吕梁市城镇污水处理设备

随着我的发展、城市化进程的推进，水资源短缺，水污染加剧的情况日趋严峻，污水处理与回用的要求日益迫切，传统集中式污水处理由于存在污水收集难、管投资高、占地面积大、建造周期长等突出问题，严重庆制约了污水处理率和COD减量，在此情况下，分散式污水处理集成技术设备成为集中式污水处理的益且必需的补充措施。

现分散式污水处理设备，的仅采用单一的好氧生化处理工艺，脱氮除磷不理想；的采用单一曝方式，能耗偏高；的采用人工湿地等植物处理法，占地太大，受候影响，不稳定；的设备集成度不高，处理效果差；针对上述情况，明基环保设备有限公司通过反复的实践探索，自主研发了一系列以污水的和资源化回收利用为，针对中、低浓度分散式机污水处理的集成技术设备。

二、领域：

包括住宅小区、乡镇农村、风景名胜区、高速公路区、机场、码头、工矿企业、其他污水难以收集的场所及尚未建设市政污管的区域的污水。处理后出水达到生活杂用水规准。

吕梁市城镇污水处理设备

生活污水怎么处理

生活污水是指城市机关、学校和居民在日常生活中产生的废水，包括洗衣洗澡、厨房洗涤、厕所粪尿等家庭水以及商业、和游乐场所的水等。传统的处理工艺主要A/O法、SBR法和氧化沟法，但水力停留时间长、反应池占地面积大、存在污泥膨胀、脱氮除磷效率低、污泥产量高的缺点日益突出。膜生物反应器（MBR）是一种将传统活性污泥与膜分离技术相结合的水处理反应器，既利用了生物处理的效性与*性，又利用了膜分离的选择透过性与性。与传统工艺相比，MBR具、设备、活性污泥质量浓、产泥率低、总投资少和等优点，在住宅小区、城市污水处理污水再生利用中的越来越。然而，膜污染一直是制约其的瓶颈。膜污染不仅缩短膜的，而且直接导致抽吸泵压力和曝量增加，造成能耗增加、清洗频繁和增加。膜污染主要3个影响因素：膜的性质、污泥性、操作条件。其中，污泥性及操作条件可在装置中改善。而膜的性质主要包括膜材质、亲疏水性、膜孔径大小、粗糙度和电荷性质等。在常用的高分子机膜中，聚偏氟乙烯（PVDF）具突出的化学稳定性、耐辐射、抗污染性和易成膜等优点，但其疏水性常导致膜污染和渗透率下降，限制了其在污水处理中的。笔者采用共混改性将纳米TiO2颗粒加入铸膜液，利用溶胶凝胶法制备了改性PVDF中空纤维膜，并对改性前后膜组件的膜通量及水质处理效果进行了对比。

1 试验部分
 
1.1 和仪器
 
：PVDF，相对分子质量570 000，solf?1015，上海联宏新材料科技限；聚乙烯吡咯烷酮，PVP，BR级，上海如吉生物科技发展限；纳米，粒径25 nm，比表面积（50±15） ｍ2/g，分析纯P25，德德固赛；二甲基乙酰胺，DMAc，化学纯，药集团化学限。

仪器：PhysicaMCR301流变仪，奥地利安东帕；D-8401搅拌器，成都浩驰仪器限；NanomanVS原子力显微镜，美Veeco；JSM-6360LA扫描电镜，日本电子株式会社；HARRE-SPCA接触角测定仪，北京哈科试验仪器；SHZ-Ⅲ循环水式真空泵，上海知信试验仪器技术限。

1.2 PVDF中空纤维膜的制备
 
将一定量的纳米TiO2加入DMAc中，超声30min使之分散均匀，加入PVP，缓慢加入PVDF，以免铸膜液起泡，水浴加热，控制温度为45 ℃，搅拌12 h，得到稳定的浅黄色或白色（加TiO2）溶胶，原料投加比例如表 1所示，并用旋转流变仪测定铸膜液黏度。

