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膜设备在污水处理行业中的新进展

TIME:2019-11-27   click: 172 次
      由于污水处理能力的不足,仅很少一部分污水得到有效的处理,大部分城市污水与工业污水经简单处理便直接排人江河,对环境造成了为严重的危害。同时,我国每年人均占有水量仅为世界人均占有量的14/,加剧了我国的用水矛盾。由此可见,减少污水排放量是缓解我国用水矛盾的有效途径,探讨新的有效污水处理技术是实现这一目的的重要措施之一。
  通常,工业污水处理的方法可分为:1)物理法:沉降、沉淀和过滤等。2)化学法:氧化、还原、中和及吸附等。3)生物法:好氧性和厌氧性处理。在生物学处理法中,因利用微生物,故在处理过程的最终阶段,须进行微生物和处理水的固液分离。但该固液分离一直沿用占地面积大、耗时、低效的自然沉降法。近年来,将分离膜引人生物学处理法(活性污泥法)中,形成了新型的污水处理方法—膜分离活性污泥法(MSAS),它包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)等膜分离技术。另外,膜分离技术以及它与其它技术的集成技术将逐步地有针对性地取代目前采用的传统分离技术,并对化工、石化、环保等领域产生深远影响。
      膜分离技术具有低耗、高效和不产生二次污染的特点,在化工、石化、医药、轻工等能耗较高,污染较重的领域广泛推广应用后,不仅能提高这些相关产业的技术装备水平和产品质量,还可以帮其减少污染物的排放,节能降耗,降低成本。在污水净化领域中,膜分离技术的应用及基础研究主要有:l)膜的形式、孔径和膜厚度等材料性能对分离效率的影响。2)分离操作条件如温度、pH、含盐量或分离目标物浓度对分离效率的影响及操作条件的最佳化3)膜面污染防止和清洗恢复的药剂及方法。4)膜分离与其它污水处理方法的藕合。但是就目前来看,制约膜技术应用的关键仍是膜的污染及堵塞问题。膜污染堵塞的原因大致可划分为:1)污水的化学与物理性状,如胶着物、膜亲合物的大量存在。2)操作条件,如清洗周期不恰当和杂质在膜面上的附着沉积速度过大。3)流程设计,如膜组件前处理不足、清洗效率低下、监控手段少和不便于拆卸等措施的进行等。虽然有关膜清洗恢复的研究很多,但对连续运行的污水处理膜装置,现有的清洗恢复方法遇到的困难较多。
  根据以上情况 ,在总结了水处理膜分离技术及应用的发展历史基础上,本文重点分析了国内外污水处理领域的现状、技术难点和市场需求,讨论了膜分离技术的机理、特性、分类、膜分离的形式等,并展望了污水处理膜分离技术的发展方向。
  污水处理膜分离技术国内现状
  近二十年来
  ,国内的污水处理技术有了很大的发展。以混凝沉淀、气浮、中和、氧化等为主的物理化学工艺和以厌氧生物法、好氧生物法为主的生物处理工艺得到了普遍应用。由于污水性质的复杂性,这些常规技术远远无法满足污水处理的技术需求。至于高浓度有机废水是一种较普遍的点源污染,全国造纸、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行业每年高浓度有机污水的排放量很大。对这类污水采用常规活性污泥法处理尽管有一定作用,但出水水质远差于国家综合排放标准的要求。此外,为防止污泥流失,还需要精心管理,而实际操作人员的素质往往难以满足这方面要求。要解决上述问题,急需开发一种处理效果好、自动化程度高、管理简单方便和较经济的污水处理技术。
  污水膜分离生物技术的特点和机理
  污水膜分离生物技术的特点如下:
  1)装置紧凑:由于省去了活性污泥的沉降槽,且活性污泥的膜分离可在较高浓度下操作,所以污泥浓缩贮留槽及曝气槽体积小,装置紧凑。
  2)高浓度污水处理:由于能够保持曝气槽内活性污泥的高浓度,所以可适应高浓度污水。
  高品质的污水处理由于膜分离,所以对S去除彻底,可得到十分澄清的处理水。同时,对生物分解困难的高分子污染物也能有效去除,处理水的BOD值低。一般不含病菌和病原体,无需消毒,出水中不仅有机物浓度相对较低,而且总氮和总磷的浓度也远低于传统生物法。
       3)在污水膜生物反应器中,微生物的种类、数量和泥龄等主要是根据对污染物质降解有利与否来控制,一般无需考虑污泥的絮凝沉降性能,这也就使得微生物更加有利于对污染物的降解转化,可获得更高的去除效率。进水中的大分子、胶体受膜的截留而不断地流到生物反应池,使得这些物质在生物反应器中停留时间延长,从而为它们的进一步降解创造了条件,尤其是本身可生物降解,但降解速度相对较低的大分子和胶体物质。
  4)维护管理容易:传统的活性污泥法,为了维持良好的处理水质,对污水处理过后的污泥管理须付注很多劳力和精力。
  膜分离活性污泥法省去了沉降槽,对污泥浓度管理容易,设备占地面积小,操作的自动化程度高,管理人员少。