膜法工艺

2024-06-05

膜法工艺（通用11篇）

膜法工艺篇1

0 引言

长期以来, 生活污水的二级生物处理多采用活性污泥法, 包括普通活性污泥法及其变形工艺、氧化沟工艺、延时曝气的SBR法及其变形工艺以及A-B法等工艺。虽然这些都是较成熟的污水处理工艺, 但普遍存在着占地面积大、基建投资高、工艺设备处理效能低、能耗高, 运行费用高、管理不便等问题。

1 生物膜法净化污水机理

污水中有机污染物质种类繁多, 成分复杂。但对于生活污水来说, 其有机成分归纳起来主要包括:蛋白质 (40%-60%) 、碳水化合物 (25%-50%) 和油脂 (10%) , 此外还含有一定量的尿素。生物膜法依靠固定于载体表面上的微生物膜来降解有机物, 由于微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着、生长和繁殖, 由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构, 因此生物膜通常具有孔状结构, 并具有很强的吸附性能。

生物膜附着在载体的表面, 是高度亲水的物质, 在污水不断流动的条件下, 其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质, 在膜的表面上和一定深度的内部生长繁殖着大量的微生物及微型动物, 并形成由有机污染物→细菌→原生动物 (后生动物) 组成的食物链。污水在流过载体表面时, 污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附, 并通过氧向生物膜内部扩散, 在膜中发生生物氧化等作用, 从而完成对有机物的降解。生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物, 而在生物膜的内层微生物则往往处于厌氧状态, 当生物膜逐渐增厚, 厌氧层的厚度超过好氧层时, 会导致生物膜的脱落, 而新的生物膜又会在载体表面重新生成, 通过生物膜的周期更新, 以维持生物膜反应器的正常运行。

生物膜法通过将微生物细胞固定于反应器内的载体上, 实现了微生物停留时间和水力停留时间的分离, 载体填料的存在, 对水流起到强制紊动的作用, 同时可促进水中污染物质与微生物细胞的充分接触, 从实质上强化了传质过程。生物膜法克服了活性污泥法中易出现的污泥膨胀和污泥上浮等问题, 在许多情况下不仅能代替活性污泥法用于城市污水的二级生物处理, 而且还具有运行稳定、抗冲击负荷强、更为经济节能、具有一定的硝化反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等优点。

2 新型好氧生物膜法处理技术——曝气生物滤池 (BAF)

曝气生物滤池的基本原理在于, 在一级强化的基础上, 以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质, 充分发挥生物吸附代谢、物理截留及反应器食物链的分级捕食作用, 实现污染物在同一单元反应器内的去除。曝气生物滤池在开发过程中, 充分借鉴了生物接触氧化反应器和深床过滤的设计原理, 省却了二沉池。反应器内存在着不同的好氧、缺氧区域, 可同步实现硝化和反硝化, 在去除有机物的同时达到脱氮的目的。

曝气生物滤池的工艺形式在进水方式、填料选择和使用功能上各有不同, 即上向流曝气生物滤池和下向流生物滤池;悬浮填料曝气生物滤池和淹没填料曝气生物滤池;去碳曝气生物滤池、硝化生物滤池和反硝化生物滤池等。目前在工程中使用的形式分为四大类:即BIOCARBONE、BIOFOR、BIFSTRY和BIOPUR。其中BIOPUR的形式与BIOFOR基本相同, 只是BIOPUR的填料根据不同水质采用波纹板、陶粒或石英砂, 以取得不同的处理效果。

1) BIOCARBONE。BIOCARBONE采用下向流形式, 污水从滤池上部流入, 在滤池中下部设曝气管 (一般距底部25-40cm处) 进行曝气, 气水处于逆流。曝气管上部起生物降解作用, 下部主要起截留SS及脱落的生物膜的作用。在反应器中, 有机物被微生物氧化分解, 氨氮被氧化成硝氮, 另外由于在生物膜内部存在厌氧/兼氧微环境, 在硝化的同时可实现部分反硝化。

2) BIOFOR。BIOFOR采用上向流形式, 截留在底部的SS可在气泡的上升过程中被带入滤池中上部, 加大填料的纳污率, 延长了反冲洗周期。国内设计单位采用此工艺处理生活污水及工业废水的混合水, 处理水量为1500m3/d, 其中生活污水900m3/d、工业废水600m3/d, 从实际运行结果看, 当曝气生物滤池BOD5容积负荷在5-6kg/m3.d时, 出水COD平均保持在60mg/L以下。

