泉州一体化生活污水处理设备设施
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膜可以由很多种材料制备,可以是液相、固相甚至是气相的。目前使用的分离膜绝大多数是固相膜。根据孔径不同可分为:微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜;根据材料不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是微滤级别膜。膜可以是均质或非均质的,可以是荷电的或电中性的。广泛用于废水处理的膜主要是由有机高分子材料制备的固相非对称膜。
膜的分类依据及分类:
一、 mbr 膜材质
1、高分子有机膜材料: 聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。
有机膜成本相对较低,造价便宜,膜的制造工艺较为成熟,膜孔径和形式也较为多样,应用广泛,但运行过程易污染、强度低、使用寿命短。
2、无机膜 :是固态膜的一种,是由无机材料,如金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。
目前在 mbr 中使用的无机膜多为陶瓷膜,优点是:它可以在 ph = 0~14 、压力 p<10mpa 、温度 <350 ℃的环境中使用,其通量高、能耗相对较低,在高浓度工业废水处理中具有很大竞争力;缺点是:造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难。
废水氧化处理技术介绍
氧化技术 近年来,氧化技术处理废水的研究取得了显著进展。废水的氧化技术主要是运用超临界水氧化、光催化氧化、无荆催化氧化、电化学氧化、化学氧化与生物氧化相结合等手段处理废水的技术。
1、 无剂催化氧化技术 采用无剂催化氧化处理有机废水,尤其是处理有毒有害、难于生物降解的有机污染物,是当前水处理技术研究的热点课题。 活性嵌可作为废水催化氧化反应的催化剂。与fenton试剂法相比,cod去除率提高了1.75倍。还可利用金属氧化物为催化剂,来提高臭氧的利用效率和氧化能力。
2、 光催化氧化技术 光氧化常用的催化剂是 tio2、h2o2-草酸铁等无机试剂。通常的悬浮相tio2光催化氧化法存在着催化剂易失活、易凝聚和难分离等固有弊端。将tio2负载在海沙上,作为光氧化反应的催化剂克服了上述缺点。还可将tio2粉末固定在泡沫镍上的光催化固定技术,降解废水中的磺基水杨酸。利用tio2催化降解有机物时,可利用太阳能来代替uv光源。
3、 电化学氧化技术 近年来电化学水处理法得到了改进,在传统电化学法的基础上增加了氧化、催化氧化或光催化氧化作用,有效地突破了微电解技术的局限,展示了电化学水处理技术的绿色特点。利用光透电极和纳米结构tio2作为工作电极和光催化剂,采用光电催化法对水中染料进行电解,发现与光致分解、光催化降解相比,光电催化降解对三种染料一品红、铬蓝k、铬黑t溶液的降解效果好。采用高压脉冲放电降解法去除水中苯乙酮的研究也取得了较好的效果。 液电脉冲处理水中苯乙酮过程中,在通入o2时,经30min放电处理,苯乙酮降解率可达92%。液电脉冲等离子降解法涉及等离子物理、等离子化学、流体力学、热力学、生物、电工、环境保护等学科间的交叉,这种降解法具备了光化学氧化、高温热降解、超临界水氧化以及液电空化降解等多种水处理法的综合效应。
4、 超临界水氧化技术(scwo) scwo是对湿式氧化处理难降解有机废水技术的改进,是近年来兴起的绿色水处理技术。超临界水(t>617.5k,p>22.05mpa)具有常态水所没有的特性。其溶解性强,扩散系数大,传质速度快,可作为超临界水氧化有毒有害有机物的反应介质。有机物、空气或氧气和水在25mt a和673k以上的温度可*互溶。 体系呈均相混台状态,在较短的反应停留时问内,99.99 %以上的有机物可被迅速氧化成co-nho和其他小分子物质。该法用于有毒有害、难生物降解的有机废水的处理尤其有效。氧化产物清洁且无需后续处理,符合全封闭处理要求。纯净水设备在较低的有机物含量下,可实现自热然启动,运行后无需外界供热。 因反应物混合均匀且反应温度高,反应速度大幅加快,故水的停留时间较短,所需反应器体积小,结构简单。
mbr工艺特点
与许多传统的生物水处理工艺相比, mbr 具有以下主要特点:
一、出水水质稳定
由于膜的分离作用,分离效果远好于传统沉淀池,处理出水极其清澈, 悬浮物和浊度接近于零,细菌和病毒被大幅去除 ,出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准( cj25.1-89 ),可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。
