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A/O法一體化污水處理系統(tǒng)

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膜污染是在膜過濾過程中，水中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜存在物理化學(xué)相互作用或機(jī)械作用而引起的在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產(chǎn)生透過流量與分離特性的不可逆變化現(xiàn)象。對(duì)膜污染種類及其成因的具體分析，將有助于采取合適的措施減弱或消除它的不良影響。
1、沉淀污染
以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)有反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)和微濾(MF)。根據(jù)不同膜與水中微粒的相互關(guān)系，可知沉淀污染對(duì)RO和NF的影響尤為顯著。當(dāng)原水中鹽的濃度超過了其溶解度，就會(huì)在膜上形成沉淀或結(jié)垢。
避免沉淀污染的方法主要是減少離子積中陽離子或陰離子的濃度。例如，添加酸可減少氫氧化物和碳酸鹽的濃度，使金屬離子沉淀難以生成。原水可通過石灰軟化沉淀或離子交換等預(yù)處理方法去除易結(jié)垢的金屬離子。還可加入阻垢劑，例如磷酸六甲基，以阻礙沉淀生成。

2、吸附污染
有機(jī)物在膜表面的吸附通常是影響膜性能的主要因素。隨時(shí)間的延長(zhǎng)，污染物在膜孔內(nèi)的吸附或累積會(huì)導(dǎo)致孔徑減少和膜阻增大。腐殖酸和其他天然有機(jī)物(NOM) 即使在較低濃度下，對(duì)滲透率的影響也大大超過了粘土或其它無機(jī)膠粒。
與膜污染相關(guān)的有機(jī)物特征包括它們對(duì)膜的親和性，分子量，功能團(tuán)和構(gòu)型。帶負(fù)電荷功能團(tuán)的有機(jī)聚合電解質(zhì)會(huì)與帶有負(fù)電荷的膜表面之間存在靜電斥力。用在水和廢水處理中的聚砜、醋酸纖維樹脂、陶瓷和薄表層復(fù)合膜表面都帶有一定程度的負(fù)電荷。一般來講，膜表面電荷密度越大，膜的親水性就越強(qiáng)。而疏水作用可增加NOM在膜上的積累，導(dǎo)致更嚴(yán)重的吸附污染。
純水力清洗的方法有反沖洗，快速脈沖或橫向流反向沖洗。用作膜化學(xué)清洗的試劑必須能有效溶解凝膠層中的有機(jī)化合物。因此，用作膜的化學(xué)清洗的溶液通常由苛性物質(zhì)和酶劑組成。
3、生物污染
生物污染是微生物在膜-水界面上積累，從而影響系統(tǒng)性能的現(xiàn)象。膜的生物污染分兩個(gè)階段：粘附和生長(zhǎng)。生物污染問題比非活性的膠體污染或礦物質(zhì)結(jié)垢更為嚴(yán)重。細(xì)菌，真菌和其它微生物組成的生物膜，可直接或間接降解膜聚合物或其它RO單元組件，結(jié)果造成膜壽命縮短，膜結(jié)構(gòu)完整性被破壞，甚至造成重大系統(tǒng)故障。
可同化性有機(jī)碳(AOC)被認(rèn)為是生物膜的生長(zhǎng)潛勢(shì)。因此，AOC指標(biāo)可以表征生物膜形成的可能性及其程度。生物親和性被降低和易清洗的聚合物為材質(zhì)的分離膜，會(huì)阻礙生物膜的生長(zhǎng)。為了發(fā)展膜的生物污染防治技術(shù)，研究者必須首先理解分離膜聚合物的表面分子結(jié)構(gòu)和粘附生物細(xì)胞與膜作用的機(jī)理。為了更好控制膜的生物污染所必需的基礎(chǔ)研究包括以下六個(gè)方面。