3) BIOSTYR。BIOSTYR和BIOFOR不同的是采用密度小于水的滤料, 一般为聚苯乙烯小球。运行时采用上向流, 在滤池顶部设格网或滤板以阻止滤料流出, 正常运行时滤料呈压实状态, 反冲时采用气水联合反冲, 反冲水采用下向流以冲散被压实的滤料小球, 反冲出水从滤池底部流出。BIOSTYR曝气生物滤池的特点是处理方式非常灵活, 可根据曝气位置的不同可以控制硝化反应和反硝化反应的程度, 也可以单独进行硝化反应。具有硝化和反硝化功能的BIOSTYR生物滤池, 其曝气管位于滤床中的经过计算的位置, 将滤床分隔为厌氧区和好氧区, 对有机物、固体悬浮物、氨氮和硝酸盐氮等有很好的去除效果。BIOSTYR中随着过滤的进行, 其水头损失的增长与BIOCARBONE有所不同, 其水头损失的增长与运行时间成正比, 由于BIOSTRY中没有形成表面堵塞层, 因此其运行周期较BIOCARBONE工艺要长。

3 曝气生物滤池存在的主要问题

曝气生物滤池在实际应用中主要存在以下问题:

3.1曝气生物滤池对进水的悬浮物要求较高, 根据国外的运行经验, 进水的SS一般不超过10omg/L, 最好控制在60mg/L以下。这样就对曝气生物滤池前的预处理工艺提出了较高的要求。

3.2采用曝气生物滤池水头损失较大, 而且由于停留时间较短, 消化不充分, 产泥量较大, 且含有较多的脱落生物膜碎片, 污泥稳定性稍差, 进一步处理困难。

3.3曝气生物滤池生物除磷的作用有限, 因此一般需要采用化学除磷。

3.4对于需要进行脱氮的污水, 如果单独采用曝气生物滤池工艺, 在进水碳源充足的情况下, 可选择上向流的BIO-FOR和BIOSTYR工艺前置脱氮, 这样既可以缩短流程, 同时又可节省投资;但如果进水碳源不足, 那么就需要将硝化/反硝化单独进行, 考虑后置脱氮, 其最为不利的一面是需要外加碳源, 运行成本相对较高;另一个问题是如何投加适量的碳源, 这需要稳定的进水浓度。同时, 出水需要进行曝气用于去除过量的碳, 使得运行管理较为复杂, 能耗也有所增加。

4 结束语

总之, 如何使生活污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥产量、最方便的操作管理, 以及实现磷回收和再生水回用等可持续的方向发展, 已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题。这就要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善, 同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题, 且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。S

摘要：在污水生物处理的发展和应用中, 活性污泥法和生物膜法一直占据主导地位。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善, 与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高、耐冲击负荷性能好、产泥量低、占地面积少以及便于运行管理等优点, 在处理中等规模的低浓度城市污水方面较活性污泥法更具竞争力。

关键词：环境工程,生活污水,生物膜法,吸附性能,循环经济,可持续发展

参考文献

[1]王凯军, 贾立敏.城市污水生物处理新技术开发与应用[M].北京:化学工业出版社, 2001.

[2]刘雨.生物膜法污水处理技[M].北京:中国建筑工业出版社, 2000.

膜法工艺篇2

摘要：采用生物膜法污水处理工艺,对深圳布吉秀峰工业城污水进行现场中试研究.出水中有机物BOD5,CODCr及悬浮物去除率一般在80%以上,曝气生物滤池工艺中的污泥质量浓度2倍于生物接触氧化工艺,曝气生物滤池中的`原生动物及后生动物密度比生物接触氧化工艺高出1～2个数量级.试验中曝气生物滤池的去除效果比生物接触氧化工艺稍好,从反应器中污泥质量浓度(ρ(MLSS))及原生动物、后生动物数量的比较进一步证实这一结论.作者：向连城邱光磊郑丙辉刘佑华邱向阳苏一兵宋永会 XIANG Lian-cheng QIU Guang-lei ZHENG Bing-hui LIU You-hua QIU Xiang-yang SU Yi-bing SONG Yong-hui 作者单位：向连城,郑丙辉,苏一兵,宋永会,XIANG Lian-cheng,ZHENG Bing-hui,SU Yi-bing,SONG Yong-hui(中国环境科学研究院,北京,100012)

邱光磊,QIU Guang-lei(山东科技大学,化学与环境工程学院,山东,青岛,266510)

刘佑华,邱向阳,LIU You-hua,QIU Xiang-yang(深圳市环境科学研究所,广东,深圳,518001)

