基于氯碱弱化工艺的高强度生活废水处理能力研究

祁新萍（新疆轻工职业技术学院，新疆 乌鲁木齐 830021）

高强度生活废水处理能力发展缓慢，导致城市水环境持续恶化，严重制约了我国经济与社会的发展，因此进行基于氯碱弱化工艺的高强度生活废水处理能力研究。在高强度生活废水处理进程中，该废水处理具有工艺投资少、能耗低、效率高的优点。基于氯碱弱化工艺的絮凝沉降通过自然絮凝剂进行悬浮固体脱稳，形成活性污泥，达到较好的沉降效果。而传统的废水处理虽以沉淀为主，但对有机物的去除率较低，悬浮固体SS 去除率一般为40%～60%，BOD5去除率为20%～30%，COD 去除率仅为10%左右[1]。为缓解我国高强度生活废水处理领域处理能力低下的状况，应选择适用基于氯碱弱化工艺的高强度生活废水处理。稳，较大颗粒则按照一定的速度梯度进行脱稳。基于氯碱弱化工艺，加入少部分烧碱调整NaOH含量，Mg2+与NaOH发生反应，生成Mg(OH)2，加入NaClO把藻类、腐殖酸等氧化分解成为小分子有机物。Mg(OH)2与Cl-经絮凝后沉入底部形成下排泥。随后在空气搅拌以及生物絮凝吸附区内，诱导原有菌胶团与下排泥结合在一起，组成具有较强吸附能力和较好沉降性能的活性污泥[5]。高强度生活废水流经活性污泥，开始絮凝沉淀，通过活性污泥吸收水中悬浮物、胶体颗粒及游离性细菌，进一步完善反应过程，保证泥水充分分离。

1 基于氯碱弱化工艺的高强度生活废水处理工艺设计

氯碱弱化工艺是指在废水处理期间，电解高强度生活废水，使其中的Cl-、OH-从废水中分离出来，随后加入反应溶剂使其发生反应生成一种新物质，从而有效降低水中的氯碱浓度。

1.1 生物膜过滤

生物膜呈蓬松的絮状结构，微孔多，表面积大，具有很强的吸附能力[2]。生物膜过滤主要分为三步，首先进行初步介质过滤。这是一种简单粗过滤的过程，利用生物膜的絮状结构筛虑高强度生活废水中粒径较大的微粒固体粒子，粒径比生物膜孔径大的物质被生物膜截留，孔径小则通过，此时，生物膜起了一种筛网的作用。其次进行表面过滤，因为生物膜具有很强的吸附能力，因此很多直径比生物膜的孔径小的固体粒子依然会被截流在生物膜上。随着过滤过程的进行，会在过滤孔处形成架桥现象。

此时悬浮体中颗粒浓度很高，需要回收大量固体颗粒。因此进行最后的深层过滤。固体颗粒在进入生物膜内部后，被过滤介质内部曲折而又细长的通道截留住，这些固体颗粒的粒径比过滤介质内部的孔径要小很多[3]。高强度生活废水中的微小固体颗粒在通过生物膜的内部通道时，受到静电以及通道壁面的表面力的共同作用而被截留在生物膜内，如图1所示。

1.2 絮凝沉降

经过生物膜过滤后，选取由细菌胞外酶作用产生的自然絮凝剂开始絮凝沉降过程。自然絮凝剂利用原污水中的悬浮固体作为絮核，使悬浮物质和胶体物质以及游离性细菌脱稳，然后互相凝聚[4]。粒径小于l 微米的颗粒，依靠布朗运动进行脱

图1 深层过滤示意图

1.3 活性炭吸附

絮凝沉降后的高强度生活废水流经活性炭外表面的水流滞流层，被吸附的物质需要依靠浓度差穿过滞流层接触活性炭，随后，先扩散进入表面大孔中，再从活性炭的大孔中扩散到中孔里，最后继续扩散到微孔完成一次吸附过程。

2 仿真实验

2.1 实验设计

为了验证氯碱弱化工艺对高强度生活废水处理能力有效性，需要进行一次仿真实验。设置基于氯碱弱化工艺的高强度生活废水处理为实验组，传统的高强度生活废水处理为对照组，进行对比实验，比照所提出生活废水处理方法与传统生活废水处理方法的污染物去除率差异。在实验中保持工作流量Q=1.0m3/d 不变，通过活性污泥排泥控制絮凝反应区MLSS=2～3g/l，基于活性污泥（SVI）在絮凝反应区的溶氧量（DO）变化，分别进行5组污染物去除率的对比试验。

表1 絮凝反应区活性污泥SVI值随DO的变化（Q=1.0m3/d）

2.2 实验结果分析与讨论

根据实验结果将两组实验的污染物去除率绘制成变化曲线，如下图2所示。

图2 污染物去除率对比图

如图2所示，实验组的污染物去除率明显高于对照组，这说明基于氯碱弱化工艺下的污泥沉降性能要优于传统条件下的污泥沉降性能。

3 结语

针对高强度生活废水处理能力低下的问题，设计基于氯碱弱化工艺的高强度生活废水处理工艺。通过生物膜过滤废水中的固体颗粒，利用氯碱弱化工艺进行絮凝沉降，将水与沉淀物分离，最后进行活性炭吸附，完成高强度生活废水的处理。高强度废水处理仍面临处理设备过于昂贵、处理范围过小等问题，希望对基于氯碱弱化工艺的高强度生活废水处理能力的研究能够给未来带来一定的帮助与指引。