沼氣能源回收和土地利用為主的厭氧消化技術(shù)路線介紹
 

　　處理水質(zhì)類型：生活污水、醫(yī)療污水、養(yǎng)殖污水、屠宰污水、洗滌污水、景區(qū)污水及各種加工污水。 處理后排放標(biāo)準(zhǔn):二級標(biāo)準(zhǔn)、一級B標(biāo)準(zhǔn)、一級A標(biāo)準(zhǔn)。
 

　　我國對浸沒式膜生物反應(yīng)器(MBR)的研究始于上世紀(jì)90年代初。近年，由于該項技術(shù)所具有的巨大吸引力和潛在的應(yīng)用前景，受到了更多研究者的青睞。
 

　　1、浸沒式膜生物反應(yīng)器原理
 

　　浸沒式膜生物反應(yīng)器(MBR)是膜分離技術(shù)和生物技術(shù)的有機結(jié)合。用超濾或微濾膜分離技術(shù)取代傳統(tǒng)的活性污泥法的二沉池和常規(guī)過濾單元，使水力停留時間和泥齡*分離。其高效的固液分離能力使出水水質(zhì)良好，懸浮物和濁度接近于零，并可截留大腸桿菌等生物性污染物，處理后出水可直接回用，出水水質(zhì)要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)污水處理工藝，是一種高效、經(jīng)濟的污水資源化技術(shù)。
 

　　2、膜分離單元特點
 

　　浸沒式膜生物反應(yīng)器(MBR)中膜分離單元-濾膜的選擇基于三點：可有效的分離活性污泥，運行成本低，抗污染能力強。

　　通過對國內(nèi)外膜生物反應(yīng)器技術(shù)的研究，目前國內(nèi)外使用的膜生物反應(yīng)器大部分濾膜孔徑基本集中在0.05-0.4μm之間，基本介于超濾、微濾膜臨界點附近。在如上孔徑范圍基本上實現(xiàn)了對活性污泥的有效截留，同時確保其運行能耗低。再大或者再小的空間將不太適應(yīng)于膜生物反應(yīng)器技術(shù)。
 

　　微濾、超濾、納濾及反滲透過濾功能見如下表：
 

　　微濾膜(MF)：截留顆粒直徑0.1 到數(shù)微米之間。微濾膜允許大分子和溶解性固體(無機鹽)等通過，但會截留懸浮物、細(xì)菌及大分子量膠體等物質(zhì)。微濾操作壓力一般在0.01～0.2MPa之間。
 

　　超濾膜(UF)：截留顆粒直徑0.002～0.1μm 之間。超濾允許小分子物質(zhì)和溶解性固體(無機鹽)等通過，同時截留下膠體、蛋白質(zhì)、微生物及大分子有機物，用于表示超濾膜孔徑大小的切割分子量一般在1,000～500,000 之間。超濾操作壓力一般在0.05～0.6MPa 之間。
 

　　3、膜組件型式
 

　　中空纖維膜原理及型式：浸沒式膜生物反應(yīng)器(MBR)操作壓力一般在0-70kPa，混合液在靜壓差或自吸泵的作用下，透過纖維素或高分子材料制成的微孔濾膜，利用其均一孔徑，來截留水中的微粒、細(xì)菌等，使其不能通過濾膜而被去除。
 

　　平板膜原理和形式：膜生物反應(yīng)器(MBR)操作壓力0-35KPa，混合液在靜壓差或自吸泵的作用下，透過纖維素或高分子材料制成的微孔濾膜，利用其均一孔徑，來截留水中的微粒、細(xì)菌等，使其不能通過濾膜而被去除。采出水所用的過濾器有壓力式和重力式兩種。目前我國油田普遍采用的是壓力式，有石英砂過濾器、核桃殼過濾器、雙層濾料過濾器、多層濾料過濾器等。尤其是核桃殼過濾器，由于濾料親油性能好、截污能力大、質(zhì)地較輕、反沖洗能耗小等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。但是，由于核桃殼濾料粒度小，反沖洗易流失，尤其是其濾料具有親油性，反洗時必須采用清洗劑，增加了反洗水的處理負(fù)擔(dān)。近年來，隨著纖維材料的應(yīng)用和發(fā)展，以纖維材料為濾料發(fā)展起來的深床高精度纖維球過濾器，在食品、制藥、釀造等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較多。其濾料纖維細(xì)密，過濾時可以形成上大下小的理想濾料空隙分布，納污能力大，去除懸浮物的效果高于石英砂、核桃殼濾料，而且反洗時不會出現(xiàn)濾料流失的現(xiàn)象。
 