表 1 铸膜液原料投加比例

1.3 PVDF中空纤维膜的性能测试
 
膜性能测试主要包括膜表面的微观结构表征及水通量测试等。采用原子力显微镜（AFM）测定膜表面粗糙度，利用扫描电镜（SEM）观察膜断面结构，并以孔隙率、平均孔径、接触角和水通量等作为评价规准，确定纳米TiO2投加比例。

1.4 试验装置及条件
 
试验在自行设计的小试装置中进行，缺氧池尺寸50 mm×200 mm×400 mm，效水深300 mm，效容积3 L，好氧池尺寸250 mm×200 mm×400 mm，效水深300 mm，效容积15 L，水力停留时间6 h（缺氧池1 h，好氧池5 h），试验装置如图 1所示。

 好氧池的污泥取自常州武进某污水处理的二沉池回流污泥，在曝量1 L/min的条件下闷爆10～15 d左右，进水量由小到大逐渐增加。由于活性污泥及生活污水均取自该，因此活性污泥的适应性较强，很快就达到所需浓度，控制MLSS为2000～ 5000mg/L。过滤压力由循环水式真空泵（压力可调）提供，压力控制在0.02 MPa，水温保持在18～25 ℃。膜组件为U中空纤维模，效过滤面积均为0.02 ｍ2，浸没在15L好氧池。

分别用膜组件PVDF-0、PVDF-1、PVDF-2处理纯水和生活污水，以测试膜组件的去除效果和膜污染状况，并记录纯水通量JW、和污水通量JR。

膜通量（J）和去除率（R）由式（1）、式（2）计算。

式中：J——纯水或污水的膜渗透通量，L/（ｍ2·h）；

V——纯水或污水的渗透体积，L；

A——膜的效过滤面积，ｍ2；

t——膜的过滤时间，h；

R——膜对污水中目标物的去除率，%；

CP、CF——污水中目标物的进、出水质量浓度，mg/L。

1.5 原水水质及分析方法
 
试验原水取自常州市某污水初沉池，原水水质及分析方法如表 2所示。

表 2 原水水质及分析方法

2 结果与讨论
 
2.1 纳米TiO2质量分数对PVDF铸膜液黏度的影响
 
纳米TiO2颗粒具高比表面积和强亲水性，但其添加量会影响铸膜液黏度，从而影响溶剂和非溶剂的多相传质及铸膜液的成膜性。不同TiO2质量分数对PVDF铸膜液黏度的影响如图 2所示。

由图 2可见，剪切力为0.1~100 m/s的状态下，铸膜液黏度随纳米TiO2颗粒的增加而增大。

2.2 纳米TiO2质量分数对PVDF膜结构的影响
 
在不同放大倍数下用SEM研究PVDF中空纤维膜断面结构，如图 3所示。

PVDF中空纤维膜是一种特例的非对称性结构膜，其断面主要以指状孔结构和海绵状结构组成，指状孔结构占优点表明膜的渗透性能较强，海绵状结构占优点表明膜的机械强度较好。图 3（a）为250倍放大倍数下，3种PVDF中空纤维膜的SEM照片。由图 3（a）可见，PVDF-0、PVDF-2指状孔结构占优点，而且孔较大，PVDF-1的海绵状结构较多。这是因为添加适当纳米TiO2削弱了成膜过程中非溶剂（水）/溶剂（DMAc）的相互扩散速度，发生了延迟相分离，从而效减少了指状孔结构，且形成的指状孔也更加细小。图 3（b）、图 3（c）分别为1 000倍和10000倍放大倍数下，PVDF中空纤维膜断面的SEM照片。由图3（b）、图 3（c）可见，3种膜断面形成的指状孔结构差别不大，但从海绵状结构中可以清晰看到添加的纳米TiO2颗粒。与改性PVDF中空纤维膜相比，PVDF-0断面结构孔隙不均匀，而PVDF-2因TiO2颗粒过多引起纳米颗粒“团聚”不利于膜孔径要求及膜表面稳定性。