期刊：环境科学研究 ISTICPKU Journal：RESEARCH OF ENVIRONMENTAL SCIENCES 年，卷(期)：, 20(3) 分类号：X703 关键词：生物膜反应器中污泥质量浓度原生动物后生动物

DIY瘦腿膜法打造性感美腿篇3

膜法一：菠菜消肿膜

材料：菠菜300g

做法：菠菜洗净用沸水略烫，放入搅拌机内打成泥状。

使用方法：温水清洗腿部，将菠菜泥汁均匀地涂沫在腿上，裹上保鲜膜，敷上热毛巾，15分钟后洗净擦干。

功效：肌肤吸收菠菜汁液后，将新鲜养分和氧气送到双腿，可加快腿部血液循环，排出多余毒素，带动脂肪运动，对于改善下半身肥胖非常有效。

膜法二：“咖啡”纤腿膜

材料：咖啡粉100g，橄榄精油3滴，蜂蜜1匙。

做法：将咖啡粉和蜂蜜搅拌均匀，加入橄榄精油即可

使用方法：清洗腿部，将泥膜均匀涂沫在腿上，裹上保鲜膜，敷上热毛巾，20分钟后洗净擦干腿部。

功效：消除腿部多余脂肪，去除肌肤表面的老化角质。

膜法三：大蒜纖腿膜

材料：大蒜3个米醋20ml

做法：大蒜去皮洗净，捣成泥状。加入米醋浸泡5分钟后使用。

使用方法：将大蒜泥汁均匀涂沫在腿上，裹上保鲜膜，敷上热毛巾，15～20分钟后洗净擦干即可。

功效：蒜泥敷在腿上，腿部会感觉辛辣，加上米醋的酸性，能使腿部脂肪快速燃烧，迅速分解血管内的油脂，软化血管，消除腿部多余脂肪。持续使用一个月，还你一双骨感美腿。

膜法四：薄荷苹果瘦腿膜

材料：苹果1个薄荷3g

做法：苹果洗净去核切块，放入果汁机打成泥状，用沸水冲泡薄荷，将苹果泥与薄荷汁混合均匀。

使用方法：清洗腿部，将泥膜均匀涂抹在腿上，裹上保鲜膜，敷上热毛巾，15～20分钟洗净腿部。

功效：苹果所含的果胶能加速体内排毒，防止腿部水肿。薄荷能够促进肌肤紧致，并能消炎，镇定肌肤。

国内首个车用尿素添膜法工艺试用篇4

据弘康环保总经理孙长城介绍, 膜法超纯Ad Blue生产工艺由该公司科研人员依托自有液尿合成系统开发, 是国内首个直接利用液尿为原料生产车用尿素的新工艺。相较于以固体尿素为原料的传统工艺而言, 该工艺生产的车用尿素品质更高, 金属离子含量更低。目前国内其他正规企业采用的车用尿素生产工艺多半是从工业尿素提纯得来, 其主要原理是在70~75℃时, 尿素在水溶液中发生水解;然后在30℃以下时, 尿素重新从水溶液中结晶出来。每水解结晶一次, 纯度提高一次, 一般利用工业级尿素水解结晶数次, 才能达到车用尿素纯度标准要求。国内一些非正规工厂通过采购工业尿素与水混配制得的车用尿素很难达到国家标准要求。

膜法超纯车用尿素工艺直接采用弘康环保自有的尿素合成装置生产的未经造粒的高温高浓度液尿为原料, 无需外加热源, 直接溶解提纯生产车用尿素溶液。由于原料中缩二脲、金属离子和不溶物等的含量比较低, 故与以颗粒尿素为原料的同类产品相比, 其品质更高, 质量更稳定。同时, 该公司的科研人员还研发出了一种抗低温的车用尾气催化还原剂, 使其能在-25℃、-35℃、-45℃低温下正常使用。该项技术已经在低温环境下的柴油发动机台架上进行了ESC工况测试, 该还原剂在额定喷量下, 经过SCR后处理器处理后, NOX排放能达到国四要求, 目前该工艺已申请了两项国家专利。

