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40m3/d地埋式一體化污水處理設備
40m3/d地埋式一體化污水處理設備
污水中有機物引起的膜污染的預處理工藝選擇
在污水處理過程中，脫除和濃縮有機物是主要目標。在雙膜系統(tǒng)運行過程中，有機物引起的膜污染在超濾和反滲透膜段都有體現(xiàn)。由于煉油污水中的大分子有機物相對較多，因此超濾膜段大分子有機物引起的膜面污染可能較反滲透膜段更為嚴重。有機物容易吸附在膜面上引起膜通量急劇下降，當高分子質(zhì)量的有機物為憎水性或帶正電荷時，這種吸附過程更易進行;當pH>9時，膜表面及有機物均呈負電荷，因此，高pH有利于防止有機物污染。但以乳化狀態(tài)出現(xiàn)的有機物會在膜表面形成有機污染薄層，引發(fā)嚴重的膜性能衰減，必須在預處理部分除去。
目前來說，膜前預處理去除有機物的方式可分為以下2大類：物理化學法和生物法〔12, 13, 14, 15〕。物理化學法主要包括吸附法、絮凝劑混凝沉淀法、高級氧化法;生物法主要為膜前深度生化處理，包括接觸氧化、BAF、A/O、A/O/O等。
其中，吸附法常用的吸附劑為活性炭，但活性炭吸附費用較高，并且再生困難，容易產(chǎn)生二次污染。絮凝法可有效去除水中的懸浮性物質(zhì)，防止膜發(fā)生膠體污染。高級氧化法可有效去除水中難降解有機物。生物法如接觸氧化和BAF可有效降低水中的有機物、氨氮、油，并截留大量懸浮物，BAF尤其對氨氮去除效果好。不同的預處理方法各有優(yōu)勢，必須結合實際廢水水質(zhì)篩選出相應的有機物去除手段。
污水中微生物引起的膜污染的預處理工藝選擇
微生物污染是指微生物在膜水界面上積累、凝結形成一層生物膜，影響膜系統(tǒng)性能的現(xiàn)象。細菌的大小一般為1~3 μm.微生物可以看成是膠體物質(zhì)，可以按照膠體污染的預處理方法或在超濾膜系統(tǒng)得到去除。然而，微生物的繁殖能力很強，在適宜的生存條件下會迅速生長。
膜元件容易受到微生物污染的原因有3種：一是膜系統(tǒng)具有較大的膜表面積，增加了黏附細菌的可能性;二是膜的過濾會將細菌遷移至膜表面;三是預處理也是生物污染源，預處理投加的絮凝劑、殺菌劑或阻垢劑過量，會成為微生物的營養(yǎng)源，并且膜組件內(nèi)部的潮濕陰暗為微生物生長提供了理想環(huán)境。若在污水進入膜系統(tǒng)前不對微生物加以殺滅，這些微生物將以膜為載體借助濃水段的營養(yǎng)鹽而繁殖生長，嚴重威脅膜系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。因此，污水在進入膜系統(tǒng)前必須進行合理的殺菌處理，有效的除菌手段是保證膜系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵因素。
曝氣器在污水處理中的應用
生物處理法根據(jù)參與作用的微生物的需氧情況，可分為好氧法和厭氧法兩大類。一般情況，好氧法比較適用于較低濃度污水，如乙烯廠污水;而厭氧法較適用于處理污泥和較高濃度的污水。好氧生物處理法可分為活性污泥法和生物膜法兩大類。活性污泥法是水體自凈的人工強化方法，是一種依靠活性污泥工作主體的去除污水中有機物的方法。存在于活性污泥中的好氧微生物必須在有氧氣存在的條件下才能起作用。在污水處理生化系統(tǒng)的曝氣池中，充氧效率與好氧微生物生長量成正相關性。溶解氧的供給量要根據(jù)好氧微生物的數(shù)量、生理特性、基質(zhì)性質(zhì)及濃度來綜合考慮。這樣，活性污泥才能處在最jia的降解有機物的狀態(tài)。根據(jù)試驗表明，曝氣池中溶解氧維持在3～4mg/L為宜，若供氧不足，活性污泥性能差，導致廢水處理效果下降。為保證有充足的供氧，必須依靠一種設備來完成，例如曝氣器。
