微动力地埋式一体化污水处理设备

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膜类型对膜污染的影响
膜技术应用的关键是筛选合适的膜材料，不同材料、结构和孔径的膜具有不同的处理效果、产水通量、产水水质和使用寿命。膜材料的表面能、极性、荷电性、化学结构、亲疏水性等影响着膜污染。目前的膜材料主要是聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚砜、聚醚砜等。
A. Drews的研究表明，膜污染与超滤膜性质尤其是膜表面亲疏水性有很大关系。亲水性好的膜材料抗污染能力强。R. H. Sedath 等通过添加阴离子、表面活性剂及表面氟化等方式提高膜表面亲水性，使膜污染得到明显降低。K. H. Choo 等通过含氟聚合物、聚砜及纤维素3 种不同的膜材料，研究吸附在膜表面的物质的表面自由能的变化时发现，含氟聚合物的疏水性小并且造成的膜污染小。Guojun Zhang 等在研究聚偏氟乙烯、聚丙烯腈和聚砜超滤膜处理污泥样品过程中的污染情况时发现，污染严重的是表面粗糙和疏水性强的聚砜膜。
孔径分布窄的超滤膜的筛分作用较强，过滤性能优异，随着孔径的增加，膜通量会迅速提高，但是孔隙率增大，膜内吸附随之增强，膜污染加剧。膜孔的曲折率越小，膜通量就会越大。金康鹏等通过研究发现，孔径小的超滤膜容易形成滤饼层从而降低膜孔内污染。由于污染物容易进入到孔径大的膜孔内部引起内孔污染，因此相对于孔径小的超滤膜，孔径大的超滤膜膜表面的污染物较少。、
 操作条件对膜污染的影响
超滤分离过程中操作压差、操作时间、操作温度、膜面流速等操作条件对超滤膜污染的影响不容忽视。适当的操作压力、较大的线流速能减缓滤饼层的形成，控制流体稳定性和在次临界流量条件下运行均可减缓膜污染。

1 操作压差
Xianghua Zhen 等的研究表明，在超滤分离过程中，未受污染的膜，浓差极化作用可忽略，膜通量与压力成正比;随着过滤过程的进行，膜表面滤饼层逐渐形成而引起膜污染，并且随压力的增大，膜通量的增加变慢。沈飞等的研究表明，在低于临界压力的条件下进行超滤操作有利于减缓膜污染。因此超滤时，应根据实验临界通量确定适宜的操作压差，以降低膜污染的速率。
2 操作时间
在超滤分离过程中，随着运行时间的延长，在浓差极化等作用下，膜表面会形成污染层并且堵塞膜孔，导致膜通量下降。因此需要根据水质状况、膜清洗状况等因素来确定运行周期的长短。
3 操作温度
赵立合等的研究表明，温度变化会引起料液黏度改变，进而影响膜通量。随着温度的升高，料液黏度下降，扩散系数增加，从而降低了浓差极化的影响，有利于膜通量的增加。但是温度升高也会改变料液的其他性质，使料液中某些组分的溶解度下降，使污染加剧。研究表明，改变温度会影响膜面以及膜孔与料液中污染物的相互作用，使膜通量发生改变。
4 膜面流速
H. Ma 等的研究表明，适当的膜面流速可使凝胶层变薄，阻力下降，从而减小浓差极化的影响，使膜通量提高。当膜面流速超过临界值后，浓差极化作用显著，剪切力增大，使得污染物变形而被挤入膜孔导致膜通量降低。改变料液的流动状态有助于提高膜的分离效率，因此应根据实际情况确定合适的膜面流速，有效地减弱浓差极化作用，提高膜的抗污染能力，从而提高膜分离效率同时延长膜的寿命。
4 膜污染机理
关于膜的污染机理目前研究中尚没有统一的理论，但普遍认为，从微观上膜污染是在范德华力以及双电层作用下的大分子污染物和膜表面以及大分子溶质间相互作用的结果。在范德华力和双电层的作用下，与膜表面带电性相同的污染物对膜的污染小，而带电性与膜表面相反的污染物对膜的污染严重。从宏观上讲，浓差极化使得某些溶质在膜表面的浓度超过其溶解度;同时水中微粒、胶体离子或溶质分子与膜发生物理化学作用，使膜的透水量下降。滤饼层是大量微粒在膜表面逐渐累积而形成的覆盖在膜表面的污染层，其会增加透过阻力，降低膜通量。膜的吸附是污染物与膜微观作用的结果，是造成膜污染的关键。膜孔堵塞是由于污染物在膜表面或膜孔内吸附或沉积造成的，其结果使膜孔窄化，导致膜通量下降。张国俊等的研究表明，超滤除杂有3 种形式：(1)在膜表面的机械截留;(2)在膜孔中停留;(3)在膜表面及膜孔内吸附。膜污染是由无机物沉淀、有机物吸附、颗粒物沉淀和微生物黏附生长及其相互作用引起的。影响反硝化的主要因素：
(1)温度 温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理过程要大些。一般，以维持20～40℃为宜。苦在气温过低的冬季，可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施，以保持良好的反硝化效果;
(2)pH值 反硝化过程的pH值控制在7.0～8.0;
(3)溶解氧 氧对反硝化脱氮有抑制作用。一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法);
(4)有机碳源 当废水中含足够的有机碳源，BOD5/TKN>(3～5)时，可无需外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于这个比值时，就需另外投加有机碳。外加有机碳多采用甲醇。考虑到甲醇对溶解氧的额外消耗，甲醇投量一般为NO3--N的3倍。此外，还可利用微生物死亡;自溶后释放出来的那部分有机碳，即"内碳源"，但这要求污泥停留时间长或负荷率低，使微生物处于生长曲线的静止期或衰亡期，因此池容相应增大。
微动力地埋式一体化污水处理设备脱氮型工业污水的设计
①设计的观点
脱氮通常采用脱氮池-硝化池(膜分离池)2池进行;如要求去除率在90%以上或处理出水T-N≦5mg/L的场合，还需要采用第2脱氮池-再曝气池(膜分离池)的组合型2段脱氮法。
脱氮池的搅拌应采用带入氧气较少的机械式设备。
②1级脱氮法
硝化池及脱氮池的容量，根据下表的脱氮速率(标准)和硝化速率决定后，计算出脱氮容积负荷。
脱氮容积负荷(kg-N/(m3/d))=脱氮(硝化)速率(kg-N/(kg-SS/d))×MLSS浓度(kg/m3)
硝化液循环量计算：根据去除率决定
从硝化池到脱氮池的循环比如果为R，硝化液循环量则为RQ，从脱氮池的移送量则为(R+1)Q。这时的大脱氮率为R/(R+1)×100(%)，所以实际上从脱氮率算出R，并决定循环水泵的移送量(R+1)Q。
③2级脱氮法
2级脱氮法中第2级脱氮池对NOx的脱氮率可达*，所以理论上对无机性氮的去除率可以为*，但是現实情况是膜分离池中有NOx的溶出，所以会有0～3mg/L左右的余留。
首先需选择从膜分离池的返送汚泥送到硝化池(流程1) ，还是送到第1脱氮池(流程2)。作为大概值，流入的BOD/N<4时采用流程1，BOD/N≧4时采用流程2。
另外，有关甲醇的使用量，参照药液使用量计算公式。