　　采用核桃殼濾料精細(xì)過濾技術(shù)，開發(fā)出一套采油廢水處理組合工藝。這一技術(shù)在寶浪低滲透油田已有應(yīng)用，先將含油污水經(jīng)粗粒化罐和壓力沉降除油罐初步除油后，進入二級核桃殼過濾器(預(yù)濾器)，在正常操作條件下，可以濾除95%~98%的懸浮物和90%~95%的未溶解的石油類物質(zhì)，然后再進入中心濾芯過濾裝置(精濾器)，濾芯采用聚丙烯纖維制成。試驗證明，經(jīng)此裝置濾掉的zui小懸浮顆粒粒徑為0.5..m，可以滿足寶浪油田寶北區(qū)塊低滲透油藏的注水要求，采油廢水的回注率可以控制在98%。張偉[10]針對薩北油田進入高含水開發(fā)后期，油田深度污水處理難度日益加大的問題，引進改性纖維球濾料，通過試驗，優(yōu)化深度污水處理站的過濾組合，選用“一級石英砂單向過濾、二級改性纖維球過濾”組合工藝，使濾后水含油≤5.0mg/L、懸浮物含量≤5.0mg/L，減少了占地面積，并節(jié)省了投資。潿洲12-1A平臺采用改性纖維過濾器取代已經(jīng)老化廢棄的核桃殼過濾器對經(jīng)水力旋流分離器處理后的污水進行處理，進口含油30mg/L，出口含油小于5mg/L，達(dá)到了回注的水質(zhì)要求。

       2.4膜分離技術(shù)

 

　　膜處理技術(shù)是利用微孔膜攔截油粒，它主要用于去除乳化油和溶解油。濾膜又可分為超濾膜、反滲透膜和混合濾膜。超濾膜的孔徑一般為0.005~0.01..m，比乳化油粒要小的多，反滲透膜的孔徑比超濾膜的還要小。因此，在受壓情況下含油廢水中的油粒無法通過濾膜而被截留下來，這兩種膜常被制成中空纖維管過濾器，以增大膜的過濾面積。隨著膜技術(shù)的日益發(fā)展和水平的提高，采出水的膜處理工藝已引起了人們的廣泛關(guān)注。由于采用膜分離方法處理的含油污水可以達(dá)到低滲透油田注水或外排標(biāo)準(zhǔn)，并且適用于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。因此，人們對其進行了大量的研究。Mueller等[11]用AL2O3陶瓷膜處理原油污水，探討了不同操作條件下膜通量的變化。試驗表明陶瓷膜具有很好的截留性能。ChenAS[12]及Humphery等[13]采用Membralox陶瓷膜進行陸上和海上采油平臺的采出水處理，適當(dāng)?shù)念A(yù)處理后的含油廢水經(jīng)過陶瓷微濾膜處理，出水油含量在5mg/L以下，固體懸浮物含量在1mg/L，遠(yuǎn)低于低滲透油田的回注水標(biāo)準(zhǔn)。劉立軍、陳雪梅[14]等人利用自制的內(nèi)壓式聚砜中空纖維超濾膜對含油污水進行處理研究，并結(jié)合自動控制技術(shù)完成油水分離的全過程。研究結(jié)果表明：中空纖維超濾膜能夠?qū)⒑臀鬯?5%以上的油分子進行截留，較好地完成了油水分離，同時發(fā)現(xiàn)采用洗滌劑清洗含油污水造成的膜污染，恢復(fù)率可以達(dá)到95%以上。李發(fā)永[15]采用外管式聚砜超濾膜裝置現(xiàn)場處理采油污水，研究了操作壓力、膜面流速等操作條件對超濾膜通量的影響及膜污染的清洗方法，處理過的污水達(dá)到低滲透油田注水標(biāo)準(zhǔn)。石油大學(xué)藺愛國等人采用荷電膜(一種通過改性往膜材料接枝上與水中顆粒帶相反電荷的膜)處理勝利辛一站污水，進口污水懸浮物含量20~100mg/L，含油量2~20mg/L，懸浮物粒徑4~17μm，出口懸浮物含量0.8mg/L，含油量0.5mg/L，懸浮固體粒徑中值0.72μm，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)SY/T5329-94D的A1級。