膜法水处理技术研究篇5

（1）、微滤技术

微滤是所有膜法水处理技术中应用最普遍，总销售额最大的1项技术，主要用于制药行业的过滤除菌；高纯水的制备是目前微滤技术应用的第二大市场。近年来在食品工业的许多领域已实现工业化，可用于明胶和葡萄糖的澄清；替代传统的硅藻土过滤果汁，效果与超滤相同；还可回收啤酒渣和白啤除菌。在饮用水生产和城市污水处理等方面具有潜在的市场。可用于除去城市污水病毒，费用低于超滤。用于工业废水处理如从颜料中分离溶剂，从含油废水中去除难处理的颗粒，从电镀废水中除去有毒的重金属如镉、汞等。燃料工业可用于除油品的蜡和沥青质。此外，随着生物技术工业的发展，用来浓缩和分离发酵液中的生物产品，微滤在这一领域的市场也将越来越大

（2）、渗透汽化技术

渗透汽化技术将对传统的蒸馏技术产生新的变革，它以溶解扩散的机理进行组分的传递，不受共沸体系影响，对共沸物的分离特别有效，主要用于有机溶剂脱水、水中少量溶剂的脱除和有机/有机混合物的脱除。80年代，国外最先实现工业化，德国GFT公司的交联聚乙烯醇（PVA）膜，率先用于乙醇脱水，生产无水乙醇和异丙醇脱水等，现已建成100多个工厂，最大规模为15×10（上标4）L/d／。此外，甲醇与MTBF的分离也接近工业化应用。随着渗透汽化技术的发展。其他应用也将快速增长，特别是有机混合物的分离，将作为某些精馏过程的替代和补充技术，在石化行业中会有广阔的应用前景。

（3）、无机膜

无机膜主要包括陶瓷膜、金属氧化物膜（如Υ-Al(下标2)O(下标3)、ZnO、TiO(下标2)）和金属膜等，它适合在高压、高温、高粘度，高固体含量、高氯化物含量和苛刻pH条件下使用。因此，它在石油化工、食品、冶金、环境工程、生物工程等领域应用前景广阔。我国的无机膜经过5年的努力，陶瓷微滤膜和超滤膜从无到有，初步实现了工业化生产，膜材料的技术指标和膜装置的规模与自控水平均达到国际先进技术水平。今后我国的无机膜将在气体分离与净化，以及通过无机膜与其他工艺结合，改造传统工艺等方面发挥重要的作用，逐渐形成以无机膜为核心的新集成应用技术。

（4）、超滤技术

1.工业废水处理超滤技术可用于回收电泳涂漆废水中的涂料，现已广泛用于世界各地的电泳涂漆自动化流水线上。大型厂超滤设备膜面积达150平方米，渗透流率为3平方立米/h。现普遍用于金属加工、罐头听生产工业的含油废水处理，其他领域的含油废水处理过程正在开拓。还广泛用于纺织工业上浆材料PVA 的回收和重复利用，其大型厂超滤设备膜面积达10000平方米，处理量为60立方立米/h。普遍用于胶粘剂工业中废液的处理，浓缩并回收其中的笨乙烯、丁二烯、PVC等胶乳。在日本等国的某些造纸厂工业废液已采用超滤技术处理。在采矿及冶金工业中处理酸性矿物排出液，其渗透液可循环使用，浓缩液中可回收有用物质，超滤在这一领域的应用正日益受到重视。

2.城市污水处理超滤技术已用于城市及家庭污水处理。在新建的500 户以上大的住宅楼有可能实现小规模的水循环，即用超滤处理过的生活污水冲洗厕所等，可减少家庭用水的40％。电子工业集成电路生产和医药工业用水过程已广泛应用超滤技术，其主要采用中空纤维组件，膜渗透梳率大，能耗低。

3.食品和医药工业乳清超滤回收其中的蛋白质，是乳品工业中应用最大的一个领域，每年以20％的速率增长，其中大的超滤组件膜面积达1800平方米。牛奶经超滤可增加奶酪得率，该工艺正逐步取代传统工艺，将有很大经济效益。国外广泛采用超滤技术澄清果汁，我国尚未普及。超滤用于屠宰动物血液成分回收将具有很大的市场，技术上也是可行。另外，超滤已用于植物蛋白回收，将推广至海藻等浮游生物蛋白的回收。在医药和葡萄糖生产厂家用于从发酵液中分离和浓缩具有生物活性的组分，超滤具有能保持其生物活性及回收率高的优点，在这一领域的应用将随基因工程技术产业的增长而增长。超滤技术已广泛用于浓缩葡萄糖氧化酶、胰蛋白酶、凝乳酶、果胶酶激素的提取，还用于浓缩以基因工程菌生产的新物质，如干扰素、生长激素、人血液中胰岛素提取血清白蛋白。具体参见http://更多相关技术文档。

