浓度来多少?浓度高可以直接自出售,也可上提炼工艺生产Br. 价格是氢溴酸的3倍.
低浓度,处理如下:
含溴在通往民用处理池之前有必要先进行废水处理。我们的废水处理过程包括以下步骤:格栅,用于去除大颗粒的固体、分离轻溶剂和重溶剂、两级混合中和、絮凝、不溶固体的沉淀、不溶固体的脱水、处理各种容器产生的废气。
Ⅱ 【污水处理】老师让我设计一个实验室用的SBR反应器,请问怎么设计啊完全不会啊
网上有SBR设计计算书,模拟算一下池容,定好进水,曝气,沉淀,排水周期就行了,而且靠SBR还难以解决含聚污水
Ⅲ 请教污水处理的简单生产工艺,分离絮状沉淀
一般要看你对分离时间的要求,如果分离时间要求不算很快,你可以先用斜管澄清,先把絮凝装沉淀与上清液大致分离后,再把下面的浆用压滤机压滤。一般的污水处理厂大致都是这样做的。
如果要求的时间很短,那么可以考虑用离心分离,但是设备要求高,处理能力比较低,投资大。
Ⅳ 常见的污水处理系统工艺有哪些
物理工艺,来比如沉淀、源过滤;
化学工艺,根据污水的性质及成分添加不同的化学试剂;
生化工艺,此类是现在应用最广的工艺,根据其工艺流程又有众多小类,比如CASS、氧化沟、SBR...。该工艺根据生化处理性质又可划分为好氧和厌氧两大类。
另外,在实际应用中一般是多种工艺结合使用,比如一般在处理前都会用格栅拦渣、沉淀等方法先除去浮渣或其他大型颗粒,后续再采用化学或生化工艺再进行处理。
Ⅳ 食品厂的污水应该怎么处理
食品厂的污水处理方案,仅供参考,如果你需要帮助也可以+我q16609+260+20 我会根据你们公司具体情况给你解决方案
隔油—高效气浮—活性污泥工艺
某大型食品企业,主要生产方便面、饮料及配套产品。其生产废水主要来源于饮料生产废水:300t/d,方便面生产废水:100t/d以及员工生活废水:150t/d。该企业建有一座废水处理站,设计处理废水水量为600t/d,设计进水水质为PH:6.5-6.8;CODcr:4000mg/L;BOD5:1800mg/L;SS:850mg/L;动植物油:250mg/L,处理后的水质要求达到GB8978-1996《污水综合排放标准》表4中三级标准。
目前,对食品厂废水处理通常采用厌氧法、好氧法、厌氧-好氧法等多种处理方法,这些方法对CODcr、BOD5均有不同程度的削减,但对动植物油的处理效果不好。针对该企业生产废水中动植物油含量高的实际情况,通过采用隔油-高效气浮的预处理措施,将废水中大部分动植物油去除后再进行好氧生化处理。通过调试和试运行,废水处理系统运行稳定,废水经处理后达到了排放标准的要求。目前,该工程已经通过了达标验收。现将设计及试运转情况作一介绍。
某食品厂废水处理1、废水水量及水质
废水来源为:方便面生产废水:100 m3/d;饮料(PET)生产废水:300 m3/d;员工生活废水:150 m3/d。设计废水水量为600m3/d。
生产工艺中产生的废水水质为:
从上表可知,在稳定运行期间, CODcr的平均去除率为93.5%;BOD5的平均去除率为94.8%; SS的均去除率为93.5%;动植物油的平均去除率为83.4%。废水处理系统排放水中pH值、动植物油、CODcr、BOD5、SS六项指标均达到GB8978-1996《污水综合排放标准》表4中三级标准。
Ⅵ 结合流程图说明活性污泥法处理污水的工艺
这个还是建议你看看《污水处理厂工艺设计手册》,《污水处理新工艺与设计计算实例》等书,网络文库里面都有。或者去chinacitywater看看。要是打字说明的话实在太多了。
Ⅶ 电镀废水处理
电镀废水药剂处理方法
电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。
电镀废水的成分非常复杂,除含氰(CN-)废水和酸碱废水外,重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类,一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。电镀废水的治理在国内外普遍受到重视,研制出多种治理技术,通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高,目前,电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段,资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。
