徐寅匯，張春暉，奚旦立
(東華大學環境科學與工程學院，上海200051)
摘 要：在廢水處理實踐中，多種廢水經二級處理后仍達不到排放標準，需要對二級出水作進一步的深度處理。為此，研制、開發出一種亞濾處理單元裝置，其處理廢水的主要機理是分別利用陶粒塔中陶粒的吸附、微生物降解作用和亞濾塔中陶瓷管的截留、微生物降解作用。例如某廢棄物處置廠采用氧化塘處理垃圾滲瀝液的出水COD、BOD5等指標經常大于排放標準，再經亞濾裝置的深度處理結果表明：COD、BOD5、NH4-N和SS等均能被有效地去除并達到排放標準的要求。對氧化塘出水中所含的35種主要有機污染物，有16種可以被完全去除，有7種污染物質的去除率在75%～96%之間，另外7種污染物質的去除率在6%～44%之間。以上事實證明，將亞濾處理單元用作廢水的深度處理是一種十分有效的方法。
關鍵詞：亞濾；深度處理；垃圾滲瀝液生化出水
中圖分類號：X703
文獻標識碼：C
文章編號：1000-4602(2001)03-0051-03
1 亞濾裝置的構造及原理 亞濾裝置主要由陶粒塔和亞濾塔組成，其構造簡圖如圖1。
試驗亞濾裝置的集水池容積為5 L，陶粒塔和亞濾塔的內徑和高分別為5 cm和80 cm。增壓泵的揚程為58.8 kPa、流量和口徑分別為0.6m3/h和15 mm。陶粒塔中的陶粒填料是將具有膨脹性能的頁巖或粘土粉碎均勻化，添加活性劑、水攪拌成球形后入窯高溫燒結而成，再經破碎篩分，水洗燒干。其外表呈磚紅色，內部為鉛灰色。陶粒具有良好的物理、化學和水力特性，比表面積較大、孔隙率高、吸附能力強、截污能力高。掃描電鏡觀察的結果表明，陶粒的形狀很不規則，表面多大孔、多棱角、粗糙而易于掛膜，并具有一定的機械強度，因此它是一種較為理想的微生物載體。
亞濾塔中的填料由具有大量微孔的陶瓷管組成，經過涂膜處理，陶瓷管的可透過孔徑可控制在0.1～3.0 μm，在此范圍內的亞濾裝置可分離去除廢水中的大部分膠體粒子(分子聚集體)、藻類和菌類等。應用陶瓷管作為濾料具有很多優點：①熱穩定性好，可長期在高溫下操作。②耐酸堿，可經受酸堿廢水的反復沖洗。③多孔結構。一般陶瓷膜組件的構造是管狀或多孔道的整體件，不易引起膜堵塞，且非常容易清洗。④使用壽命長，價格便宜。 2 應用實例 在某廢棄物處置廠，應用厭氧—好氧生物塘處理垃圾滲瀝液，其出水COD、BOD5和NH4-N的去除率可分別達到85%、90%和80%，但仍不能滿足國家規定的二級排放標準(即SS≤200 mg/L，BOD5≤150mg/L，COD≤200 mg/L及NH4-N≤200 mg/L)。因此，將亞濾處理裝置接于曝氣塘之后進行深度處理，其流程見圖2。
通過化學方法將無機鹽或金屬醇鹽溶于有機溶劑，使其水解或醇解形成溶膠。然后將陶瓷管浸入溶膠再提出，溶膠便順流而下并在陶瓷管表面自然成膜，最后把陶瓷管干化、凝固(膜厚及膜孔徑可根據實際需要進行調節)。試驗涂膜孔徑為0.1～1 μm(由截留率法測得)，此范圍內滲瀝液中的大部分膠體顆粒、藻類和細菌等均可被有效地去除掉。
2.1亞濾對污染物的去除效果
取調節池和曝氣池出水經亞濾裝置處理后的結果如表1所示。 表1 亞濾的去除效果及總去除率 | 項目 | pH | COD(mg/L) | BOD5(mg/L) | NH4-N(mg/L) | SS(mg/L) | | 調節池出水 | 7～8 | 11532.2 | 1613.8 | 955.7 | 1 570 | | 曝氣池出水 | 7～8 | 1139.1 | 600 | 356.5 | 396 | | 亞濾出水 | 7～8 | 371.33 | 210.4 | 104.68 | 38 | | 總去除率(%) | 96.78 | 86.96 | 89.05 | 97.58 | | 由表1可以看到，亞濾裝置出水的各項水質指標均達到或接近達到二級排放標準。在實際應用中，將亞濾處理后出水引入蘆葦塘，其出水最終達標。
2.2滲瀝液處理水的水質分析
應用Finnijan公司生產的Voyager GC—MS聯用儀，六六六為內標，對垃圾滲瀝液的曝氣塘出水和亞濾出水進行了色質圖譜分析，檢測限為1 μg。
曝氣塘和亞濾出水中主要有機污染物的含量及其去除率見表2。