（5）、反渗透技术

反渗透技术已成为海水和苦咸水淡化、纯水和超纯水制备及物料预浓缩的最经济手段，而且随着性能优良的反渗透膜及膜组件的工业化，反渗透技术的应用范围从最初的脱盐放大到电子、化工、医药、食品、饮料、冶金和环保等领域。随着该项技术的全面推广，反渗透技术将成为21世纪解决缺水地区饮用水的主要手段。反渗透技术还可用于城市废水处理、半导体及医药用水、发电厂和公用事业及冷凝塔泄料再循环。现正在开发反渗透技术在化工和石油化工工艺用水的生产和再利用，废液处理，水、有机液体的分离，电镀漂洗水再利用和金属回收。食品工业正用反渗透技术开发奶品加工、糖液浓缩、果汁和乳品加工、废水处理、生产低度酒和啤酒。

（6）、纳滤技术

纳滤是在反渗透基础上发展起来的新型分离技术，虽然市场开拓的历史仅有10 多年，但它在水软化，抗生素、多糖、染料等的纯化分离和浓缩领域得到了较好的应用，可替代或部分

膜法工艺篇6

【关键字】生物膜法；有机废气；处理技术；认识

1.处理有机废气技术发展概况

目前，有机废气的处理技术大致发展为两类：分解消除和浓缩回收。分解消除是利用光、电、热、等离子以及微生物等作用将有機物转化为二氧化碳和水。浓缩回收则是采用吸收、吸附、冷凝及膜分离等方式将有机物浓缩回收后再利用。

分解消除主要处理没有回收利用价值的有机废气，其技术包括直接燃烧法、催化燃烧法、电晕法、等离子法和生物法等。浓缩回收用于处理浓度较高且有回收利用价值的有机废气，其技术有吸收法、吸附法、冷凝法和膜分离法等。

处理没有回收价值的有机废气，如恶臭气体，采用催化燃烧法虽然净化比较彻底，但成本比较高，同时也存在二次污染的问题；电晕法、等离子法等技术有比较好的应用前景，但是实用方面还有一些距离；生物法节能、运行费用低、很少形成二次污染，处理低浓度有机废气（<3g/m-3）效果较好，在欧美、日本等国已投入工业化运营。我国应用生物法处理有机废气虽然起步较晚，但前景广阔，因为在低浓度工业有机废气治理方面缺乏既经济又有实效的措施，生物法可以发挥十分重要的作用。

生物法主要包括生物过滤法、生物洗涤法和生物滴滤法三种型式，其中生物过滤法与生物滴滤法主要通过填料表面生物膜中的微生物净化有机废气，所以这两种方法被合称为生物膜法。

2.利用生物膜法处理有机废气的机理与特点

2.1处理机理

生物膜法处理有机废气的机理最早是荷兰人Ottengraf提出的吸收-生物膜理论，该理论将有机废气的处理过程分成3个步骤：⑴有机废气中的污染物通过扩散由气膜进入液膜；⑵溶解于液膜中的有机物利用浓度差扩散到生物膜，并被微生物捕获和吸收；⑶微生物通过代谢作用将有机污染物分解并转化为无害的二氧化碳和水。

后来孙珮石等人注意到一些不溶于水或微溶于水的有机物，如甲苯等很难用液膜扩散的方法进行解释，故对该理论进行了改进，提出了吸附-生物膜理论，并根据处理低浓度甲苯废气的试验建立了动力学模式。吸附-生物膜理论要点是：⑴有机废气中的污染物通过扩散到达气膜后吸附到润湿的生物膜表面；⑵有机物被微生物捕获和吸收；⑶微生物将有机污染物分解并最终转化为二氧化碳和水。

2.2主要工艺型式

2.2.1生物过滤法。工艺流程是：有机废气→增湿器→生物滤池→净化气体排放。主要设备是增湿器和生物滤池，有机废气在增湿器中润湿，然后进入生物滤池。生物滤池里有附着生物膜的填料层，液相基本上是静止的或以微速流动，可根据需要补充水分、养分或调整pH值，但必须保证气体连贯通过滤池。填料可以是堆肥、土壤、塑料滤料、陶瓷滤料、粒状活性炭、泥炭等，填料厚度一般1m左右，面积由所设计的处理效果和气体流量决定。

2.2.2生物滴滤法。气相流程是：有机废气→生物滴滤塔→净化气体排放；液相流程是：循环液→生物滴滤塔→循环液贮槽→生物滴滤塔（循环）。生物滴滤塔的结构与生物滤池类似，不同的是循环液由上方喷淋而下，流过里面的填料层。有机废气一般由塔底进入，穿过填料层后从顶部排出。由于生物滴滤塔填料孔隙比生物滤池多，所以气体通过床层的阻力较小。由于液相流动而便于控制反应条件，如pH值、营养物浓度等；而且填料的单位体积微生物浓度较高，其处理高负荷有机废气的效果比生物过滤法强。