1 电镀重金属废水治理技术的现状
针对我国家目前电镀行业废水的处理现状的统计和调查,广泛采用的主要有7不同分类的方法:(1)化学沉淀法,又分为中和沉淀法和硫化物沉淀法。(2)氧化还原处理,分为化学还原法、铁氧体法和电解法。(3)溶剂萃取分离法。(4)吸附法。(5)膜分离技术。(6)离子交换法。(7)生物处理技术,包括生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法、植物修复法。但目前都存在一定的弊端或严重的不合理性。
2 传统电镀废水处理方法的弊端
目前电镀废水的处理方法一般采用物化法之分流—综合两段处理。前段处理多分三支水:铬水、氰水和综合水(铜镍锌水)。铬水用还原剂使之变价还原,氰水用两级氧化破氰,铜镍锌水直接与前两股水汇合而成为综合水。后段处理综合水,基本上是用碱(烧碱或石灰)、聚合氯化铝(PAC)和有机絮凝剂(PAM),具体操作是:把综合水的pH值提到10~13,碱浓度大而迫使碱与重金属的反应向生成氢氧化物的方向进行。由于pH>9,排放口又得用酸中和使pH值降到9以下。
上述乃传统的处理工艺,存在许多严重的理论与实践上的错误:1、前处理三支污水的划分,不符合生产实际,因为不论那支水中都是你中有我、我中有你,只不过是铬水以铬为主、氰水以氰为主、铜镍锌三合水以3元素居多。这些实际情况,我们是在废水处理的实践中发现的,几乎所有企业的电镀废水都是如此。我们询问过电镀厂的有关人员,其实他们能把这一现象的成因说得非常清楚,奇怪的是污水管理部门竟把分流—综合两段处理作为不能违反的规范性模式。由于第二段处理的污水中各种污染物都存在,怎么可能用简单的处理药剂和方法就可使终端水达标排放呢?
2、许多专门论述中都会提到,氰水要分开处理是因为氰在酸液中会生成毒性极强的HCN(氰酸),它的挥发势必造成人的中毒。这在理论上是成立的,确实要十分注意。不过,我们发现多数氰水本身就是pH<6的液体,如果要挥发就可能在车间,而不会流到污水池再挥发。再说氰酸本身是液体,只不过是挥发温度低(26℃),那么外界温度<26℃时就不存在挥发问题了。
3、人工强制以超碱使重金属生成氢氧化物沉淀在污泥中,这有不科学之处:
(1)从化学反应原理上说,勿论在什么样的酸碱度条件下,都有个反应平衡,也就是说永远都不可达到水中不存在一定数量的重金属。
(2)不同的重金属形成氢氧化物的最佳酸碱度(pH值)不尽相同,对某种重金属最适合的pH值范围,对另一些金属可能已是重新溶解的pH值条件。
(3)由于二段处理是超碱除重金,最后的排放水也必然超碱,这就势必要在排放口向水中加酸,以求pH值达到排放标准。加酸的结果,那些尚未沉淀的微细的氢氧化物迅速发生分解,重金属又回到水中。
(4)、由于分流—汇合两道污水处理,工程装置自然就比较复杂,从而造成工程建设投资大、时间长。
3 矿物法处理电镀废水
3.1矿物法的概念
矿物法是采用以纯天然矿物为原料,经过一定特殊工艺该性加工生产而成的专利产品天然矿物污水治理和矿粉,在再辅加某些助剂对电镀废水进行混合处理的一种方法。
3.2矿物法的主要作用机理
由于该方法主要采用的是纯天然的矿物为主体原料,其所具有的特性有离子交换性、吸附性、化学转化性、催化性等。
3.3矿物法的主要优势
该方法的主要优势如下:
1、彻底改变长期以来分流处理的传统工艺,把铬水、氰水、综合水等混合起来进行处理,纠正了分流处理所存在的某些严重错误,弥补了传统工艺所存在的弊端。
2、经一段处理即可完全解决问题,改变了传统的两段处理模式。
3、由于上述两点,污水处理的工程装置大大简化,基建投资和工程建设时间大幅度减少。
4、传统的处理方法,从理论上分析是不可能达标的,大量的实践也证明了该工艺的确不能达到排放标准。若用矿物法处理电镀废水,从原理和实用上都表明了可以稳定地达标排放。
5、传统工艺处理电镀废水的药剂费用,主要被用于烧碱中和酸水,一般情况处理一吨
污水烧碱费就要10~15元,加上其他药剂,总药剂费多在15元以上。诚然,如果只求把废水澄清,那费用就很难有个标准了。应用矿物法,前提是达标排放。处理一吨废水药剂费大约4~8元之间。