(1)了解生物膜中的微生物菌落，以識(shí)別出合適的有機(jī)體用于試驗(yàn)?zāi)M和粘附生物測(cè)定。非生長(zhǎng)基的分子基因測(cè)定是值得推薦的方法。
(2)粘附過程必須在分子和原子一級(jí)的水平上研究，以更好地理解細(xì)胞粘附時(shí)物化作用力的影響。
(3)被改性的膜對(duì)細(xì)菌粘附和初期生物膜形成的影響需進(jìn)一步研究，總衰減反射-傅里葉變換紅外光譜測(cè)定有助于分析問題。
(4)在生物污染過程中，細(xì)菌外聚合物與膜材料之間的作用尚未被充分認(rèn)識(shí)到。理論上，分子模擬可快速和低成本地預(yù)測(cè)膜生物污染。同時(shí)，可用模擬技術(shù)識(shí)別干擾細(xì)胞粘附的新的化學(xué)物質(zhì)。
(5)生物膜本身的結(jié)構(gòu)完整性依靠細(xì)胞之間的分子力，該種作用力和細(xì)胞與相鄰的胞外聚合物之間的相互作用有關(guān)。分子模擬技術(shù)與適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)方法(如X光衍射)結(jié)合有助于分析問題。
(6)目前尚缺乏對(duì)生物膜生理生態(tài)性的了解。有研究指出溴化呋喃可阻礙細(xì)菌的粘附，削弱生物膜母體溶液的污染影響。
生物污染可通過對(duì)進(jìn)水進(jìn)行連續(xù)或間歇的消毒來控制。但必須考慮該消毒劑對(duì)膜的降解性。一氯化胺是一種優(yōu)于氯消毒的生物膜消毒劑，可大大減少微量有機(jī)氧化物，抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。廢水中連續(xù)投入3～5mg/L一氯化胺可抑制生物膜生長(zhǎng)(對(duì)膜無氧化損害)，延長(zhǎng)運(yùn)行周期。
另外，在膜的脫鹽系統(tǒng)中，低濃度硫酸銅的添加可抑制藻類生長(zhǎng)。一些表面活性劑和其它化學(xué)試劑可干擾細(xì)菌在膜聚合物上的粘附。另外，可通過物理手段：如加強(qiáng)橫向流速，增加氣體反沖，來阻止微生物的粘附。

二沉池污泥上浮
二沉池污泥上浮指的是，污泥在二沉池內(nèi)發(fā)生酸化或反硝化，導(dǎo)致污泥漂浮到二沉池表面的現(xiàn)象。這些漂浮上來的污泥本身不存在質(zhì)量問題，其生物活性和沉降性能都很正常。
漂浮的原因主要是這些正常的污泥在二沉池內(nèi)停留時(shí)間過長(zhǎng)，由于溶解氧被逐漸消耗而發(fā)生酸化，產(chǎn)生H2S等氣體附著在污泥絮體上，使其密度減小，造成污泥的上浮。當(dāng)系統(tǒng)的污泥齡較長(zhǎng)，發(fā)生硝化后，進(jìn)入二沉池的混合液中會(huì)含有大量的硝酸鹽，污泥在二沉池中由于缺乏足夠溶解氧(DO<0.5mg/L)而發(fā)生反硝化，反硝化產(chǎn)生的氮?dú)馔瑯訒?huì)附著在污泥絮體上，使其密度減小，造成污泥的上浮。
控污泥上浮的措施，一是及時(shí)排出剩余污泥和加大回流污泥量，不使污泥在二沉池內(nèi)的停留時(shí)間太長(zhǎng);二是加強(qiáng)曝氣池末端的充氧量，提高進(jìn)入二沉池的混合液中的溶解氧含量，保證二沉池中污泥不處于厭氧或缺氧狀態(tài)。對(duì)于反硝化造成的污泥上浮，還可以增大剩余污泥的排放量，降低污泥齡，通過控制硝化程度，達(dá)到控制反硝化的目的。

A/O法一體化污水處理系統(tǒng)二沉池表面出現(xiàn)黑色塊狀污泥
二沉池表面出現(xiàn)黑色塊狀污泥通常是污泥腐化所致。曝氣量過小使污泥在二沉池缺氧，或曝氣池污泥生成量大而剩余污泥排放量小，使污泥在二沉池的停留時(shí)間過長(zhǎng)，或者重力排泥時(shí)泥斗不合理、使污泥難以下滑，或者刮吸泥機(jī)部分吸泥管不通暢及存在刮不到的死角，都會(huì)造成污泥在二沉池局部長(zhǎng)期滯留沉積而發(fā)生厭氧代謝，產(chǎn)生大量H2S、CH4等氣體，包裹在泥塊上，促使污泥呈大塊狀上浮，而且顏色呈現(xiàn)黑色。污泥腐化上浮與一般的污泥上浮不同，腐化上浮時(shí)污泥會(huì)fu敗變黑，產(chǎn)生惡臭。