3.影响生物膜法处理有机废气的设计和工艺参数

3.1填料

生物膜法填料的选择应符合以下条件：⑴填料表面性质较好，适合微生物生长；⑵填料比表面积较大；⑶高孔隙率和较低的体积密度；⑷有一定的结构强度及防腐能力；⑸容易取得且使用寿命长。

目前所采用的填料包括天然填料和人造填料两类。天然填料主要是土壤、泥炭和堆肥等，一般含有营养物；人造填料有硅藻土、活性炭、焦炭、陶粒、聚苯乙烯小球和聚氨酯泡沫等，因不含营养物，使用时要额外添加。一些新开发的填料有ACOF（活性炭附着纤维）、多孔疏水性聚丙烯膜等。此外，传统填料中加入活性炭、焦炭等添加剂，可改善填料性能，延长使用寿命。

操作填料时要控制湿度，填料湿度太低，会导致微生物失活，填料干缩破裂等问题，所以应保持适当的湿度。较合适的湿度范围是40%～60%。可通过向进气中喷水雾等增湿手段保持湿度。

3.2微生物及其适宜的生长条件

生物膜法中的微生物有多种，如细菌、真菌、酵母菌，此外还有少量原生动物、微型后生动物等。随污染物成分、温度、湿度、pH值等条件的差异，生物膜法中的微生物种群也不同，如高湿度、pH值7～8时适合细菌生存；低湿度、pH值3～5时真菌会大量繁殖。利用这一特点，处理不同成分的有机废气时可以控制适宜的条件，以便最有效地去除污染物。对水溶性好的污染物，可利用适合水中生长的细菌进行降解；难溶于水的污染物，一些真菌的处理效果优于细菌。一般生物反应器的温度多在25～35℃运行，35℃是好氧微生物最适宜的生长温度。处理含废气时，硫杆菌最适合pH值1～2；处理混合废气时，合适的pH为6～7。同时，在共同生长的微生物中类群内部存在着竞争关系，使用生物膜法处理特定成分的废气时培养专用优势菌种可获得更好的处理效果。一些研究表明，生物膜法处理有机废气时气相培育驯化的菌种优于液相法菌种。另外，生物反应器处理污染物的过程中内部条件不是一成不变的，如处理含硫化物时硫酸会积累，处理含氨废气时硝酸会累积，从而导致pH值降低，所以需要添加碱性缓冲物质来调节，例如投加石灰石等。

3.3营养物

微生物处理有机污染物时除了污染物作为养分外，还需要一定成分的无机化合物作为营养物，因此需要添加一定量的无机物，如氮、磷及钾、钠、钙、镁、铁等微量元素。有资料认为BOD：N：P=100：5：1较适合。一般将矿物质加到水中或填料本身提供。

4.结语

膜法工艺篇7

1946年, 美国通用石油公司开发了逆流连续循环移动床装置。用于分离小分子质量的碳氢化合物。它对组分的分离是基于固定相对体系内各组分的吸附能力的强弱差异而进行的。在分离过程中, 固定相由于重力作用, 自上而下地移动, 依次通过冷却区、吸附区、精馏区和解吸区, 到达底部后, 解吸完全的活性炭由气体提升到顶部重复使用;流动相 (水蒸气) 则由下而上移动。该方法在20世纪60年代得到了商业应用。由于该系统固定相流速较难控制和容易磨损, 特别是极难应用于液相色谱中, 因此没有得到进一步的发展。

20世纪70年代初期, UOP开发了一种基于模拟移动床原理的色谱技术, 采用该技术开发的色谱装置, UOP称之为Sorbex。该装置被用于分离各种石油馏出物, 其分离过程与TMB分离过程极为相似, 不同点是吸附剂颗粒被装填后不再移动, 而是由原料进口和产品液流出口不断切换的方法, 形成吸附剂颗粒和液流相对逆流运动来模拟固定相的移动。

2 模拟移动床色谱的操作和运行

模拟移动床色谱的操作单元是色谱层析, 从这一点来说, 模拟移动床色谱与普通色谱层析投有本质区别。模拟移动床色谱只是使各个色谱层析柱串联起来、各个结点配电磁阀, 保证连接并且使各个结点都有进样和出样的可能。