3.4 电镀废水处理流程示意图
3.4.1电镀废水处理流程示意图1 (间歇式电镀废水处理流程)
电镀废水处理流程示意图2 (连续式电镀废水处理流程)
3.4.2 流程说明
从车间出来的各种类型的废水在同一调节池进行混合调节,然后泵入第一反应池,还原剂用硫酸亚铁或其他还原剂均可,其用量比分流处理少1/3~1/2,具体用量视水质情况而定,反应完成后进入第二反应池,加矿物污水治理剂和矿粉(一部分起中和作用,可以节约大部分的碱,另外有去除重金属的作用)综合反应,可将废水的pH调节到5~6,该阶段一般要求不少于20min,再进入第三反应池,用碱将废水的pH调节到8~8.5,同时加入漂白水等氧化剂破氰,最后经沉淀池沉淀后排放。
4 结论
经过长时间来的研究和实践,以及对理论上的探讨,结合目前的实际,我们在对各种工艺进行完全的比较(包括药剂的性价比、工程建设的投资、运营及管理等)之后,认为采用矿物法处理电镀可以保证出水的水质达到国家一级排放标准。
电镀废水处理药剂图片
东莞市渝泽水处理科技有限公司
渝泽水处理有限公司是一家与华南地区多家重点大学环境工程系共同研究及开发为一体高新技术企业。污水处理技术开发、制造、营销和服务为一体的高技实体,专业致力于水环保领域的工程设计、设备安装、项目运营、根据不同客户废水水质状况,自主研究开发不同处理药剂,使其废水达标排放、业务领域及到生活小区环境规划、工业废水、尤其针对工业上难降解难处理废水进行处理、工业生产用水处理,生活污水处理及其它行业废水处理及水回用。专业从事电镀废水处理、除油除腊废水处理及回用、电镀废水处理不达标改造工程、废水处理及回用、重金属回收及水回用;光电行业生产用超纯水、锅炉用软化水、循环冷却水;线路板行业废水处理及回用水工程
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Ⅷ 求除氟工艺及详细说明
你好!我建议去和化学工厂及水利局咨询一下就好啦.含氟废水,目前国内大多数生产厂尚无完善的处理设施,所排放的废水中氟含量超过国家排放标准,严重污染环境。按照国家污水综合排放标
准,氟离子浓度应小于10mg/L;对于饮用水,氟离子浓度要求在1mg/L以下。
目前国内外常用的含氟废水处理方法大致分为两类,即沉淀法和吸附法。
化学沉淀法是通过投加钙盐等化学药品,形成氟化物沉淀或氟化物被吸附于所形成的沉淀物中而共同沉淀。该方法简单、处理方便,费用低,
但石灰溶解度低,只能以乳状液投加,且产生的CaF<SUB>2</SUB>沉淀包裹在Ca(OH)<SUB>2</SUB>颗粒的表面,使之不能被充分利用,因而用量
大。处理后的废水中氟含量一般只能下降到15mg/L,很难达到国标一级标准。而且存在泥渣沉降缓慢,脱水困难,处理大流量排放物周期长,
不适应连续处理连续排放等缺点。<BR> 吸附法是指含氟废水流经接触床,通过与床中固体介质
进行离子交换或化学反应,去除氟化物。这种方法只适用于低浓度的含氟废水或经其他方法处理后氟化物浓度降至10~20mg/L的废水。而且接触
床的再生及高浓度再生液的处理是整个运行过程中不可缺少的一部分,接触床频繁的再生使运行成本较高。<BR> &n
bsp; 此外,还有冷冻法、离子交换树脂除氟法、超滤除氟法、电渗析等,但因为处理成本高,除氟效率低,至今多停留在实验阶
段,很少推广应用于工业含氟废水治理。<BR> 絮凝一气浮处理含氟废水新工艺是在传统工艺的
基础上,采用絮凝一气浮一吸附相结合的工艺处理含氟废水。<BR> 1.基本原理<BR>
利用铝离子的三种机理来去除氟离子,即:<BR>
(1)吸附。铝盐絮凝除氟过程中生成的具有很大表面积的无定性Al(OH)<SUB>3 </SUB>(am)原体对氟离子产生氢键吸附,氟离子半径小,电负性强,
这一吸附方式很容易发生。<BR> (2)离子交换。氟离子与氢氧根的半径及电荷都相近,铝盐絮凝除
氟过程中,投加到水中的A1<SUB>13 </SUB>O<SUB>4 </SUB>(0H) <SUB>14</SUB><SUP>7+</SUP> 等聚阳离子及水解后形成的无定性Al(0H)<SUB>3</SUB>
(am)沉淀,其中的OH<SUP>-</SUP>与F<SUP>-</SUP>发生交换,这一交换过程是在等电荷条件下进行的。<BR>