曝氣原理
曝氣是使空氣與水強烈接觸的一種手段，其目的在于將空氣中的氧溶解于水中，或者將水中不需要的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)放逐到空氣中。換言之，它是促進氣體與液體之間物質(zhì)交換的一種手段。它還有其他一些重要作用，如混合和攪拌。空氣中的氧通過曝氣傳遞到水中，氧由氣相向液相進行傳質(zhì)轉移，這種傳質(zhì)擴散的理論，目前應用較多的是劉易斯和惠特曼提出的雙膜理論。
雙膜理論認為，在“氣-水”界面上存在著氣膜和液膜，氣膜外和液膜外有空氣和液體流動，屬紊流狀態(tài);氣膜和液膜間屬層流狀態(tài)，不存在對流，在一定條件下會出現(xiàn)氣壓梯度和濃度梯度。如果液膜中氧的濃度低于水中氧的飽和濃度，空氣中的氧繼續(xù)向內(nèi)擴散透過液膜進入水體，因而液膜和氣膜將成為氧傳遞的障°¬，這就是雙膜理論。顯然，克服液膜障°¬*的方法是快速變換“氣-液”界面。曝氣攪拌正是如此，具體的做法就是：減少氣泡的大小，增加氣泡的數(shù)量，提高液體的紊流程度，加大曝氣器的安裝深度，延長氣泡與液體的接觸時間。曝氣設備正是基于這種做法而在污水處理中被廣泛采用的。
污水中無機結垢物質(zhì)引起的膜污染的預處理工藝選擇
在雙膜系統(tǒng)運行過程中，結垢主要發(fā)生在反滲透膜元件上，如果超濾進水中的硬度和堿度過高，則容易在反滲透膜段發(fā)生結垢，引起反滲透產(chǎn)水通量快速下降。因此，要減少反滲透膜段的結垢污染，需要對污水進行膜前預處理。防止反滲透膜結垢的預處理方式主要有以下幾種：添加阻垢劑、調(diào)酸、除硬等。
添加阻垢劑可以控制碳酸鹽垢、硫酸鹽垢以及氟化鈣垢，還可以抑制硅垢。添加的阻垢劑可分為3類：六偏磷酸鈉、有機磷酸鹽和多聚丙烯酸鹽。添加阻垢劑的優(yōu)點是操作簡單，膜前無任何處理步驟，且添加劑量可精確控制;缺點是會增加濃水COD,高回收率下可能失效，阻垢劑含量高或阻垢劑種類選擇不當時仍有可能堵膜。
通過調(diào)酸，可使碳酸鈣維持溶解狀態(tài)。調(diào)酸處理的優(yōu)點是操作簡單，污水pH不高時，成本低于除硬處理;缺點是調(diào)酸處理對Ca、Mg離子無去除作用，濃水側Ca、Mg離子含量仍較高，且對管路防腐要求較高。此外，僅采用加酸控制碳酸鈣結垢時，要求濃水中的 LSI 或S&DSI 指數(shù)必須為負數(shù)。
除硬處理可采用石灰-純堿除硬或氫氧化鈉-純堿除硬。在水中加入氫氧化鈣可去除碳酸鹽硬度，非碳酸鹽硬度可以通過加入碳酸鈉(純堿)進一步降低。石灰除硬的優(yōu)點是可同時降低硬度和堿度，比氫氧化鈉成本低，濃水LSI降低明顯;缺點是泥渣量很大，泥渣沉降或過濾操作繁瑣。氫氧化鈉除硬的優(yōu)點是泥渣量少;缺點是對堿度去除效果不好，濃水LSI仍較高，處理成本較石灰法高。
污水中膠體引起的膜污染的預處理工藝選擇
膠體污染主要發(fā)生在超濾膜元件上，如果反滲透進水中鐵、錳、硅等含量超過一定值，則在反滲透膜元件也會形成污堵，因此，必須控制進水中的鐵、錳、硅等含量。
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