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濰坊濰東水處理設(shè)備有限公司
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閱讀：58發(fā)布時(shí)間：2019-10-16
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膜污染的成因
當(dāng)前，對(duì)于膜生物反應(yīng)器的研究主要集中在膜污染上，相關(guān)研究表明，膜污染物質(zhì)的積累過程分為兩步：（1）初期污染：由于濃差極化造成初始膜通量下降，混合液中溶解性物質(zhì)造成膜保留側(cè)溶質(zhì)的積累，產(chǎn)生較小滲透能力的膜面表層。（2）長(zhǎng)期污染：由于溶質(zhì)吸附和粒子沉積造成膜表面溶質(zhì)濃度較高，導(dǎo)致凝膠層在膜表面形成，膠體粒子遷移至膜表面，從而形成沉積，減小了水力滲透性和膜通量。
目前，對(duì)于膜污染的形成機(jī)理，眾說紛紜。但是對(duì)于影響膜污染的因素，歸納起來主要有以下幾個(gè)方面：微生物特性、運(yùn)行條件、膜的結(jié)構(gòu)性質(zhì)等。本文主要從微生物性質(zhì)對(duì)膜污染的影響方面進(jìn)行探討。
2.2微生物性質(zhì)對(duì)膜污染的影響
2.2.1污泥濃度對(duì)膜污染的影響
膜生物反應(yīng)器運(yùn)行過程中，膜污染物質(zhì)來源于污泥混合液，其成分主要包括微生物菌群及其代謝產(chǎn)物，廢水中的有機(jī)大分子、小分子，溶解性物質(zhì)和固體顆粒。上述物質(zhì)對(duì)膜通量產(chǎn)生很大影響。由于膜的截留作用，反應(yīng)器內(nèi)污泥具有較高的污泥濃度和污泥停留時(shí)間。隨著污泥濃度的增加，活性污泥更容易在膜表面沉積，從而加快了膜污染速度，導(dǎo)致膜過濾阻力增加，進(jìn)而降低了膜通量；同時(shí)，污泥濃度升高，污泥粘度也隨之升高，膜通量也會(huì)減小；再者，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度過高，還會(huì)造成污水粘度增大，影響氧氣的傳質(zhì)效率。因此要對(duì)反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度進(jìn)行嚴(yán)格控制，污泥濃度過高或者過低都會(huì)對(duì)出水水質(zhì)產(chǎn)生不利影響。
厭氧生物處理法也存在下列缺點(diǎn)：
（1）厭氧微生物增殖緩慢，因而厭氧生物處理的啟動(dòng)和處理時(shí)間比好氧生物處理時(shí)間長(zhǎng)。
（2）出水往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步處理，故一般在厭氧處理后串聯(lián)好氧處理。
（3）厭氧處理系統(tǒng)操作控制因素較為復(fù)雜和嚴(yán)格，對(duì)有毒有害物質(zhì)的影響較敏感。
膜生物反應(yīng)器是一種膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的污水處理工藝。MBR具有較高的生物降解效率和較低的污泥產(chǎn)率，占地面積小，硝化能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。另外，在膜生物反應(yīng)器中，原污水中的各種可溶解和難分解的有機(jī)物質(zhì)，以及微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，可以分別保留在生物反應(yīng)器內(nèi)，從而提高了出水水質(zhì)。MBR系統(tǒng)是一種新型的生物處理技術(shù)，特別是它在廢水資源化及中水回用方面存在巨大的潛力，受到了國內(nèi)外的普遍關(guān)注。但是由于存在膜污染和膜組件替換帶來的影響等方面的問題，使其運(yùn)行成本和費(fèi)用大幅度提高，從而阻礙了該技術(shù)的廣泛推廣和應(yīng)用。