(3)络合沉淀。F<SUP>-</SUP>能与Al<SUP>3+</SUP>等形成从AlF<SUP>2+</SUP>、AlF<SUP>2+</SUP>、AlF<SUB>3</SUB>到AlF<SUB>6</SUB><SUP>
3-</SUP> 6种络合物,络合沉降而去除F<SUP>-</SUP>。<BR> 络合离子方程式如下:<BR>
F<SUP>-</SUP>+ Al<SUP>3+</SUP> →AlF<SUP>2+</SUP>↓+ AlF<SUB>2</SUB><SUP>+</SUP>↓+ AlF<SUB>3</SUB>↓+
AlF<SUB>4</SUB><SUP>-</SUP>↓+ AlF<SUB>5</SUB><SUP>2-</SUP>↓+ AlF<SUB>6</SUB><SUP>3-</SUP>↓<BR>
; 絮凝产生的絮状物通过气浮装置达到有效的固液分离,出水经过砂滤再通过活性炭吸附后排放。<BR>
; 2.应用实例<BR> 某半导体厂含氟废水平均进口浓度为165.54m/L,pH=2.39,排放水
量为50m<SUP>3</SUP>/d。《污水综合排放标准》( GB8978 -1996)一级标准为:F-≤10mg/,pH=6~9。处理工艺流程见图1。<BR><IMG alt=""
src="/sbgl/design/UploadFiles_1688/200612/20061205214244475.gif">
<P> 生产废水首先流入调节沉淀池,然后由泵提入絮凝反应池,同时通过自动加药机投加药剂NaOH,
2‰聚铝及0.005‰的PAM助凝剂,进行絮凝反应。加药过程中,观察pH值显示仪的读数,根据声值调节NaOH的投加量,控制pH在7左右。絮凝反应时间约为
15min。出水自流入气浮分离池,由溶气释放器中释放出来的溶气水将絮凝后的沉淀托出水面,在液面上形成沉淀物浮渣,浮渣经刮渣机刮出后进入干化
箱,静沉后的清洁液再流入调节沉淀池,沉渣干化后可外运填埋或焚烧处理。气浮分离池下部的清液自流入清水池中,部分清水由溶气泵提入溶气罐,
作为气浮用的溶气水,其余的清水由泵提入砂滤塔,经过砂滤的水再进入活性炭吸附罐进行深度处理,最后直接排放。<BR>
在调试期间发现pH值对各阶段的处理效果有一定影响(表1),由表1可见,当声值控制在7.0左右时处理效果最佳。<BR>
<IMG alt="" src="/sbgl/design/UploadFiles_1688/200612/20061205214244371.gif"><BR> <BR>
3.运行效果<BR> 这套处理设施竣工投用以来,经环境监测权威机构多次对设施进出口F-浓度进行采样
监测。监测结果表明,该含氟废水处理设备出口排放物中的州值均在6.5~7之间,F-的浓度均小于5mg/L,排放指标均达到了国家污水综合排放一级标准,
除F-效率达98.9%。<BR> 同时经济评估表明,这套设施充分利用了工厂原有的调节沉淀池、部分管路等
设施,总投资不高,除去设备折旧费及人工费,总运行费用每吨仅为0.50元。<BR> 4.结论<BR>
(1)絮凝一气浮处理含氟废水工艺继承了传统工艺的优点,充分利用铝盐絮凝的吸附、离子交换、络合沉淀等
作用机理,缓解后续处理的负荷,且采用聚铝作为絮凝剂比采用铝盐用量减少一半,处理费用进一步降低。<BR>
; (2)将气浮技术运用于含氟废水处理中,解决了以往固液分离的难题,使设备能稳定运行。<BR>
(3)出水末端采用活性炭吸附,给出水稳定达标排放提供保障。<BR> (4)在工艺中,用NaOH取代传统的Ca
(OH)<SUB>2</SUB>,使泥渣量减少,解决了传统工艺泥渣多,易结垢,处理效果不佳,管路易堵塞等难题。<BR> <STRONG>
; 参考文献<BR></STRONG> 1 凌波.铝盐混凝沉淀除氟水.水处理技术.1990,16(2):418~421
<BR> 2 刘裴文、萧举强、王萍等.含氟废水处理过程的吸附交换机理—离子交换与吸附.1991.7(50)
:375~382<BR> 3 胡万里.混凝、混凝剂、混凝设备.化学工业出版社,环境科学工程出版中心<BR>
4 卢建杭、刘维屏、王红斌铝盐混凝法除氟离子的一般规律.化工环保.2000
</P> <center></center></td></tr>
好像有点乱,看下面的地址吧!
