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高強(qiáng)度生活廢水處理氯堿弱化工藝

  高強(qiáng)度生活廢水處理能力發(fā)展緩慢,導(dǎo)致城市水環(huán)境持續(xù)惡化,嚴(yán)重制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展,因此進(jìn)行基于氯堿弱化工藝的高強(qiáng)度生活廢水處理能力研究。在高強(qiáng)度生活廢水處理進(jìn)程中,該廢水處理具有工藝投資少、能耗低、效率高的優(yōu)點(diǎn)?;诼葔A弱化工藝的絮凝沉降通過(guò)自然絮凝劑進(jìn)行懸浮固體脫穩(wěn),形成活性污泥,達(dá)到較好的沉降效果。而傳統(tǒng)的廢水處理雖以沉淀為主,但對(duì)有機(jī)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。為緩解我國(guó)高強(qiáng)度生活廢水處理領(lǐng)域處理能力低下的狀況,應(yīng)選擇適用基于氯堿弱化工藝的高強(qiáng)度生活廢水處理

  一、基于氯堿弱化工藝的高強(qiáng)度生活廢水處理工藝設(shè)計(jì)

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

  1.1 生物膜過(guò)濾

  生物膜呈蓬松的絮狀結(jié)構(gòu),微孔多,表面積大,具有很強(qiáng)的吸附能力。生物膜過(guò)濾主要分為三步,首先進(jìn)行初步介質(zhì)過(guò)濾。這是一種簡(jiǎn)單粗過(guò)濾的過(guò)程,利用生物膜的絮狀結(jié)構(gòu)篩慮高強(qiáng)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(zhì)被生物膜截留,孔徑小則通過(guò),此時(shí),生物膜起了一種篩網(wǎng)的作用。其次進(jìn)行表面過(guò)濾,因?yàn)樯锬ぞ哂泻軓?qiáng)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(huì)被截流在生物膜上。隨著過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行,會(huì)在過(guò)濾孔處形成架橋現(xiàn)象。

  此時(shí)懸浮體中顆粒濃度很高,需要回收大量固體顆粒。因此進(jìn)行最后的深層過(guò)濾。固體顆粒在進(jìn)入生物膜內(nèi)部后,被過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部曲折而又細(xì)長(zhǎng)的通道截留住,這些固體顆粒的粒徑比過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部的孔徑要小很多。高強(qiáng)度生活廢水中的微小固體顆粒在通過(guò)生物膜的內(nèi)部通道時(shí),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(nèi),如圖1所示。

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  1.2 絮凝沉降

  經(jīng)過(guò)生物膜過(guò)濾后,選取由細(xì)菌胞外酶作用產(chǎn)生的自然絮凝劑開(kāi)始絮凝沉降過(guò)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(zhì)和膠體物質(zhì)以及游離性細(xì)菌脫穩(wěn),然后互相凝聚。粒徑小于1微米的顆粒,依靠布朗運(yùn)動(dòng)進(jìn)行脫穩(wěn),較大顆粒則按照一定的速度梯度進(jìn)行脫穩(wěn)?;诼葔A弱化工藝,加入少部分燒堿調(diào)整NaOH含量,Mg2+與NaOH發(fā)生反應(yīng),生成Mg(OH)2,加入NaClO把藻類(lèi)、腐殖酸等氧化分解成為小分子有機(jī)物。Mg(OH)2與Cl經(jīng)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(qū)內(nèi),誘導(dǎo)原有菌膠團(tuán)與下排泥結(jié)合在一起,組成具有較強(qiáng)吸附能力和較好沉降性能的活性污泥。高強(qiáng)度生活廢水流經(jīng)活性污泥,開(kāi)始絮凝沉淀,通過(guò)活性污泥吸收水中懸浮物、膠體顆粒及游離性細(xì)菌,進(jìn)一步完善反應(yīng)過(guò)程,保證泥水充分分離。

  1.3 活性炭吸附

  絮凝沉降后的高強(qiáng)度生活廢水流經(jīng)活性炭外表面的水流滯流層,被吸附的物質(zhì)需要依靠濃度差穿過(guò)滯流層接觸活性炭,隨后,先擴(kuò)散進(jìn)入表面大孔中,再?gòu)幕钚蕴康拇罂字袛U(kuò)散到中孔里,最后繼續(xù)擴(kuò)散到微孔完成一次吸附過(guò)程。

  二、仿真實(shí)驗(yàn)

  2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

  為了驗(yàn)證氯堿弱化工藝對(duì)高強(qiáng)度生活廢水處理能力有效性,需要進(jìn)行一次仿真實(shí)驗(yàn)。設(shè)置基于氯堿弱化工藝的高強(qiáng)度生活廢水處理為實(shí)驗(yàn)組,傳統(tǒng)的高強(qiáng)度生活廢水處理為對(duì)照組,進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),比照所提出生活廢水處理方法與傳統(tǒng)生活廢水處理方法的污染物去除率差異。在實(shí)驗(yàn)中保持工作流量Q=1.0m3/d不變,通過(guò)活性污泥排泥控制絮凝反應(yīng)區(qū)MLSS=2~3g/l,基于活性污泥(SVI)在絮凝反應(yīng)區(qū)的溶氧量(DO)變化,分別進(jìn)行5組污染物去除率的對(duì)比試驗(yàn)。

  表1絮凝反應(yīng)區(qū)活性污泥SVI值隨DO的變化(Q=1.0m3/d)

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  2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論

  根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果將兩組實(shí)驗(yàn)的污染物去除率繪制成變化曲線,如下圖2所示。

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  如圖2所示,實(shí)驗(yàn)組的污染物去除率明顯高于對(duì)照組,這說(shuō)明基于氯堿弱化工藝下的污泥沉降性能要優(yōu)于傳統(tǒng)條件下的污泥沉降性能。

  三、結(jié)語(yǔ)

  針對(duì)高強(qiáng)度生活廢水處理能力低下的問(wèn)題,設(shè)計(jì)基于氯堿弱化工藝的高強(qiáng)度生活廢水處理工藝。通過(guò)生物膜過(guò)濾廢水中的固體顆粒,利用氯堿弱化工藝進(jìn)行絮凝沉降,將水與沉淀物分離,最后進(jìn)行活性炭吸附,完成高強(qiáng)度生活廢水的處理。高強(qiáng)度廢水處理仍面臨處理設(shè)備過(guò)于昂貴、處理范圍過(guò)小等問(wèn)題,希望對(duì)基于氯堿弱化工藝的高強(qiáng)度生活廢水處理能力的研究能夠給未來(lái)帶來(lái)一定的幫助與指引。( >

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