临海地埋式一体化污水处理设备
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正渗透是否能够成为解决MBR膜污染和能耗问题的途径呢?基于正渗透的优点,有人对新型浸入式渗透膜生物反应器(Os-MBR)进行了研究。OsMBR将FO正渗透技术引入MBR,FO和MBR一体化可以降低传统MBR的能耗。在过去的五年中,已经开始研究新型FO-MBR或渗透膜生物反应器(OsMBR)。由于OsMBR中的FO膜不采用液压压力,具有较低的结垢倾向和较好的分离能力,OsMBR工艺不仅可以降低压力驱动膜过程的能源成本(如微滤或超滤),传统MBR空气冲刷的污染控制,还提供了一个更可持续的产水通量和更可靠的污染物去除性能。
简单来说,OsMBR的原理就是污水作为水化学势高的待处理液,而含有氯化钠的高盐度溶剂作为水化学势较低的汲取液。正渗透膜将水由水化学势较高的一端向较低的一端运送,这样一来待处理液得到了浓缩,汲取液被稀释;而汲取液可以通过后续的反渗透工艺重新得到浓缩,从而实现污水的终净化。
从一些角度来看,正渗透自身很难用作污水处理的终结端,其更像是一预处理工艺。而与采用微滤和超滤膜的MBR相比,基于正渗透的MBR能用更低的水力压力(hydraulicpressure)取得更高的截留率。正渗透工艺可以一定程度地减少膜污染,也就是说反洗率可以相应降低。说,跟传统MBR相比,OsMBR结合反渗透作深度处理时,能降低RO膜的污染概率以及获得更好的出水水质。
除此OsMRB,还有更具“黑科技感”的工艺整合--渗透厌氧MBR(Os-AnMBR)。新加坡南洋理工大学和中国哈工大科研人员合作的研究显示,正渗透与厌氧MBR组合成的Os-AnMBR工艺能去除96%的COD、接近磷和62%的氨氮,产生的生物沼气中的甲烷约占65%-78%,平均产率约0.21L CH4 /gCOD,且生物反应器中盐度的累加并没对生物过程产生抑制或毒性效应,这显示Os-AnMBR可能在未来的污水厂能源回收方面有很大的发挥空间。
临海地埋式一体化污水处理设备
技术限制
根据ACS和ScienceDirect的统计显示,正渗透的文献在过去10年有了显著的增长。如此,真正的正渗透工程应用案例却是鲜有出现,问题出在哪里呢?
这是由于工艺本身的一些内在属性造成的。就像之前说,正渗透本很更多是一种“预处理”,它还需配合回收汲取液的反渗透工艺(针对高盐溶液)或者蒸发工艺(含铵溶液等)。反渗透工艺和蒸发工艺本身存在很多应用方面的挑战。
以蒸发工艺为例,这种工艺似乎可以通过和光伏太阳能结合解决能耗问题,因为氨的挥发性,使得在实际应用时终出水含有大量碳酸铵,这需要安装多阶蒸馏工艺来解决问题,会使终造价成本变得过高。较高的内部浓差极化(ConcentrationPolarisation)使OsMBR也有膜通量低等问题,还有汲取溶液反向渗透等问题。这些都是阻碍正渗透实现大规模应用的原因。
污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除,则会影响后续处理设备的运行。主要的是磨损机泵、堵塞管网,干扰甚至破坏生化处理工艺过程。
一、适用对象
沉砂池去除污水中泥砂等粗大颗粒。主要用于去除污水中粒径大于0.2mm,密度大于2.65t/立方米的砂粒,以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。
二、沉砂池在污水处理中的作用
池在污水处理厂的投资、占地等方面所占的比例很小,但其作用却不可忽视。若取消沉砂池,大量砂粒将进入后续各处理单元,给污水厂的正常运行带来诸多隐患:
1、砂粒进入初沉池会加速污泥刮板的磨损,缩短使用寿命。
2、排泥管道中砂粒的沉积易导致管道的堵塞,进入污泥泵后会加剧叶轮磨损。
3、对于不设初沉池的处理工艺(如氧化沟、CASS 等)或实际运行中由于进水负荷过低而超越初沉池运行的工艺,大量砂粒将直接进入生化池沉积,导致生化池有效容积的减少,还会对曝气器产生不利影响。
4、砂粒进入污泥消化池中,将减少有效容积,缩短清理周期。
5、污泥中含砂量的增加会大大影响污泥脱水设备的运行。砂粒进入带式脱水机会加剧滤布的磨损,缩短更换周期,会影响絮凝效果,降低污泥成饼率。近年来卧螺式离心机在城市污水处理厂中的应用日益广泛,由于该设备采用高速离心分离的方式,砂粒会大大加剧转筒、螺旋等处的磨损。
三、沉砂池一般规定
1、城市污水处理厂一般均应设置沉砂池。
2、沉砂池按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。
3、污水流量应按分期建设考虑;当污水自留入厂时,按每期大设计流量计算;用污水泵提升入场时,按每期工作泵的大组合流量计算;在合流制处理系统中,按降雨时的设计流量计算。
4、沉砂池个数或分格数不应少于2个(格),并按并联系列设计。
5、城市污水的沉砂量按(15-30m3)/(10^6m3)计算,其含水率为60%,容重为1500kg/m3,合流制污水按实际情况确定。
6、砂斗容积按2日的沉砂量计算,斗壁与水平面夹角不小于55°。
7、一般应采用机械除砂,并设置贮砂池。排砂管直径不应小于200mm。
8、重力排砂时,沉砂池与贮砂池应尽可能靠近。
(1)压力式回收率92-95%(气水反洗),浸没式回收率90-92%(排放)。
(2)运行费用低。压力式吨水电耗为0.2度,浸没式为0.1度。
(3)以5万吨膜系统水厂为例,压力式占地面积为24m×8m;若设计成浸没式工艺,水罐和水泵等设备不变,占地面积仅需要18m×6m。