参考资料:http://www.jdzj.com/sbgl/design/200612/20061205214217_1913.html
http://www.sclw.com/ctidea.asp#t4
我国许多地区,地下水含氟量都超过国家规定的生活饮用水卫生标准(1.5mg/L)。有些地区甚至高达20mg/L。长期饮用高氟水,轻者使牙齿产生斑釉,关节疼痛,重者会影响骨骼发育,致使丧失劳动力。为此本公司开发出活性氧化铝吸附过滤用于地下水除氟(也适用于工业废水除氟)的专用设备。。
原理与工艺流程
含氟水经过比表面积较大的活性氧化铝吸附过滤层。在PH值5~6的条件下,水中氟离子被吸附生成难溶解的氟化物而被除去,其反应式如下:R2SO4+2F-=R2F2+SO42-
吸附剂失效后,用硫酸铝溶液进行再生,以恢复其吸附能力。当原水PH值大于7时,一般用二氧化碳气体进行调节。
参考资料 :
http://www.sclw.com/ctidea.asp#t4
Ⅸ 硼氟酸废水如何处理
氟是一种微量元素,饮用水含氟量在0.4~0.6mg/L的水对人体无害有益,而长期饮用含量大于1.5mg/L的高氟水则会给人体带来不利影响,严重的会引起氟斑牙和氟骨病。我国某些地区特殊的地球化学特征使该区域水源含氟量大于1.0mg/L,从而造成地方性氟中毒[1],某些高浓度含氟onclick="g('工业废水');">工业废水的排放,更对人们身体健康造成很大威胁,所以必须对含氟onclick="g('工业废水');">工业废水加以处理。
1973年颁布的《工业三废排放试行标准》(GBJ4-73)中规定,氟的无机化合物排放标准为10mg/L(以F-计)。1988年颁布的《onclick="g('污水');">污水综合排放标准》(GB8789-88)中规定,新扩改企业对外排放含氟废水,氟化物不得超过10mg/L(向二级onclick="g('污水');">污水处理厂排放除外)。此废水带出物是以氟化钙计,那么1988年的标准比1973年的标准严格了一倍以上。
山西运城某铝厂在其酸处理和钝化两个工艺阶段产生高浓度含氟废水,最高氟离子浓度达300mg/L。本文基于钙离子与氟离子结合生成难溶于水氟化钙,利用同离子效应理论[2],得出了最佳方案。并以此方案为基础进行了该厂onclick="g('污水');">污水处理的工艺设计。
Ⅹ 碧水源 的mbr项目是什么意思
MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类,有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类,有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。
一、 MBR 工艺的组成
膜- 生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜 - 生物反应器实际上是三类反应器的总称: ① 曝气膜 - 生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ; ② 萃取膜 - 生物反应器( ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR ); ③ 固液分离型膜 - 生物反应器( Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 简称 MBR )。
二、曝气膜 - 生物反应器
曝气膜 -生物反应器最早见于 Cote.P 等 1988年报道,采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜),以板式或中空纤维式组件,在保持气体分压低于泡点( Bubble Point)情况下,可实现向生物反应器的无泡曝气。该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率,有利于曝气工艺的控制,不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。如图 [1] 所示。
图 [1]
三、萃取膜 - 生物反应器
