活性炭對灰水處理的可行性

　　與其他廢水流相比，灰水通常由50-80生活用水構成，源頭分流的灰水污染物含量比較低。這些屬性使灰水的吸引力的源用于現場處理和再利用住宅用途如沖廁和灌溉。但是，由于存在微量的化學物和微生物，灰水如果處理不當二次使用的話還是有風險的。因此，需要有效的處理技術來處理灰水，以確保安全回用。以前的大多數灰水的處理都是在生活污水處理廠中進行的。但是，這種方法忽略了灰水回收的各種潛在分散應用。所以開發一種被動的，易于操作的活性炭生物濾池，用于現場灰水處理，該濾池是為單個家庭，家庭集群或較小社區的規模量身定制的。

　　活性炭生物濾池設置

　　使用實驗室規模的圓柱型反應器(圖1)中進行。該深度通常用于活性炭，并在先前的研究中建議同時增強有機物和其它物質的去除。反應器填充有韓研椰殼活性炭。對于生物濾池，推薦的介質粒徑范圍是2–10mm，而最常用的范圍是2-4。活性炭濾池由兩個區域組成：頂部的不飽和區域，下面是飽和區域。飽和區的深度由出水口的高度控制(圖1)。合成的灰水在使用定時器控制蠕動泵送到活性炭濾池的頂部入口，并使用滴灌管將其分布在2厘米深的環氧涂層礫石層上，粒徑為4–7mm，以確保流入的活性合成濾水在下部活性炭濾池介質中的水力負載均勻。然后，合成的灰水通過活性炭介質及其覆蓋的生物膜滲透。合成灰水沿生物濾池深度沿橫截面的均勻分布可通過添加聚酯分配網來保持。還在活性炭下方添加了另一層相同的環氧涂層礫石，以最大程度地減少活性炭介質內的死區。經過處理的廢水從活性炭濾池的底部排出。

　　圖1：用于灰水處理的實驗室規模的單級不飽和飽和活性炭濾池的示意圖。

　　活性炭對灰水的處理效果

　　活性炭濾池在順利運行253天后。在八個即操作條件下運行，其中水力負荷率和有機負荷率逐漸增加，水力停留時間降低。圖2顯示了在整個操作的八個階段中，進水，不飽和區流出物和最終流出物中的總化學需氧量濃度，以及其在不飽和區和飽和區中的去除效率。在這些階段中，活性炭始終實現了98%的平均總化學需氧量去除率，介于84%和>99%之間。沐浴和洗衣用合成灰水中的大多數有機物都是表面活性劑，它們來自洗滌劑和肥皂。表面活性劑的吸附及其需氧生物降解以前也有過測試。在特定條件下，活性炭可有效去除表面活性劑，效率達98%。使用需氧處理的表面活性劑的生物降解效率已經報道了超過在大多數情況下90%，并且可以實現99.9%的去除效率。廢水的總化學需氧量平均為5.3mg，當水力負荷率和有機負荷率逐從一個階段增加到另一個階段時，會出現一些峰。第六階段之后，在廢水中未觀察到銳利的化學需氧量峰。這可以歸因于在活性炭培養基上生長的生物膜的成熟。由于從階段VI開始開始出現不飽和區流出物的峰值，因此在飽和區的成熟明顯更為明顯。

　　圖2：進水中不飽和廢水和總廢水中總化學需氧量的濃度以及兩種廢水中的去除百分率隨活性炭運行時間的變化(d)。

　　達到的最低水力停留時間為2.4小時，其中大部分發生在飽和區，因為在非飽和區的保留時間少于10分鐘。盡管不飽和區中的水力停留時間較短，但活性炭中的大部分TCOD去除量(平均去除率的95%以上)都發生在該區域中，而飽和區的TCOD去除量卻少于5%(去除率超過95%)。剩余TCOD在大多數處理在不飽和區中進行之后，可以將飽和區視為拋光步驟。在整個運行期間，在非飽和或飽和區均未發現堵塞問題。但是，實際的灰水預計會包含更多的懸浮和漂浮物質(例如，頭發和絨毛)，這可能會導致過濾器堵塞，因此建議安裝帶有中間壁擋板的上游儲水箱，三通連接入口/出口和/或粗濾器。根據實驗計算，占地面積為1平米的活性炭濾池可以充分處理八個人產生的灰水。該技術可以潛在地應用于家庭或社區規模。

　　活性炭對灰水處理的可行性，經過測試開發的單級不飽和飽和活性炭濾池，用于現場灰水處理。在該活性炭濾池在運行的253天中，平均TCOD去除率達到98%，并完全去除了營養。濾池內形成了功能良好的生物膜，其質量和活性隨時間增加，在頂層觀察到最高值。初步的成本效益分析表明，使用活性炭來處理比較符合預期。如果有什么不明白的也可以咨詢我們。

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