醇、对N-乙酰甲苯胺、十八酸、N-苯基-1-萘胺和季胺盐，其不但不能被去除反而有所增加的原因如下：
①分析仪器误差及操作误差。②陶瓷微孔对有机污染物质的捕获、累积作用。由于使用前亚滤装置未能冲洗干净，从而导致某些有机污染物质的累积。 3 结论 ①将亚滤作为废水处理中的深度处理单元，较之于其他深度处理方法具有结构简单、效率高、能耗低等优点。
②将亚滤装置应用于处理垃圾渗沥液，基本可使出水稳定地达到排放标准。对于垃圾渗沥液中的有机污染物质，亚滤装置有着很好的处理效果，在35种主要有机污染物中，有16种可以被完全去除，7种污染物质的去除率在75%～96%之间，另外7种污染物质的去除率在6%～44%之间。
以上事实表明，在生物法处理中，将亚滤置于末端作为深度处理装置，是处理垃圾渗沥液的一种较好的方案。 参考文献：
［1］张兰英，韩静磊，安胜姬，等.垃圾渗沥液中有机污染物的污染与去除［J］.中国环境科学，1998，18(2)：184-188.
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收稿日期：2000-12-21 | 
