膜生物反應(yīng)器在污水處理中的應(yīng)用進(jìn)展.doc_第1頁(yè)
膜生物反應(yīng)器在污水處理中的應(yīng)用進(jìn)展.doc_第2頁(yè)
膜生物反應(yīng)器在污水處理中的應(yīng)用進(jìn)展.doc_第3頁(yè)
膜生物反應(yīng)器在污水處理中的應(yīng)用進(jìn)展.doc_第4頁(yè)
膜生物反應(yīng)器在污水處理中的應(yīng)用進(jìn)展.doc_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩10頁(yè)未讀 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

膜生物反應(yīng)器在污水處理中的應(yīng)用進(jìn)展1 MBR應(yīng)用情況 目前,越來越多的國(guó)家將MBR用于生活污水和工業(yè)廢水的處理。表1中列出了一些發(fā)達(dá)國(guó)家近年來MBR的應(yīng)用情況。MBR的應(yīng)用情況國(guó)家應(yīng)用單位膜供應(yīng)商處理水量(m3/d)處理對(duì)象荷蘭1Beverwijk污水處理廠240生活污水荷蘭*Varsseveld污水處理廠18 000生活污水英國(guó)2Porlock污水處理廠Kubota1900生活污水英國(guó)Swanage污水處理廠Kubota13 000生活污水英國(guó)Daldowie污水處理廠Kubota10 800生活污水英國(guó)Wraxall污水處理廠Kubota290生活污水德國(guó)3Buechel污水處理廠Kubota960生活污水德國(guó)Markranstadt污水處理廠Zenon6000*生活污水德國(guó)Erftverband污水處理廠1500*生活污水德國(guó)*Monheim污水處理廠5000*生活污水德國(guó)*Kaarst污水處理廠40000*生活污 水愛爾蘭Avonmore公司 Kubota7100工業(yè)廢水愛爾蘭Minchmalt廠Kubota1720工業(yè)廢水比利時(shí)4* Heist污水處理廠30000*生活污水比利時(shí)*Schilde污水處理廠14000*生活污水奧地利5Halbenrain污水處理廠100垃圾滲濾液奧地利Zenon270生活污水瑞士*Zenon5 000生活污水以色列6Jerusalem污水處理廠4 000生活污水美國(guó)724座污水處理廠Zenon7500城市污水加拿大9座污水處理廠Zenon城市污水日本8300余座小區(qū)污水回用日本150余座工業(yè)廢水注:*原文中單位為inh,估計(jì)是inhabitants的縮寫 ,其義為人口當(dāng)量,此處按照1 inh=0.5m3/d估算。*污水處理廠仍在設(shè)計(jì)建設(shè)中。*原文中單位為人口當(dāng)量(Population Equivalents,PE),此處按照1 PE=0.5m3/d估算。在歐洲大部分國(guó)家由于國(guó)土面積小,地面水體因徑流距離較短而導(dǎo)致其自凈能力差、生態(tài)系統(tǒng)脆弱、易受污染。MBR由于其占地面積小和出水水質(zhì)優(yōu)良,在歐洲受到了相當(dāng)程度的重視,有許多污水處理廠都運(yùn)用MBR工藝進(jìn)行了中試規(guī)模的污水處理研究,并計(jì)劃進(jìn)行工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用。荷蘭在處理能力為240m3/d的中試取得成功以后,正在建造處理能力為18000m3/d的MBR污水處理廠,并計(jì)劃從2003年開始建造處理能力為(624)104m3/d的MBR污水處 理廠。德國(guó)已經(jīng)建成5家大規(guī)模使用MBR的污水處理廠,累計(jì)處理能力為21000m3/d;另有兩家污水廠已在規(guī)劃中,其中一家位于Kaarst的污水處理廠設(shè)計(jì)服務(wù)人口為8萬人,使用膜面 積總計(jì)為88000m2,預(yù)算為4600萬德國(guó)馬克,建成后將是世界上最大的使用MBR的污水處理廠。美國(guó)和加拿大已有許多投入運(yùn)行的MBR污水處理廠取得了較好的效果。日本對(duì)于MBR的使用較為普遍,主要是用于小區(qū)污水的處理與回用及工業(yè)(如食品、飲料制造業(yè))廢水處理。荷蘭Xflow公司開發(fā)的MBR在生活污水和食品、林業(yè)、造紙等工業(yè)廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用9,工業(yè)廢水累計(jì)處理流量為245m3/h,其中一家規(guī)模最大的生活污水處理廠的處理能力為1100m3/h。