Сточные воды от стирки составляют более 20% от общего объема бытовых сточных вод, что делает их потенциальным источником повторного использования воды. В настоящее время бытовые сточные воды от стирки обычно собираются равномерно по городским канализационным сетям и транспортируются на очистные сооружения для обработки. Однако сточные воды от стирки содержат большое количество поверхностно-активных веществ. Когда концентрация поверхностно-активных веществ превышает определенный уровень, это снижает микробное дыхание, нарушает усвоение фосфора, влияет на морфологию активного ила, вызывает разрушение хлопьев и лизис клеток простейших, и тем самым снижает эффективность очистки на очистных сооружениях. Если сточные воды от стирки можно обрабатывать и использовать повторно отдельно, это позволит не только снизить нагрузку на очистные сооружения, но и повысить коэффициент рециркуляции сточных вод и сэкономить водные ресурсы.
1.1 Экспериментальная неочищенная вода
1.2 Экспериментальное оборудование и методы
1.2.1 Экспериментальное оборудование
Экспериментальное оборудование показано на рисунке 1. Использовался прямоугольный электролитический реактор из органического стекла размерами (длина × ширина × высота) 10 см × 7 см × 12 см, а объем образца воды, используемого в каждом эксперименте, составлял 500 мл. В качестве анода использовался алюминиевый электрод или электрод с размерно-стабильным анодом (ДСА), а в качестве катода — нержавеющая сталь марки 316 или пластина из углеродного волокна. Электроды были полностью погружены в воду, имели эффективную площадь поверхности 84 см² и размеры (длина × ширина × толщина) 7 см × 6 см × 0,1 см, а расстояние между пластинами составляло 2 см. Перед экспериментом электроды сначала полировали наждачной бумагой, затем промывали раствором HCl концентрацией 1 моль/л в течение 10 минут, ополаскивали деионизированной водой и, наконец, высушивали. Электроды напрямую подключались к регулируемому источнику постоянного тока. В ходе реакции использовалась магнитная мешалка, перемешивающая смесь со скоростью 100 об/мин. Для получения озона применялся генератор озона с источником кислорода, а скорость потока озона контролировалась расходомером газа.
1.2.2 Экспериментальные методы
Возьмите 500 мл экспериментального образца воды, добавьте соответствующее количество электролита На₂ТАК₄ в соответствии с плотностью тока и тщательно перемешайте магнитной мешалкой до полного растворения На₂ТАК₄. Перед экспериментом установите плотность тока (5, 10, 15, 20 мА/см²) и скорость потока озона (100, 200, 300, 400 мл/мин). Подключите электроды к источнику постоянного тока. В сопряженной системе подключите генератор озона к аэрационной головке и одновременно включите генератор озона и источник постоянного тока. На этом этапе реакции электрохимического окисления (ЭХО) и окисления O₃ происходят одновременно, время реакции составляет 1 час. В несопряженной системе стадия ЭХО имеет время реакции 1 час, а последующая стадия — 1 час, общее время реакции составляет 2 часа. После реакции дайте раствору отстояться в течение 30 минут, затем отберите пробы для определения химического потребления кислорода (ХПК), мутности, содержания линейного алкилбензолсульфоната (ЛАС) и др. Для кинетического анализа пробы отбирали каждые 10 минут.
1.3 Элементы и методы анализа
ХПК: Спектрофотометрия быстрого разложения.
Мутность: портативный турбидиметр.
ЛАС: Спектрофотометрия с использованием метиленового синего. Перед определением профильтруйте образец воды через фильтровальную бумагу средней скорости для качественного анализа.
Микропластик: Используйте метод Тянь и др. Соберите три порции сточных вод, образующихся во время стирки белья (сточные воды от стирки, сточные воды от первого полоскания, сточные воды от второго полоскания), тщательно перемешайте, возьмите 500 мл образца воды и профильтруйте его через стекловолоконную фильтрующую мембрану с размером пор 0,7 мкм. Затем поместите фильтрующую мембрану в чашку Петри, оберните ее алюминиевой фольгой, проделайте несколько небольших отверстий на поверхности фольги иглой, высушите в печи при 60 °C в течение 1 часа, а затем наблюдайте и подсчитывайте микропластик под микроскопом.