同时,膜分离也使 微生物被*被截流在生物反应器内, 使得系统内能够维持较高的微生物浓度,不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率,保证了良好的出水水质,同时反应器对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性,耐冲击负荷,能够稳定获得的出水水质。
二、剩余污泥产量少
该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行,剩余污泥产量低(理论上可以实现零污泥排放),降低了污泥处理费用。
过滤器原理以及过滤介质技术介绍
一、过滤原理
(一)基本概念过滤是利用某种多孔介质对悬浮液进行分离的操作。工作时,在外力作用下,悬浮液中的液体通过介质的孔道流出,固体颗粒被截留,从而实现分离。一般将待过滤的悬浮液称为滤浆;所采用的多孔介质称为过滤介质;通过介质孔道的液体称为滤液;被截留的固体物称为滤饼或滤渣。
过滤操作的推动力是过滤介质上下游两侧的压力差,产生压力差的方法有以下几种:
①利用滤浆自身的压头;
②在滤浆表面加压;
③在过滤介质的下游一侧抽真空;
④利用惯性离心力。
过滤操作根据作用原理可分为两类:
①筛析过滤过滤介质的孔目数小于固体颗的直径,依靠筛析作用将固体颗粒从悬浮液中除去。
筛析过滤在过滤初期细小颗粒流出,滤液比较混浊。随着饼层的形成和加厚,滤液逐渐变清。由于筛孔逐渐受堵,过滤速度呈降低趋势。过滤过程当滤饼层形成,筛析作用便由饼层产生,过滤介质失去筛析作用,只起支撑饼层的作用,称饼层过滤。
近几年,国内外采用管式静态混合器使混合效果有了比较明显地提高,但由于人们对于多相物系反应中亚微观传质以及湍流微结构在胶体颗粒初始凝聚时的作用认识不清,故也防碍了混凝效果的进一步提高。混凝剂水解产物在混合设备中的扩散应分为两类:宏观扩散,即使混凝剂水解产物扩散到水体各个宏观部位,其扩散系数很大,这部分扩散是由大涡旋的动力作用导致的,因而宏观扩散可以短时间内完成;亚微观扩散,地埋式生活污水处理设备即浊凝剂水解产物在极邻近部位的扩散,这部分扩散系数比宏观扩散小几个数量级。
根据膜组件和生物反应器的组合方式,可将 膜 - 生物反应器 分为分置式、一体式以及复合式三种基本类型 。
分置式膜 - 生物反应器把膜组件和生物反应器分开设置,如图 3所示。生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至膜组件的过滤端,在压力作用下混合液中的液体透过膜,成为系统处理水;固形物、大分子物质等则被膜截留,随浓缩液回流到生物反应器内。分置式膜 -生物反应器的特点是运行稳定可靠,易于膜的清洗、更换及增设;而且膜通量普遍较大。但一般条件下为减少污染物在膜表面的沉积,延长膜的清洗周期,需要用循环泵提供较高的膜面错流流速,水流循环量大、动力费用高 (yamamoto, 1989),并且泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体产生失活现象 ( brockmann and seyfried, 1997 ) 。
一体式膜 - 生物反应器是把膜组件置于生物反应器内部,如图 4 所示。进水进入膜 -生物反应器,其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除,再在外压作用下由膜过滤出水。这种形式的膜 -生物反应器由于省去了混合液循环系统,并且靠抽吸出水,能耗相对较低;占地较分置式更为紧凑,近年来在水处理领域受到了特别关注。但是一般膜通量相对较低,容易发生膜污染,膜污染后不容易清洗和更换。
复合式膜 - 生物反应器在形式上也属于一体式膜 - 生物反应器,所不同的是在生物反应器内加装填料,从而形成复合式膜 - 生物反应器,改变了反应器的某些性状。
过滤介质和助滤剂
1.过滤介质?过滤介质的主要作用是支撑滤饼,须具有多孔结构,足够的机械强度和尽可能小的流动阻力,耐腐蚀性。
常用的过滤介质有以下类型:
①织物介质,如工业滤布,金属丝网等;
②粒状介质,如珍珠岩粉,纤维素,硅藻土等;
③固体纸板,如脱色木质纸板,合成纤维板等;
④过滤膜,由纤维素和其它聚合物构成。粒状介质是作为助滤剂预涂于织物介质表面使用,用于粗滤;固体纸板介质多用于半精滤及精滤;过滤膜介质用于精滤及超精滤。
2 ,助滤剂将某些坚硬的粒状物预涂于过滤介质表面或添加于滤浆中,以形成较为坚硬而松散的滤饼,使滤液能够顺利通过,这种粒状物称为助滤剂。对助滤剂的要求:助滤剂是一种坚硬,疏松结构的粉状或纤维状的固体,能形助滤剂应能较好地悬浮于料液中,颗粒大小合适,不含可溶于滤液的物质。
常用的助滤剂有硅藻土,纤维素等。
使用助滤剂的目的:防止过滤介质孔道堵塞,或降低滤饼的过滤阻力。
加助滤剂和方法有预涂法和预混法。
葡萄酒生产中过滤操作使用的助滤剂主要是硅藻土和纤维素。硅藻土是水生植物硅藻的化石,由古生物积沉岩硅藻的遗骸构成。其主要成分为sio2(占85-90%),呈灰白色粉末,粒度一般为30-40μm,小为2μm,大为300-400μm,比重为0.31-0.7.