2 MBR的優(yōu)勢(shì)與改進(jìn)2.1 MBR的優(yōu)勢(shì)MBR與傳統(tǒng)工藝相比有以下明顯優(yōu)勢(shì)1: 由于取消了二沉池及將污泥濃度提高了25倍,減小了占地面積。 出水水質(zhì)好,可直接回用。出水中SS低于檢測(cè)限;耐熱大腸桿菌被完全除去,噬菌體數(shù)量比傳統(tǒng)工藝出水低1001000倍;對(duì)于重金屬的去除很明顯(尤其是Cu、Hg、Pb、Zn等),但其去除率取決于金屬離子與污泥吸附的程度;有毒的微污染物(如殺蟲劑、多環(huán)芳烴等)幾乎全部吸附在污泥上,因此可與SS同時(shí)被去除。 生物處理單元中污泥濃度高、泥齡長(zhǎng),對(duì)有機(jī)物的去除率高。 對(duì)于氮、磷污染物有較高的去除率,出水可滿足TP0.15mg/L、TN2.2mg/L的環(huán)境最大容忍限度(Maximum Tolerable Risk,MTR)。 污泥產(chǎn)量少,降低了對(duì)剩余污泥處置的費(fèi)用,但MBR污泥的絮體較小且粘度較高。也有試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),MBR污泥的濃縮性能和脫水性能與傳統(tǒng)工藝產(chǎn)生的污泥并無大的差異。2.2 存在的問題及改進(jìn)措施MBR在顯示出許多傳統(tǒng)工藝無法比擬的優(yōu)點(diǎn)時(shí),也暴露出一些尚需改進(jìn)的地方,這是研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)。2.2.1 預(yù)處理工藝荷蘭的Bentem10等人在進(jìn)行處理能力為10m3/h的MBR中試研究時(shí),對(duì)4種不同的格柵進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn),柵孔的尺寸為0.250.75mm。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理后,原水中的SS可去除30%60%,這樣可以改變?cè)煞?,從而改善后續(xù)工藝的處理效果, 減輕膜污染,減小剩余污泥產(chǎn)量并改善污泥性狀。隨著SS的去除,COD也有10%15%的去除。通過中試,Bentem等人認(rèn)為在使用MBR處理污水時(shí),采用格柵進(jìn)行預(yù)處理是非常必要的。2.2.2 膜污染與清洗膜工藝的一大缺點(diǎn)是膜在運(yùn)行一段時(shí)間以后會(huì)因?yàn)槟な艿轿廴径鴮?dǎo)致膜通量的降低,如何減緩膜污染進(jìn)程從而維持膜通量是應(yīng)用膜工藝時(shí)所面臨的一大挑戰(zhàn)。英國(guó)學(xué)者11認(rèn)為主要有三大因素影響膜污染(見圖1),即膜本身的性質(zhì)、活性污泥的性質(zhì)和MBR的運(yùn)行條件三者相互影響。膜材質(zhì)決定了膜的親水性和膜孔隙率,膜孔的尺寸則會(huì)影響過膜壓差(Transmembrane Pressure,TMP)的大??;反應(yīng)器的構(gòu)造與錯(cuò)流的速率(Cross Flow Velocity,CFV)將影響到活性污泥中胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)的生成、污泥絮體結(jié)構(gòu)和大小以及溶解物的性質(zhì);MBR中的HRT/SRT則直接影響到污泥的濃度和EPS的形成與生長(zhǎng)。荷蘭研究者10在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致膜污染的最重要因素是濾餅層的形成,而原水中的雜質(zhì)、污泥的性質(zhì)、MBR的水力學(xué)特性以及膜清洗等因素都會(huì)影響濾餅層的形成及性質(zhì)。為了防止濾餅層的形成,以下幾點(diǎn)非常重要: 選擇透水量衰減速度低的膜,并且控制膜通量; 減少M(fèi)BR中的短流區(qū),避免過高的裝填度; 選擇合理的膜工作通量; 使污泥絮體顆粒盡量大,此時(shí)濾餅層有較好的透水性; 保持生物相的良好生長(zhǎng),防止EPS和絲狀菌大量產(chǎn)生。在已經(jīng)出現(xiàn)了較厚的濾餅層后,可通過下列方法加以去除: 保持MBR中流體的高度紊動(dòng),但注意不要使污泥絮體破碎,否則會(huì)影響膜的透水性; 采用變強(qiáng)度曝氣可使污泥層破碎,高錯(cuò)流速度有助于控制濾餅層; 水力反洗可有效去除濾餅層,但只在反洗頻率高時(shí)才有效; 采用間歇出水方式可有效控制濾餅層的形成。