摘要为了实现洗车废水的循环使用，进行了以聚丙烯腈基活性炭纤维（PAN-ACF)为生物膜载体处理洗车废水的 实验研究。以LAS、COD和NH,-N等指标考察了活性炭纤维生物膜反应器对洗车废水的处理效果。结果表明：在常温下、 pH =6.5 ~7，当进水流量在30 mL/min时，反应器达到最佳运行参数，活性炭纤维载体生物膜法对LAS、C0D和NH3-N等 的去除率分别达到了 97%、80%和60%。出水水质完全达到《生活杂用水水质标准》（CJ/T48-99)中洗车用水主要水质指 标的规定。此外，实验表明PAN-ACF作为生物膜载体具有很好的生物亲和性和再生性。

 

关键词生物载体聚丙烯腈基活性炭纤维洗车废水废水回用

 

 

近年来，随着国家一系列刺激汽车消费政策的 不断出台，我国汽车消费不断增长，其中以中小排量 的小型汽车销售增速最为明显。然而汽车清洗需要 消耗大量宝贵的水资源，因此如果能实现洗车废水 的循环使用,将有助于节约水资源,缓解市政供水压 力，促进汽车清洗服务行业的节能减排。

 

小型汽车由于行驶距离短，车身多被灰尘和泥 沙污染，油类物质相对较少,加之我国洗车行普遍采 用人工高压水冲洗洗车，因此泥沙类物质和洗涤剂 类物质成为清洗小型车辆的洗车废水的主要污染 物[1]。

 

目前现有的洗车废水处理方法主要为物化 法[2’3]和生物法[4’5]。生物膜法作为一种重要的生 物法,具有操作方便、剩余污泥少、抗冲击负荷能力

强等优点。将活性炭纤维（ACF)作为生物膜法的微 生物载体材料，可以充分发挥ACF的吸附作用和微 生物的生化作用，大幅度地延长ACF的饱和周

 

期[6]o

 

ACF具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构， 含有大量外形直径为5 ~30 pm的微孔m。此外， ACF含有大量的竣基、内酯型竣基、酚羟基、二羧酸 酐和环形过氧化物等含氧基团，这使得ACF表面拥

基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZXm31«X»>(S);甘 肃省建设科技计划项目(JK2D07-25)

 

1材料与方法

 

1.1原水水质

 

实验用洗车废水取自兰州市某中型洗车场，清 洗车辆基本为小型汽车。原水经5 min沉沙后，主 要水质指标为：pH 6.5 -7. 2,COD 100 -200 mg/L, B0D5 30 -50 mg/L,LAS 4.5 -11 mg/L，浊度 500 ~ 950 NTU，石油类 1_ 8 mg/L,NH3-N 4 mg/L,SS >75 mg/L,色度>40度。

 

1.2聚丙烯腈基活性炭纤维

 

聚丙烯腈基活性炭纤维（PAN-ACF)除具有一 般的活性炭纤维的性能外,还具有纤维强度髙，弹性 模量大的特点。而且含氮量较高，对氮系、硫系、卤 素系等化合物有较强的吸附性能力⑷。实验所用 材料聚丙烯腈基活性炭纤维毡（PAN-ACF毡）由兰 州市某炭纤维有限公司提供，主要性能指标为：比表 面积为900 ~ 1 500 m2/g,炭毡厚度10 mm，容重 0. 15 -0. 17 g/cm3，含碳量 90%，苯吸附值 30% ~ 50% ,空隙率90%。

 

PAN-ACF毡使用前需要进行预处理以去除表 面和孔隙间的游离性生物基质。实验前将PAN-ACF毡浸泡在去离子水中，在高压锅中加热，煮沸 2 h，期间每隔半小时换水一次。然后放入鼓风干燥 箱中，烘干待用。

 

1.3分析方法与仪器

 

阴离子表面活性剂（LAS):亚甲基兰分光光度 法（GB/T7494);化学需氧量（COD):重铬酸钾法； 生化需氧量（B0D5):稀释接种法;NH3-N:纳氏试剂 分光光度法•，石油类•.红外分光光度法•，浊度：HACH 2100N浊度仪；色度：YS-2000液体色度仪；pH: PHS-5型酸度计;悬浮性固体（SS):重量法；SEM:S-3000N扫描电子显微镜；红外光谱（FT-IRhNico-ieteTO 傅立叶红外光谱仪。

 

1.4 实验装置和方法

 

实验流程如图1所示。实验流程主要针对清洗 小型车辆的洗车废水的水质特点而设计。生物活性

使用

洗车废水

沉沙槽

曝气泵q

 

Q—

图1实验装置示意图 Fig. 1 Schematic diagram of experimental apparatus

 

炭纤维反应器（BACF反应器）的有效容积为15 L0 反应器中的聚丙烯腈基活性炭纤维载体采用悬挂式 填充，填充的活性炭纤维块规格为3 cm x2_ 5 cmx 0.5 cm,填充容积比例为40%。

 

实验接种污泥取自兰州市雁儿湾污水处理厂, 接种量为反应器容积的40%,污泥浓度约为4. 3 g/ L。启动初期采用连续进水，流量控制在20 ~40 mL/min,C0D负荷不超过10 g/d。经过3周的驯 化，活性炭纤维载体表面出现大量白色丝状的生物 膜，确定活性污泥挂膜成功。载体挂膜所用时间较 短，说明PAN-ACF的生物亲和性较好。

 

BACF反应器稳定运行时进水流量为40 mL/ min，曝气量在3 ~4.5 mg/L之间，进水的COD容积 负荷约为 0.384 -0.768 kg C0D/(m3 . d),水力停 留时间约为6. 25 h0

 

2实验结果与讨论

 

2.1 LAS的变化

 

图2所示为BACF反应器5周内处理洗车废水 的LAS浓度的变化情况。

 

由于洗车场定期配置洗车药剂，图2中第5 ~ 9 d恰为洗车场重新调配洗车药剂时期，进水LAS浓 度波动较大，浓度最高时可达到24 mg/L，但出水 LAS浓度仅为0. 56 mg/L, BACF反应器对LAS浓 度变化表现出很好的适应性。第23 d后进水LAS 浓度变化稳定，出水LAS浓度基本保持在 0.2 rag/L,LAS的平均去除率在97%以上，这与文 献报道的生物膜法对LAS的去除率相吻合[1°]。

 

由于LAS分子具有一定的生物毒性，微生物对 LAS的生物降解作用在一定浓度范围内表现为较好 的去除效果，当LAS初始浓度超过某一临界浓度后 会对微生物繁殖产生抑制作用，使降解速率下 降["]。实验原水中LAS的浓度的正常