解決的辦法是保證剩余污泥的及時(shí)排放，排除排泥設(shè)備的故障，清除沉淀池內(nèi)壁或某些死角的污泥，降低好氧處理系統(tǒng)污泥的硝化程度，加大污泥回流量，防止其他處理構(gòu)筑物的腐化污泥的進(jìn)入等。
MBR膜法現(xiàn)在應(yīng)用越來越廣泛，以其穩(wěn)定清澈的出水備受關(guān)注，但其巨大的維護(hù)量也使很多使用者頭疼;那么要想在使用中盡量減少維護(hù)工作強(qiáng)度，在設(shè)計(jì)階段就需要注意以下幾個(gè)問題：
該廢水適不適合用MBR膜法
MBR不是萬能的，它屬于微濾膜，是按能通過的顆粒物粒徑來定義的;所以，對(duì)于它來講堵塞問題是關(guān)鍵，一些易結(jié)垢、含油類物質(zhì)和粘稠性物質(zhì)較多的廢水，建議不要采用MBR膜法。
不適合MBR法的廢水類型有：乳化液/研磨液/淬火液/冷卻液廢水、表面活性劑廢水、石油類廢水、脂類廢水(有預(yù)處理措施除外)。
 MBR的品牌及相應(yīng)的數(shù)量確定
決定了用MBR膜，那么下一步是決定用什么牌子，目前，MBR膜的質(zhì)量進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)的差距還是很大的，雖然國(guó)產(chǎn)品牌通過增加膜絲數(shù)量、減少通量設(shè)計(jì)量也可以滿足需要，但相應(yīng)的問題接踵而至。
從價(jià)格方面，進(jìn)口膜約為國(guó)產(chǎn)膜的3~5倍，在價(jià)格可以接受的前提下，盡量采用進(jìn)口膜，三菱和精工的膜片都不錯(cuò)，當(dāng)然，國(guó)產(chǎn)膜在保證足夠的設(shè)計(jì)余量的前提下還是可以的，重要的是設(shè)計(jì)人員要跟供應(yīng)商做好深入的技術(shù)溝通，設(shè)計(jì)通量方面，一般國(guó)產(chǎn)膜廠家出廠的設(shè)計(jì)通量已經(jīng)留了足夠的余量，但設(shè)計(jì)人員還是要再增加余量，個(gè)人認(rèn)為增加50%以上，比如筆者曾經(jīng)設(shè)計(jì)過一個(gè)小水量廢水，MBR選用國(guó)產(chǎn)品牌，但設(shè)計(jì)MBR用量是標(biāo)準(zhǔn)量的10倍，到現(xiàn)在2年時(shí)間未進(jìn)行清洗，一直在正常使用，出水COD維持在30mg/L以下。
另外，近出現(xiàn)的平板膜抗污染性能普標(biāo)優(yōu)于絲狀膜;平板膜分為PVDF材質(zhì)和PTFE材質(zhì),PTFE的抗污染性能zui強(qiáng)，目前只有進(jìn)口產(chǎn)品，以日本的性能*;膜的設(shè)計(jì)通量參考供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)。
MBR膜組件的設(shè)計(jì)
1、 把膜片拼裝在一起形成一個(gè)膜組件，特別注意的是，膜片與膜片之間間距要足夠大，有效距離要大于100mm(軸心距大于140mm)，如果膜片本身膜絲密度大，那么有效間距要適當(dāng)放寬，這樣做的目的是保持沖洗氣流順暢到達(dá)頂部膜絲，也可以減少膜絲之間的板結(jié)和截留物，減少膜組件的清洗頻率;平板膜的間距只要60~80mm就可以了;太大的間距導(dǎo)致占用空間太大。
2、 膜片橫向和豎向裝都可以，具體取決于安裝的空間;橫向裝時(shí)，膜絲保持微下垂，下垂幅度保持在10mm，也可以這樣說，在保證膜絲不受拉力的前提下，盡量直，這樣膜絲和膜絲之間就不會(huì)留有太多的雜物;推薦使用豎向安裝的方式。