萃取膜 - 生物反应器 又称为 EMBR (Extractive Membrane Bioreactor)。因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在,某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理;当废水中含挥发性有毒物质时,若采用传统的好氧生物处理过程,污染物容易随曝气气流挥发,发生气提现象,不仅处理效果很不稳定,还会造成大气污染。为了解决这些技术难题,英国学者 Livingston研究开发了 EMB 。其工艺流程见图 2。废水与活性污泥被膜隔开来,废水在膜内流动,而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动,废水与微生物不直接接触,有机污染物可以选择性透过膜被另一侧的微生物降解。由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立,各单元水流相互影响不大,生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响,使水处理效果稳定。系统的运行条件如 HRT 和 SRT 可分别控制在最优的范围,维持最大的污染物降解速率。
四、固液分离型膜 - 生物反应器
固液分离型膜 - 生物反应器是在水处理领域中研究得最为广泛深入的一类膜 -生物反应器,是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。在传统的废水生物处理技术中,泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的,其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能,沉降性越好,泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况,改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件,这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求,曝气池的污泥不能维持较高浓度,一般在 1.5~3.5g/L左右,从而限制了生化反应速率。水力停留时间( HRT )与污泥龄( SRT)相互依赖,提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥,其处置费用占污水处理厂运行费用的 25% ~40% 。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象,出水中含有悬浮固体,出水水质恶化。针对上述问题, MBR将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合,大大提高了固液分离效率,并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌 (特别是优势菌群 ) 的出现,提高了生化反应速率。同时,通过降低 F/M比减少剩余污泥产生量(甚至为零),从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。
五、 MBR 工艺类型
以下讨论的均为固液分离型膜 - 生物反应器。 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。分置式和一体式的 MBR 请参见图 3 。
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,如图 5 所示:
MBR 工艺的特点
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、出水水质优质稳定
由于膜的高效分离作用,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 微生物被完全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,能够稳定获得优质的出水水质。