模拟移动床色谱的运行是通过控制各个连接点的各个阀来实现的, 在运行中控制各个阀的开闭, 使进样和出样的位置沿流动相运动方向依次变换, 其目的很简单, 就是通过进样位置的向前移动, 模拟固定相的逆流。以提高固定相与流动相的利用效率, 同时也实现了色谱分离的连续化。由于在模拟移动床中被分离物质不断在循环, 因此实际上填料被反复利用, 文献称这是模拟移动床中柱的“伸长”效应, 这使得模拟移动床可以用较步的柱实现较好的分离, 因此系统体积将比批处理系统的体积小得多, 一次性投资也比批处理小。

3 模拟移动床色谱的应用

3.1 石油化工领域的应用。

从模拟移动床色谱的发展历史就可以知道, 该技术在20世纪70年代到80年代主要用于石油产品的分离, 其本身就是在研究分离石油产品的过程中发展起来的。1969年美国UOP公司将模拟移动床色谱技术用于分离对二甲苯和间二甲苯, 该分离过程被其称为Parex过程。同时UOP公司还将该技术应用于其他工业级的石油产品的分离过程中。

3.2 糖醇的分离。

果糖在人体中的代谢不需经过胰岛素的作用, 因此常将其用于糖尿病患者。果糖来源于蔗糖的水解产物, 该水解产物是果糖和葡萄糖的混合物。由于果糖和葡萄糖是同分异构物, 因此常规方法难以将之分离。模拟移动床色谱分离果糖和葡萄糖是当前最佳的方法。UOP公司将采用该方法分离果糖和葡萄糖的过程称为Sarex过程。当前国外已有年产万吨果糖的成套商品化设备。我国早在20世纪80年代后期就开始了这方面的研究, 但至今还没有能力生产这种设备。

3.3 手性化合物的分离。

随着生物技术和医药技术的快速发展, 越来越多的手性化合物需要分离。由于模拟移动床色谱分离两组分体系的高效率, 因此在手性化合物的分离方面有着大量的应用。针对不同的手性化合物, 模拟移动床色谱分离的规模有着很大的差别。

结束语

随着生物及制药领域对分离技术的要求是越来越高, 模拟移动床色谱勃勃生机。模拟移动床色谱可使工业色谱分离过程完全实现自动化操作, 从而保证了产品质量的稳定可靠。

摘要：全膜法水处理工艺是将“超滤-反渗透-EDI”三种膜分离的技术相组合, 达到高效去除污染物以及深度脱盐的目的, 以制备高纯水。该工艺可代替原有离子交换树脂脱盐工艺, 为制药行业制备符合要求的纯水, 且相比旧工艺具有系统运行稳定、对环境污染小、全自动运行、可靠性强等优点, 实现高性能、高效率、低成本的处理效果。以实际应用的长期运行数据来验证全膜法应用在制药行业的可行性及优势。

关键词：全膜法,水处理,制药行业

参考文献

膜法工艺篇8

1 传统离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺的不足

在传统离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺中, 亚硫酸钠脱氯技术比较成熟, 脱氯过程比较简洁, 对脱氯工艺的控制也比较简便, 但是传统的脱氯技术也存在一些不足, 亚硫酸钠发生氧化之后, 会产生一定量的硫酸根, 导致脱氯系统中聚集大量的硫酸根, 一旦硫酸根的浓度过大, 就会对离子膜电解装置的稳定性产生很大干扰, 由此可见, 在传统离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺中, 一定要有效除去系统中的硫酸根, 这样才能维持整个系统的良好运行, 就眼下来看, 除去硫酸根的措施主要包括以下两种:第一种方法是采用氯化钡, 使硫酸根与氯化钡发生化学反应, 进而生成硫酸钡, 硫酸钡沉淀之后通过澄清桶沉降, 最终就可以进行压滤处理, 将固废硫酸钡排出系统。第二种方法主要是采用反渗透膜, 反渗透膜可以将硫酸钠脱除, 在经过冷冻结晶以及离心脱除水分之后, 可以产生固体硫酸钠晶体。以上两种方法虽然能够将硫酸钠从系统中脱除, 但是都会增加系统运行的成本, 都需要投入更多的人力、物力, 并且以上两种方法都会产生硫酸钠固体废弃物, 如何妥善处理固体废弃物, 也成为了一个难题[1]。