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),化學(xué)清洗可改善生物污染的狀況,但在用NaClO對(duì)膜進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)會(huì)導(dǎo)致出水中可提取的有機(jī)鹵化物(Extractable Organic Halogens,EOX)濃度升高,所以當(dāng)需要頻繁化學(xué)清洗時(shí)應(yīng)引起重視。2.2.3 MBR中的氧傳遞率在用于處理污水的MBR中通常都維持較高的MLSS(812g/L)濃度7,這易導(dǎo)致氧傳遞率的降低,從而使運(yùn)行能耗變大。傳遞層特性、氣泡大小和氣泡在混合液中的平均停留時(shí)間都會(huì)影響到氧傳遞率,而后兩項(xiàng)與混合液的粘性關(guān)系密切,MBR中混合和曝氣的效果以及污泥濃度都會(huì)影響混合液的粘性?;钚晕勰嘀蠩PS的生成會(huì)增加混合液的粘性,并且使活性污泥的憎水性增強(qiáng)?;钚晕勰嘀薪z狀菌的生長(zhǎng)導(dǎo)致污泥膨脹從而使混合液粘性增加,此外絲狀菌的新陳代謝還會(huì)產(chǎn)生憎水物質(zhì),其中可溶性微生物代謝產(chǎn)物(Soluble Microbial Products,SMP)還會(huì)導(dǎo)致膜的污染。要保持較高的氧傳遞率和降低能耗應(yīng)從兩方面出發(fā):一是合理選擇曝氣及混合裝置,使混合液有較高的紊動(dòng);二是調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù),使生物相保持良好的生長(zhǎng)狀態(tài)。2.2.4 污泥濃度的控制由于MBR可徹底地將污泥與出水分離,從而保證了優(yōu)良的出水水質(zhì)與較高的污泥濃度。因污泥濃度較高,而原水性質(zhì)與傳統(tǒng)工藝相比不會(huì)有太大的差異,從而使得MBR中的F/M較低。Renze van Houten等人12認(rèn)為較低的F/M,一方面可以使產(chǎn)生的剩余污泥量減少而降低了處置剩余污泥的費(fèi)用,但另一方面使得污泥齡變長(zhǎng)。較長(zhǎng)的污泥齡有利于世代期較長(zhǎng)的細(xì)菌生長(zhǎng)(如硝化菌),但過長(zhǎng)的污泥齡會(huì)使微生物產(chǎn)生出SMP。若大分子的SMP被截留在MBR中一方面會(huì)污染膜,另一方面SMP會(huì)吸附在氣水兩相的界面上導(dǎo)致氧傳遞率的降低,而小分子的SMP則會(huì)穿過膜進(jìn)入出水,導(dǎo)致出水水質(zhì)變差。低F/M還會(huì)使MBR中產(chǎn)生EPS,使混合液的粘度升高,從而導(dǎo)致污泥的脫水性能變差,膜過濾阻力變大。所以,雖然較高的污泥濃度能有效減小MBR的體積,但過高的污泥濃度對(duì)于MBR正常運(yùn)行是不利的,在運(yùn)行MBR時(shí)應(yīng)控制適當(dāng)?shù)奈勰酀舛取? 結(jié)論綜上所述,MBR在污水處理領(lǐng)域已成為倍受矚目的新工藝,并且得到了廣泛的應(yīng)用。在我國(guó)的能源、土地資源和水資源日益緊張而水體污染又非常嚴(yán)重的情況下,可以預(yù)計(jì)它將有非常廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景。 膜生物技術(shù)在豬糞廢水處理中的應(yīng)用1 前言 近年來,隨著上海市畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展和菜籃子工程的實(shí)施,集約化、規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)迅速崛起。據(jù)估算1,2,全市畜禽廢棄物年排泄量相當(dāng)于1700萬人口的排泄量之多,若按BOD5估算,全市畜禽BOD5的排泄量相當(dāng)于3000萬人口的排泄規(guī)模。為了減輕市郊水環(huán)境日趨嚴(yán)重的污染問題,畜禽糞便廢水的處理顯然極其必要。畜禽糞便廢水有機(jī)物濃度高、氨氮濃度高、惡臭嚴(yán)重,對(duì)其處理目前尚缺乏成功的經(jīng)驗(yàn)。該類廢水的處理難度較高,常規(guī)的厭氧好氧處理難以實(shí)現(xiàn)氨氮達(dá)標(biāo)排放。本文介紹膜生物技術(shù)處理某養(yǎng)豬場(chǎng)排放廢水,取得了很好的效果。2 處理設(shè)施概況奉賢蘆涇飼養(yǎng)場(chǎng)廢水處理設(shè)施設(shè)計(jì)水量為60m3/h, 經(jīng)實(shí)地取樣分析,進(jìn)水水質(zhì)如表1。