 2.3 纳米TiO2质量分数对膜性能的影响
 
一般来讲，膜表面粗糙度越小说明膜越光滑，抗污染性越好；膜表面动态接触角越小，亲水性越强，水通量越大。对PVDF中空纤维膜的微观结构和性能进行表征测试，结果表明：与PVDF-0、PVDF-2相比，PVDF-1膜表面具较小的粗糙度和较小的动态接触角，但具较高的孔隙率和水通量，说明适当添加纳米TiO2对提高膜的亲水性及抗污染能力较好的效果；膜平均孔径随纳米TiO2质量分数的增加而减小，其大小对不同污染物的分离效果所差异，表征测试结果如表 3所示。

表 3 PVDF中空纤维膜表征测试结果

2.4 不同膜组件处理生活污水的效果对比
 
将组装好的3个膜组件同时安装至调试的好氧池中，采取相同的抽吸方式处理生活污水，污水处理效果如表 4所示。

表 4 不同膜组件处理后的出水水质

由表 4可见，经不同膜组件处理后出水COD、SS、TN、NH3-N、TP均符合《城市污水再生利用城市杂用水水质》（/T 18920—2002）。

2.5 膜清洗
 
膜组件在好氧池中4 h后水通量开始下降，说明膜污染已渐渐发生。拆下膜组件，先用自来水冲洗，再将其浸泡在0.5%次溶液0.5 h，用自来水冲洗后测其纯水通量和污水通量，观察清洗效果，结果如图 4、图 5所示。

 由图 4可见，清洗后纯水通量基本能恢复，PVDF-0、PVDF-1、PVDF-2的恢复率分别为87.5%、95.6%、91.9%。

清洗后污水通量的对比如图 5所示。

 由图 5可见，PVDF-0、PVDF-1、PVDF-2污水通量恢复率分别是78.8%、91.4%、85.8%。PVDF-1通量的恢复率zui高，经过4h纯水通量和污水通量依旧zui高，而PVDF-2改性虽效果，但添加的纳米TiO2过多会造成成本相对较高，且膜性能测试结果表明过多纳米TiO2颗粒会引起“团聚”现象，不利于膜表面亲水性的改善。综合效果，PVDF-1具较好的价值。

3 结论
 
（1）添加适当纳米TiO2颗粒降低了膜表面的粗糙度、接触角，提高了孔隙率及PVDF中空纤维膜的亲水性。

（2）3个膜组件的出水水质均能达到《城市污水再生利用城市杂用水水质规准》要求，对SS的去除率基本接近，NH3-N的去除率也较高，其余出水水质指标去除率也保持在80%以上。

（3）3个膜组件中PVDF-1的污水通量衰减速度zui慢，清洗后恢复的污水通量zui大，说明其抗污染zui强。

生活污水(经化粪池)自流入细格栅池，去除大颗粒可沉固体及水中悬浮物后流入调节池。调节池出水进入生物接触氧化池，在生物接触氧化池池内填充软填料，曝废水流经填料层，使填料表面长满生物膜，增加微动力即小鼓风机鼓风，使污水在氧条件下与生物膜充分接触，污水中的微生物将污水中残留的机物逐步氧化为二氧化碳、水和细胞物质，污水得到净化。同时控制溶解氧水平，污水中氨态氮由硝化细菌转化成为硝态氮。出水经沉淀池，进行固液分离，然后导入过滤池，内填充硬填料石英砂，对沉淀池出水进一步吸附、沉淀处理，使出水达到放要求。zui后污水流入消毒池用二氧化氯消毒外。

地埋式生物接触氧化法工艺具，不易破坏周围小区景观等点，同时地埋式污水装置亦能将噪声和臭对住小区居民的影响减轻到zui低。地埋式生物接触氧化法工艺施加了微动力，改变污水处理装置供氧不足、生物活性不够的状态，提高污染物的去除率。经过微动力曝池，COD的去除率可达65.0％～85.0％，BOD5的去除率可达75.0％～90.0％；同时对氨氮和磷的去除率很大的提高。地埋式生物接触氧化法工艺构筑物模块化，利于今后的扩建。微动力曝池单元为模块结构，可较好满足小区污水处理站（）分期建设的要求。