膜污染的影響因素
MBR運(yùn)行一段時(shí)間以后，隨著膜內(nèi)表面微生物的滋生和膜外表面污染層的附著，膜組件會(huì)被污染物堵塞，膜通量逐漸下降，直至不再出水。膜污染問題縮短了膜的使用壽命，導(dǎo)致了泵的抽吸水頭增大和曝氣量的增加，是造成MBR能耗較高的主要原因。因此研究MBR運(yùn)行過程中膜污染的發(fā)生機(jī)理，對(duì)MBR系統(tǒng)加以改進(jìn)，以達(dá)到有效降低和控制膜污染的目的，此舉對(duì)維護(hù)MBR工藝運(yùn)行性能、確定工藝費(fèi)用、指導(dǎo)工藝的放大設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
剩余污泥量少，且污泥濃縮、脫水性良好。好氧法每去除1KgCOD將產(chǎn)生0.4～0.6Kg生物量，而厭氧法去除1KgCOD只產(chǎn)生0.02～0.1Kg生物量，其剩余污泥量只有好氧法的5％～20％.此外，消化污泥在衛(wèi)生學(xué)上和化學(xué)上都是較穩(wěn)定的，因此剩余污泥的處理和處置簡(jiǎn)單，運(yùn)行費(fèi)用低，甚至可作為肥料利用
1、濾床的比表面積和孔隙率
生物膜是生物膜法的主體；濾料表面積愈大，生物膜的表面積也愈大，生物膜的量就愈多，凈化功能就愈強(qiáng)；孔隙率大，則濾床不易堵塞，通風(fēng)效果好，可為生物膜的好氧代謝提供足夠的氧；濾床的比表面積和孔隙率愈大，擴(kuò)大了傳質(zhì)的界面，促進(jìn)了水流的紊動(dòng)，有利于提高凈化功能。
2、濾床的高度
濾床的不同高度，生物膜量、微生物種類、去除有機(jī)物的速度等方面都是不同的；濾床的上層，廢水中的有機(jī)物濃度高，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，微生物繁殖速度快，生物膜量多且主要以細(xì)菌為主，有機(jī)污染物的去除速度高；隨著濾床深度的增加，廢水中的有機(jī)物量減少，生物膜量也減少，微生物從低級(jí)趨向，有機(jī)物去除速度降低；有機(jī)物的去除效果隨濾床深度的增加而提高，但去除速率卻隨深度的增加而降低。
目前國內(nèi)外采用不同類型的釋放器，有簡(jiǎn)單閥門式、針型閥式以及釋放器（）。溶氣釋放器的產(chǎn)品很多，其中效果較好的一般都有以下特點(diǎn)：在噴嘴處有一個(gè)瞬間的壓降；在釋放器的入口處水流方向會(huì)突然改變（常為90°）；釋放器口徑不超過2.5mm，水在釋放器中的停留時(shí)間＜1.5ms；離開釋放器的水流速度逐漸變小；離開釋放器的水體會(huì)與其前面一擋板發(fā)生撞擊。任何釋放器都不可能只產(chǎn)生微氣泡，而一般是產(chǎn)生直徑在40～70μｍ之間的氣泡，一些大氣泡的產(chǎn)生是不可避免的，盡管這些大氣泡的存在會(huì)降低系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
MBR將廢水凈化回用
該技術(shù)包括一個(gè)在0.3MPa壓力下進(jìn)行的加壓生物反應(yīng)器，一個(gè)截留活性污泥的超濾設(shè)備和一個(gè)納濾設(shè)備。納濾濃縮液回流到生物反應(yīng)器，以提高生物降解能力和出水水質(zhì)，超濾膜的水通量在100-200L/m2hr之間，納濾膜的水通量為0.05L/m2hr。在生物反應(yīng)器中，微生物濃度*(20-40kgMLSS/m3)，但剩余污泥的產(chǎn)生量相當(dāng)小，為進(jìn)水COD的0.7-1.0%。采用該工藝對(duì)棉紡廢水處理的中試研究表明，進(jìn)水COD濃度為2778mg/l時(shí)，加壓生物-超濾的出水COD濃度為119mg/l，納濾出水的COD濃度為15mg/l，在該廢水處理中，由于納濾膜對(duì)氯離子有高滲透性，沒有出現(xiàn)氯離子累積現(xiàn)象。