由表2可以得出以下結論：曝氣塘出水中含有35種主要有機污染物質。經過亞濾處理，有16種可以被完全去除，7種污染物質的去除率在75%～96%之間，另外7種污染物質的去除率在6%～44%之間。同時，還有5種污染物質不但不能被去除，反而有所增加。
由表2可知，芳香烴類污染物質為垃圾滲瀝液中的主要污染物質且可被很好地去除，這是因為芳香族化合物含有特殊的苯環結構(苯系物、苯酚類、稠環芳烴、芳香酸等化合物均屬此類)，苯環上的六個碳原子和六個氫原子都在同一平面上，形成閉合的π軌道，軌道中π電子能夠高度離域，因此苯環是一個π — π鍵的共軛體，環上電子云密度是均布的，為一對稱結構，但增加或去掉某一官能團則會影響有機化合物的生物降解程度。表2中所示有機污染物的苯環上多含給電子基團(—CH3—OH等)，由于所含電子云密度較高或分子結構中含不飽和鍵(—C＝C—，—COOH，—CO—等)，所以化合物可生化性較好，能夠被很好地去除掉。 表2 亞濾出水中主要有機污染物的含量及其去除率| 有機物名稱 | 曝氣塘出水中的相對含量(μg/L) | 亞濾出水中的相對含量(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 | | 對溴-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 | | 對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異氮茚 | 45.4 | 32.7 | 28 | | 4-酚，1H-咪唑-2-羰基醛 | 14.4 | 8.5 | 41 | | 1，2∶5，6-疊氧異亞丙基-α-D-呋喃葡萄糖 | 31.5 | 6.6 | 79 | | 4，4′-二甲基聯苯 | 22.3 | — | 100 | | 2，4，6-三叔丁基苯酚 | 19.0 | — | 100 | | 4-二甲胺基-1，2-二氫-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-羥苯基)丙酸24.0—100
4，4′-亞甲基聯甲苯胺 | 5.4 | — | 100 | 八硫環烷
| 4.7 | — | 100 | | N，N，N′，N′-四甲基聯苯胺 | 13.8 | — | 100 | | 1-(2-烯丙氧基苯氧基)-3-(異丙基胺基)-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-亞甲基二-2，6-二甲苯酚 | 11.5 | — | 100 | | 季胺鹽 | 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)-膽緇烷-3-酚 | 4.0 | — | 100 | | 2，2-二甲基-3-(3，7，12，16，20-五甲基，二十一烷基)環氧乙烷 | 3.2 | — | 100 | 對于5種有機污染物：α，α-二甲基苯醇、對N-乙酰甲苯胺、十八酸、N-苯基-1-萘胺和季胺鹽，其不但不能被去除反而有所增加的原因如下：
①分析儀器誤差及操作誤差。②陶瓷微孔對有機污染物質的捕獲、累積作用。由于使用前亞濾裝置未能沖洗干凈，從而導致某些有機污染物質的累積。 3 結論 ①將亞濾作為廢水處理中的深度處理單元，較之于其他深度處理方法具有結構簡單、效率高、能耗低等優點。
②將亞濾裝置應用于處理垃圾滲瀝液，基本可使出水穩定地達到排放標準。對于垃圾滲瀝液中的有機污染物質，亞濾裝置有著很好的處理效果，在35種主要有機污染物中，有16種可以被完全去除，7種污染物質的去除率在75%～96%之間，另外7種污染物質的去除率在6%～44%之間。
以上事實表明，在生物法處理中，將亞濾置于末端作為深度處理裝置，是處理垃圾滲瀝液的一種較好的方案。 參考文獻：
［1］張蘭英，韓靜磊，安勝姬，等.垃圾滲瀝液中有機污染物的污染與去除［J］.中國環境科學，1998，18(2)：184-188.
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收稿日期：2000-12-21 | 