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。
三、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
由于微生物被完全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 )的完全分离,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。
MBR 工艺用膜
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。
膜的分类如图所示:
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。
二、 MBR 膜孔径
MBR 工艺中用膜一般为微滤膜( MF )和超滤膜( UF ),大都采用 0.1 ~ 0.4 μ m 膜孔径,这对于固液分离型的膜反应器来说已经足够。
微滤膜常用的聚合物材料有:聚碳酸酯、纤维素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等。
超滤常用聚合物材料有:聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚丙烯腈( PAN )、聚偏氟乙烯、纤维素酯、聚醚醚酮、聚亚酰胺、聚醚酰胺等。
三、 MBR 膜组件
为了便于工业化生产和安装,提高膜的工作效率,在单位体积内实现最大的膜面积,通常将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内,在一定的驱动力下,完成混合液中各组分的分离,这类装置称为膜组件( Mole )。
工业上常用的膜组件形式有五种:
板框式( Plate and Frame Mole )、螺旋卷式 (Spiral Wound Mole) 、圆管式 (TubularMole) 、中空纤维式 (Hollow Fiber Mole) 和毛细管式 (Capillary Mole)。前两种使用平板膜,后三者使用管式膜。圆管式膜直径 >10mm; 毛细管式- 0.5~10.0mm ;中空纤维式<0.5mm> 。
表:各种膜组件特性
名称/项目 中空纤维式 毛细管式 螺旋卷式 平板式 圆管式
价格(元 /m 3 ) 40~150 150~800 250~800 800~2500 400~1500
冲填密度 高 中 中 低 低
清洗 难 易 中 易 易
压力降 高 中 中 中 低
可否高压操作 可 否 可 较难 较难
膜形式限制 有 有 无 无 无
MBR 工艺中常用的膜组件形式有:板框式、圆管式、中空纤维式。
板框式:
是 MBR 工艺最早应用的一种膜组件形式,外形类似于普通的板框式压滤机。优点是:制造组装简单,操作方便,易于维护、清洗、更换。缺点是:密封较复杂,压力损失大,装填密度小。
圆管式:
是由膜和膜的支撑体构成,有内压型和外压型两种运行方式。实际中多采用内压型,即进水从管内流入,渗透液从管外流出。膜直径在 6~24mm 之间。圆管式膜优点是:料液可以控制湍流流动,不易堵塞,易清洗,压力损失小。缺点是:装填密度小。
中空纤维式:
组装形式如下图所示:
[ 图 ]
外径一般为 40 ~ 250 μm ,内径为 25 ~ 42μm 。优点是:耐压强度高,不易变形。在 MBR中,常把组件直接放入反应器中,不需耐压容器,构成浸没式膜 -生物反应器。一般为外压式膜组件。优点是:装填密度高;造价相对较低;寿命较长,可以采用物化性能稳定,透水率低的尼龙中空纤维膜;膜耐压性能好,不需支撑材料。缺点是:对堵塞敏感,污染和浓差极化对膜的分离性能有很大影响。
MBR 膜组件设计的一般要求:
o 对膜提供足够的机械支撑,流道通畅,没有流动死角和静水区;
o 能耗较低,尽量减少浓差极化,提高分离效率,减轻膜污染;
o 尽可能高的装填密度,安装,清洗、更换方便;
o 具有足够的机械强度、化学和热稳定性。
膜组件的选用要综合考虑其成本,装填密度、应用场合、系统流程、膜污染及清洗、使用寿命等。
MBR 的应用领域