氣浮分離系統(tǒng)（氣浮池構(gòu)件）
氣浮分離系統(tǒng)的功能是確保一定容積來完成微氣泡群與水中雜質(zhì)的充分混合、接觸、粘附以及帶氣絮粒與清水的分離
2．3．1為了提高氣浮的處理效果，往往向廢水中加入混凝劑或氣浮劑，投加量因水質(zhì)不同而異，一般由試驗(yàn)確定。對(duì)于鋁類絮凝劑，通過提高攪拌強(qiáng)度均可使出水濁度進(jìn)一步降低。
為保證浮選(混凝)劑的混凝作用，浮選池進(jìn)水端宜設(shè)靜態(tài)管道混合器和反應(yīng)室，反應(yīng)室有效容積約按廢水(進(jìn)水量與回流量的和)停留時(shí)間10分鐘計(jì)算，一般分為三間，迷宮式布置，且每間設(shè)攪拌機(jī)提高混凝效果，每間中的速度梯度常常是相同的。絮凝池（也即反應(yīng)室）設(shè)計(jì)好提供活塞流狀態(tài)（紊流堆動(dòng)狀態(tài)），可以確保較好的氣浮效果。
2．3．2 溶氣氣浮池的大建議尺寸可達(dá)145m2，相應(yīng)的產(chǎn)水能力為2900～4350m3/ h，單位面積的產(chǎn)水能力至少提高了一倍。溶氣氣浮池的深度從1.5m增加到5.0m，且池型由長(zhǎng)方形向正方形發(fā)展，長(zhǎng)寬比在(1.2～2)：1之間。目前運(yùn)行良好的溶氣氣浮池的長(zhǎng)度大可達(dá)12m，但寬度被限制為8.5m，這主要是因?yàn)?strong>機(jī)械刮渣機(jī)的大跨度為8.5m。
氣浮池分2個(gè)區(qū)：接觸區(qū)和分離區(qū)。
2．3．3．1 設(shè)計(jì)接觸區(qū)時(shí)，要注意控制絮凝水的上升流速，避免短流、偏流，不致在上浮過程中被水流剪脫已粘附的氣泡而影響后續(xù)分離效果。通常情況下接觸區(qū)的上升流速以控制在10～20mm/s為宜，高度以1.5～2.0m為宜，在這種流速和高度下，既保證了絮粒和微氣泡的接觸時(shí)間，又不會(huì)造成絮粒因上浮時(shí)間過長(zhǎng)而破壞或下沉。合理地布置釋放器，使釋放水的作用范圍遍及全區(qū)，能充分、及時(shí)地使微氣泡下絮粒接觸。
2．3．3．2 分離區(qū)選擇分離速度時(shí)，應(yīng)有利于帶氣絮粒上浮。對(duì)于絮粒大、密度小、不易破碎的帶氣絮粒一般采取較大的分離速度，反之取較小值。分離區(qū)的流速宜在1～3mm/s，流速過小會(huì)造成大絮粒因擁擠而沉淀，流速過大會(huì)造成帶氣絮粒和清水的分界面向下延伸，從而造成絮粒隨水流出、水質(zhì)下降。
厭氧生物處理的基本原理
廢水厭氧生物處理是指在無分子氧條件通過厭氧微生物（包括兼性微生物）的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化炭等物質(zhì)的過程，也稱為厭氧消化。它與好氧過程低根本區(qū)別，在于不以分子態(tài)氧作為受氫體，而以化合態(tài)氧、碳、硫、氮等為受氫體。
厭氧生物處理是一個(gè)復(fù)雜的生物化學(xué)過程，依靠三大主要類群的細(xì)菌，即水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成，因而可粗略地將厭氧消化過程劃分為三個(gè)連續(xù)的階段，即水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。
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