其主要特性为:
①主要成分为sio2,化学稳定性好。不溶于除以外的任何强酸,能溶于苛性碱。对不同浓度及不同温度的滤浆均可适用;
②作为助滤剂使用时,可获得较高的过滤速度和理想的澄清度。硅藻土具有无数的小孔和复孔,其孔隙率为80-90%,这就为截留固体颗粒提供了较大的空间。加之骨架坚硬,形成的滤饼基本具有不可压缩的特点,在压力变化的情况下仍能基本保持疏松多孔状态,过滤阻力小,可获得较高的过滤速度及理想的澄清度;
占地面积小,不受设置场合限制
生物反应器内能维持高浓度的微生物量,处理装置容积负荷高,占地面积大大节省; 该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省,不受设置场所限制,适合于任何场合,可做成地面式、半地下式和地下式。
四、可去除氨氮及难降解有机物
由于微生物被*截流在生物反应器内,从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长,系统硝化效率得以提高。同时,可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间,有利于难降解有机物降解效率的提高。
五、操作管理方便,易于实现自动控制
该工艺实现了水力停留时间( hrt )与污泥停留时间( srt )的*分离,运行控制更加灵活稳定,是污水处理中容易实现装备化的新技术,可实现微机自动控制,从而使操作管理更为方便。
六、易于从传统工艺进行改造
该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元,在城市二级污水处理厂出水深度处理(从而实现城市污水的大量回用)等领域有着广阔的应用前景。
膜 - 生物反应器也存在一些不足。主要表现在以下几个方面:
o 膜造价高,使膜 - 生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺;
o 膜污染容易出现,给操作管理带来不便;
o 能耗高:首先 mbr 泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力,其次是 mbr 池中 mlss 浓度非常高,要保持足够的传氧速率,必须加大曝气强度,还有为了加大膜通量、减轻膜污染,必须增大流速,冲刷膜表面,造成 mbr 的能耗要比传统的生物处理工艺高。
水处理技术的概述
这促使环境科学家和环保工程师积极开发和应用水处理技术. 水处理技术的开发,正在有力推动环境科学与工程学科的发展,它是开展环境科学与工程学科创新研究的一条源泉之路,对于人类社会的可持续发展具有重要的现实意义。
l 膜分离技术 膜分离技术是近二、三十年内发展起来的。与常规分离方法相比,膜分离过程具有能耗低、单级分离效率高、工艺简单、不污染环境等特点,在废水处理中可实现水的闭路循环,除污的同时变废为宝,是符合可持续发展战略的绿色技术。膜分离技术主要包括微滤(mf)、超滤(uf)、纳滤(nf)反渗透(ro)和电渗析等。近年来这些技术在水处理的应用愈来愈显示生命力。 世界上每天约有500万m 的水通过膜分离处理为了适应水处理的需要,膜材料的性能逐步得以改进采用无毒无害、可生物降解的材料制备超滤膜。 nf膜在水的软化方面显示了其它技术*的优越性,nf90膜在海岛饮用水制备中可有效地去除对人体健康不利的ca2+、mg2+等硬度。在较低的操作压力(<1.0mpa)下,总脱盐率≥8l%,产水量可达144t/d,淡化水符合生活饮用水标准。 电渗析作为绿色水处理技术近年来研究较多。有人采用改性异向膜电渗析法处理化纤厂粘胶单丝淋洗废水(去酸水),在工艺上实现了污水闭路循环,消除了h2so4和zn的污染,并把溶解固体浓缩到190g/l,再进行多效蒸发来回收多余的na2so4。浓缩的h2so4和znso4溶液则返回凝固浴再用,淡化水中的总溶解固体(tds)下降到0.7g/l以下,因无硬度,故可作洗涤用水。 膜分离技术正在成为水处理研究与应用的热点,其在水的回用方面起着难以替代的作用。将膜分离技术与绿色氧化技术、生物处理技术联合,用于废水的处理及回用是一个颇有前途的研究与应用方向。
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