表1 奉賢蘆涇飼養(yǎng)場(chǎng)廢水處理設(shè)施進(jìn)水水質(zhì)和排放要求污染物名稱污染物濃度(mg/L)排放標(biāo)準(zhǔn)要求3(mg/L) 化學(xué)耗氧量(CODCr)10000400生化耗氧量(BOD5)5000200固體懸浮物(SS)1000150氨氮(NH3-N)5001003工藝選擇及工藝流程畜禽糞便廢水是一種高COD和高NH3N的廢水,要實(shí)現(xiàn)去除COD和去除NH3N的目的,達(dá)到排放的要求,必須采用具有硝化反硝化功能的生物脫氮系統(tǒng),理論上來說采用生化厭氧+好氧處理較適合。但以下幾點(diǎn)因素限制了厭氧處理技術(shù)在畜禽糞便廢水處理中的應(yīng)用:1)厭氧處理對(duì)溫度、pH等環(huán)境因素很敏感,對(duì)操作人員要求高,不適用于畜牧場(chǎng);2)畜禽糞便廢水氨氮濃度高,實(shí)際操作中容易造成系統(tǒng)酸化;3)厭氧處理會(huì)產(chǎn)生一定量的沼氣,由于沼氣收集系統(tǒng)造價(jià)高、操作要求高,若直接排放存在安全隱患。因此,厭氧+好氧處理不是最合適的選擇。而單一的好氧處理對(duì)氨氮沒有很好的處理效果。為了達(dá)到穩(wěn)定脫氮的效果,設(shè)計(jì)采用處理能力大、凈化功能高的膜生物廢水處理技術(shù)。廢水首先經(jīng)過螺旋式固液分離機(jī)預(yù)處理后,清液進(jìn)入調(diào)節(jié)池,均衡水質(zhì)水量后用泵打入處理池,處理后通過膜分離單元的水排放,處理過程產(chǎn)生的污泥排入污泥干化池。該工藝流程如圖1。4工藝原理及特點(diǎn)生物處理池中關(guān)鍵的膜分離單元,以一定間隔放置在池后端,池內(nèi)的活性污泥對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行降解。降解后的水通過中空絲狀膜排放。膜孔孔徑為0.1m,顆粒性物質(zhì)及活性污泥不能通過該膜孔而被分離。細(xì)菌等不會(huì)通過膜孔而流失,而是附著后形成生物膜4,隨著時(shí)間的增加,生物膜上能生長(zhǎng)世代時(shí)間較長(zhǎng)、增殖速度慢的硝化菌。由于微生物附著生長(zhǎng)并使生物膜具有較少的含水率,單位處理池容積內(nèi)的生物量可比普通活性污泥高520倍,因而具有較大的處理能力。又由于硝化菌的生產(chǎn)繁殖,使處理池不僅能有效地去除有機(jī)污染物,且具有一定的硝化脫氮功能。生物處理池采用微孔曝氣器曝氣,部分污泥回流至池前端,回流比最高可達(dá)到9:1。在膜分離裝置前,高濃度活性污泥與廢水充分混合,有機(jī)物在被微生物降解的同時(shí),NH3N也被亞硝酸菌氧化成NH3-,再回流至池前端利用進(jìn)水的有機(jī)物碳源進(jìn)行反硝化,最終使NH3-還原成為N2,達(dá)到脫氮的作用。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,處理池中活性污泥濃度可達(dá)800012000mg/L。采用膜生物技術(shù)的處理工藝與普通活性污泥法相比較,膜生物處理池通過膜分離單元將清水直接抽出,不參加回流的部分污泥可直接被分離,不需要再設(shè)置二沉池進(jìn)行固液分離。這樣池內(nèi)的活性污泥及微生物不會(huì)流失,可保持高濃度的微生物菌類,這樣保證了穩(wěn)定的有機(jī)物降解率和NH3N去除率,同時(shí)由于處理池中的活性污泥濃度是普通活性污泥法污泥濃度的34倍,使其占地面積只有普通活性污泥法處理池的1/41/3。5調(diào)試及運(yùn)行狀況該廢水處理站2000年3月開始調(diào)試,取松江張澤養(yǎng)豬場(chǎng)好氧活性污泥進(jìn)行接種、馴化。進(jìn)水量在馴化過程中漸次放大,維持2周后投入使用。分4個(gè)階段進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)(見表3)。通過表3可以看到,隨著時(shí)間的推移,池中的硝化作用逐漸增強(qiáng),NH3-N指標(biāo)逐漸達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),其間有由于NO3-N累積引起CODCr超標(biāo)、最后完全達(dá)標(biāo)的過程。膜生物技術(shù)脫氮作用是通過硝化菌的不斷繁殖實(shí)現(xiàn)的。 根據(jù)各階段調(diào)試的出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)(見圖3),2000年8月出水水質(zhì)分析結(jié)果顯示, CODCr=150 mg

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論