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。
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)
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。
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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