1) 流程1(BOD/N<4)
第1级脱氮池中为了节約加碳源量(甲醇等)，第1脱氮池的去除氮量为流入BOD5×1/3(mg/L)的数值，剩余的氮量需要在第2级脱氮池去除。根据第1脱氮池的脱氮量计算去除率，决定硝化液循环比(R)。另外根据各池的汚泥浓度设为多少决定返送汚泥比(r)(表2-4)。各池的汚泥浓度减小时各水池的容量增大，所以返送汚泥比(r)≧3。
流入BOD几乎没有的场合，硝化液循环比设为R≧1，对第1级及第2级脱氮池注入需要的加碳源量。
各水池容积计算：
-第1级脱氮池：根据表2-3的脱氮速度(标准)求得氮容积负荷，计算第1级的氮去除量(流入氮量×第1级去除率)。
-根据硝化池：硝化速度求得氮容积负荷。这时，考虑为了全量硝化对流入氮量进行计算。
-第2脱氮池：求得脱氮速度(甲醇?醋酸)，对第2级的去除对象氮量(流入氮量-第1级去除量)进行计算。
-膜分离池：为了防止由于汚泥分解造成氮的再偏析，膜分离池容量应为可以设置膜分离装置的小容量。
2) 流程2(BOD/N≧4)
和流程1一样、根据第1级脱氮池的脱氮量计算去除率决定硝化液循环比(R)，因为流入BOD高，所以R≧4。根据各池的汚泥浓度设为多少决定返送汚泥比(r)(表2-4)。各池的汚泥浓度减小时各水池的容量增大、所以返送汚泥比(r)≧3。
和流程1相比第1脱氮池的MLSS可以提高，所以有可以减小水池的优点。
各水池容积计算
-第1脱氮池：根据表2-3的脱氮速度(标准)求得氮容积负荷、对第1段的去除对象氮量(R=4的场合 流入氮量×4/5)进行计算。
-硝化池：根据硝化速度求得氮容积负荷。这时、考虑为了全量硝化对流入氮量进行计算。
-第2脱氮池：需注入脱氮时所需要的加氢量。池容量是求得脱氮速度(甲醇?醋酸)、对第2段的去除对象氮量(流入氮量-第1段去除量)进行计算。
-膜分离池：为了防止由于汚泥分解造成氮的再偏析、膜分离池容量应为可以设置膜分离装置的小容量。