进入 90 年代中后期,膜 - 生物反应器在国外已进入了实际应用阶段。加拿大 Zenon 公司首先推出了超滤管式膜 -生物反应器,并将其应用于城市污水处理。为了节约能耗,该公司又开发了浸入式中空纤维膜组件,其开发出的膜 -生物反应器已应用于美国、德国、法国和埃及等十多个地方,规模从 380m 3 /d 至 7600m 3 /d。日本三菱人造丝公司也是世界上浸入式中空纤维膜的知名提供商,其在 MBR 的应用方面也积累了多年的经验,在日本以及其他国家建有多项实际 MBR工程。日本 Kubota 公司是另一个在膜 -生物反应器实际应用中具有竞争力的公司,它所生产的板式膜具有流通量大、耐污染和工艺简单等特点。国内一些研究者及企业也在 MBR实用化方面进行着尝试。
现在,膜 - 生物反应器已应用于以下领域:
一、 城市污水处理及建筑中水回用
1967年第一个采用 MBR 工艺的废水处理厂由美国的 Dorr-Oliver 公司建成,这个处理厂处理 14m 3 /d 废水。 1977年,一套污水回用系统在日本的一幢高层建筑中得到实际应用。 1980 年,日本建成了两座处理能力分别为 10m 3 /d 和 50m 3 /d的 MBR 处理厂。 90 年代中期,日本就有 39 座这样的厂在运行,最大处理能力可达 500m 3 /d ,并且有 100 多处的高楼采用MBR 将污水处理后回用于中水道。 1997 年,英国 Wessex 公司在英国 Porlock 建立了当时世界上最大的 MBR系统,日处理量达 2 , 000 m 3 , 1999 年又在 Dorset 的 Swanage 建成了 13 , 000m 3 /d 的MBR 工厂 [14] 。
1998 年 5 月,清华大学进行的一体式膜 - 生物反应器中试系统通过了国家鉴定。 2000年初,清华大学在北京市海淀乡医院建起了一套实用的 MBR 系统,用以处理医院废水,该工程于 2000 年 6 月建成并投入使用,目前运转正常。2000 年 9 月,天津大学杨造燕教授及其领导的科研小组在天津新技术产业园区普辰大厦建成了一个 MBR 示范工程,该系统日处理污水 25吨,处理后的污水全部用于卫生间的冲洗及绿地浇洒,占地面积为 10 平方米,处理每吨污水的能耗为 0.7kW · h 。
二、. 工业废水处理
90年代以来, MBR 的处理对象不断拓宽,除中水回用、粪便污水处理以外, MBR在工业废水处理中的应用也得到了广泛关注,如处理食品工业废水、水产加工废水、养殖废水、化妆品生产废水、染料废水、石油化工废水,均获得了良好的处理效果。 90 年代初,美国在 Ohio 建造了一套用于处理某汽车制造厂的工业废水的 MBR 系统,处理规模为 151m 3 /d,该系统的有机负荷达 6.3kgCOD/m 3 · d , COD 去除率为 94%,绝大部分的油与油脂被降解。在荷兰,一脂肪提取加工厂采用传统的氧化沟污水处理技术处理其生产废水,由于生产规模的扩大,结果导致污泥膨胀,污泥难以分离,最后采用 Zenon 的膜组件代替沉淀池,运行效果良好。
三、. 微污染饮用水净化
随着氮肥与杀虫剂在农业中的广泛应用,饮用水也不同程度受到污染。 LyonnaisedesEaux 公司在 90 年代中期开发出同时具有生物脱氮、吸附杀虫剂、去除浊度功能的 MBR工艺, 1995 年该公司在法国的 Douchy 建成了日产饮用水 400m 3 的工厂。出水中氮浓度低于 0.1mgNO 2 /L,杀虫剂浓度低于 0.02 μ g/L 。
四、. 粪便污水处理
粪便污水中有机物含量很高,传统的反硝化处理方法要求有很高污泥浓度,固液分离不稳定,影响了三级处理效果。 MBR 的出现很好地解决了这一问题,并且使粪便污水不经稀释而直接处理成为可能。
日本已开发出被称之为 NS 系统的屎尿处理技术,最核心部分是平板膜装置与好氧高浓度活性污泥生物反应器组合的系统。 NS 系统于 1985年在日本琦玉县越谷市建成,生产规模为 10kL/d , 1989 年又先后在长崎县、熊本县建成新的屎尿处理设施。 NS 系统中的平板膜每组约0.4m 2 共几十组并列安装,做成能自动打开的框架装置,并能自动冲洗。膜材料为截流分子量 20000 的聚砜超滤膜。反应器内污泥浓度保持在15000~18000mg/L 范围内。到 1994 年,日本已有 1200 多套 MBR 系统用于处理 4000 多万人的粪便污水。