基于氯堿弱化工藝的高強度生活廢水處理能力研究

祁新萍（新疆輕工職業技術學院，新疆 烏魯木齊 830021）

高強度生活廢水處理能力發展緩慢，導致城市水環境持續惡化，嚴重制約了我國經濟與社會的發展，因此進行基于氯堿弱化工藝的高強度生活廢水處理能力研究。在高強度生活廢水處理進程中，該廢水處理具有工藝投資少、能耗低、效率高的優點。基于氯堿弱化工藝的絮凝沉降通過自然絮凝劑進行懸浮固體脫穩，形成活性污泥，達到較好的沉降效果。而傳統的廢水處理雖以沉淀為主，但對有機物的去除率較低，懸浮固體SS 去除率一般為40%～60%，BOD5去除率為20%～30%，COD 去除率僅為10%左右[1]。為緩解我國高強度生活廢水處理領域處理能力低下的狀況，應選擇適用基于氯堿弱化工藝的高強度生活廢水處理。穩，較大顆粒則按照一定的速度梯度進行脫穩。基于氯堿弱化工藝，加入少部分燒堿調整NaOH含量，Mg2+與NaOH發生反應，生成Mg(OH)2，加入NaClO把藻類、腐殖酸等氧化分解成為小分子有機物。Mg(OH)2與Cl-經絮凝后沉入底部形成下排泥。隨后在空氣攪拌以及生物絮凝吸附區內，誘導原有菌膠團與下排泥結合在一起，組成具有較強吸附能力和較好沉降性能的活性污泥[5]。高強度生活廢水流經活性污泥，開始絮凝沉淀，通過活性污泥吸收水中懸浮物、膠體顆粒及游離性細菌，進一步完善反應過程，保證泥水充分分離。

1 基于氯堿弱化工藝的高強度生活廢水處理工藝設計

氯堿弱化工藝是指在廢水處理期間，電解高強度生活廢水，使其中的Cl-、OH-從廢水中分離出來，隨后加入反應溶劑使其發生反應生成一種新物質，從而有效降低水中的氯堿濃度。

1.1 生物膜過濾

生物膜呈蓬松的絮狀結構，微孔多，表面積大，具有很強的吸附能力[2]。生物膜過濾主要分為三步，首先進行初步介質過濾。這是一種簡單粗過濾的過程，利用生物膜的絮狀結構篩慮高強度生活廢水中粒徑較大的微粒固體粒子，粒徑比生物膜孔徑大的物質被生物膜截留，孔徑小則通過，此時，生物膜起了一種篩網的作用。其次進行表面過濾，因為生物膜具有很強的吸附能力，因此很多直徑比生物膜的孔徑小的固體粒子依然會被截流在生物膜上。隨著過濾過程的進行，會在過濾孔處形成架橋現象。

此時懸浮體中顆粒濃度很高，需要回收大量固體顆粒。因此進行最后的深層過濾。固體顆粒在進入生物膜內部后，被過濾介質內部曲折而又細長的通道截留住，這些固體顆粒的粒徑比過濾介質內部的孔徑要小很多[3]。高強度生活廢水中的微小固體顆粒在通過生物膜的內部通道時，受到靜電以及通道壁面的表面力的共同作用而被截留在生物膜內，如圖1所示。

1.2 絮凝沉降

經過生物膜過濾后，選取由細菌胞外酶作用產生的自然絮凝劑開始絮凝沉降過程。自然絮凝劑利用原污水中的懸浮固體作為絮核，使懸浮物質和膠體物質以及游離性細菌脫穩，然后互相凝聚[4]。粒徑小于l 微米的顆粒，依靠布朗運動進行脫

圖1 深層過濾示意圖

1.3 活性炭吸附

絮凝沉降后的高強度生活廢水流經活性炭外表面的水流滯流層，被吸附的物質需要依靠濃度差穿過滯流層接觸活性炭，隨后，先擴散進入表面大孔中，再從活性炭的大孔中擴散到中孔里，最后繼續擴散到微孔完成一次吸附過程。

2 仿真實驗

2.1 實驗設計

為了驗證氯堿弱化工藝對高強度生活廢水處理能力有效性，需要進行一次仿真實驗。設置基于氯堿弱化工藝的高強度生活廢水處理為實驗組，傳統的高強度生活廢水處理為對照組，進行對比實驗，比照所提出生活廢水處理方法與傳統生活廢水處理方法的污染物去除率差異。在實驗中保持工作流量Q=1.0m3/d 不變，通過活性污泥排泥控制絮凝反應區MLSS=2～3g/l，基于活性污泥（SVI）在絮凝反應區的溶氧量（DO）變化，分別進行5組污染物去除率的對比試驗。

表1 絮凝反應區活性污泥SVI值隨DO的變化（Q=1.0m3/d）

2.2 實驗結果分析與討論

根據實驗結果將兩組實驗的污染物去除率繪制成變化曲線，如下圖2所示。

圖2 污染物去除率對比圖

如圖2所示，實驗組的污染物去除率明顯高于對照組，這說明基于氯堿弱化工藝下的污泥沉降性能要優于傳統條件下的污泥沉降性能。

3 結語

針對高強度生活廢水處理能力低下的問題，設計基于氯堿弱化工藝的高強度生活廢水處理工藝。通過生物膜過濾廢水中的固體顆粒，利用氯堿弱化工藝進行絮凝沉降，將水與沉淀物分離，最后進行活性炭吸附，完成高強度生活廢水的處理。高強度廢水處理仍面臨處理設備過于昂貴、處理范圍過小等問題，希望對基于氯堿弱化工藝的高強度生活廢水處理能力的研究能夠給未來帶來一定的幫助與指引。