2 传统离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺的改进

在本次研究中, 为了对传统离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺进行改进, 采用了过氧化氢, 用其取替亚硫酸钠, 在真空物力脱除环节之后, 通过过氧化氢来脱除盐水中的游离氯。在实际研究过程中, 需要确定游离氯与过氧化氢的最佳反应状况, 并且需要仔细研究过氧化氢与游离氯的反应原理, 因此笔者进行了试验, 试验过程主要包括以下五个环节。

首先测试过氧化氢与游离氯在酸性环境下的反应情况, 笔者采用氯气对硫酸进行干燥, 之后对干燥后的硫酸进行脱氯, 取样完成之后适当加入过氧化氢, 一直到不再产生气泡为止, 之后进行检测, 检测结果显示, 样本中不存在游离氯, 因此可以看出, 在存在硫酸的情况下, 也就是酸性环境中, 氯气能够与过氧化氢发生化学反应, 进而生成氧气。

其次测试过氧化氢与游离氯在碱性环境下的反应情况, 准备次氯酸钠溶液, 适当在样本中加入过氧化氢, 一直到不再产生气泡为止, 之后进行检测, 检测结果显示, 次氯酸钠中的游离氯全部反应。因此可以看出, 不仅是在酸性环境中氯气能够与过氧化氢发生化学反应, 同样在碱性环境中, 游离氯也能够与过氧化氢发生化学反应, 而且碱性环境中游离氯与过氧化氢的反应更加剧烈。

再次, 仿制含氯淡盐水, 并通过调节p H值来模拟碱性环境以及酸性环境, 第一步是模拟酸性环境, 通过加入盐酸来调节p H值, 之后加入过氧化氢, 观察反应效果可知, 游离氯与过氧化氢的化学反应不激烈, 同时反应时间较长, 经过检验之后可知, 淡盐水中的游离氯没有完全反应, 淡盐水中仍然存在游离氯残留。第二步是模拟碱性环境, 通过加入氢氧化钠来调节p H值, 之后加入过氧化氢, 观察反应情况可知, 游离氯与过氧化氢的化学反应十分激烈, 经过检测之后可知, 淡盐水中的游离氯完全反应, 淡盐水中不存在游离氯残留。

第四, 取出生产装置中经过真空脱氯之后的淡盐水, 适当加入过氧化氢, 当游离氯与过氧化氢反应完成之后进行检测, 检测结果显示, 淡盐水中的游离氯完全反应, 没有残留。不过在此环节中需要注意, 生产装置中经过真空脱氯之后的淡盐水含有氯酸盐, 而在检测时需要调节p H值, 在把p H值调节到酸性的过程中, 氯酸盐会分解产生新的游离氯, 这样一来, 就会对脱除结果产生影响, 由此可见, 如果淡盐水中含有氯酸盐, 一定要科学的选择检测方法, 以保证检测结果的准确性[2]。

第五, 取出生产装置中经过真空脱氯之后的淡盐水, 在不同p H值以及不同过量的过氧化氢下, 进行脱氯试验, 分别将p H值调节到10.5-11.0范围、11.0-11.5范围、11.5-12.0范围、12.0-12.5范围, 之后分别测试反应效果, 测试结果显示, 酸性越强, 反应效果越差, 反之碱性越强, 反应效果越好。再对去除游离氯之后的盐水进行氧化还原电位检测, 结果显示, 全部在50m V以下。另一方面, 在过量10%、20%、30%的过氧化氢条件下进行测试, 最后通过反复的测试之后, 可以得出以下结论:在碱性环境下, 过氧化氢可以将游离氯完全脱除, 与酸性环境相比, 碱性环境下过氧化氢与游离氯的反应更加激烈, 氧化性更强, 反应更完全。

3 生产装置试用结果

根据上述试验结果, 笔者结合传统的离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺, 改用双氧水, 通过ORP计、p H计来进行在线检测仪表进行监控, 同时仍然使用原有自控阀以及亚硫酸钠流量计, 仅仅需要加设输送泵、过氧化氢贮槽, 通过调节氢氧化钠的加入量, 可以控制p H值, 再加入适当的过氧化氢, 就可以实现脱氯, 同时可以根据仪表显示值, 检测淡盐水中的游离氯, 每30min进行一次取样分析, 分析脱氯之后过氧化氢以及游离氯的过量情况。

经过检测可知, ORP显示值处于-60到0m V范围时, 经过过氧化氢脱氯之后, 淡盐水中的游离氯完全反应, 说明可以采用过氧化氢代替亚硫酸钠, 并且使用过氧化氢之后, 脱氯效果比较明显, 工艺控制也较为简便, 无需对原有的仪表阀门以及管线进行大量改动[3]。

4 工艺比较

将两种脱氯方法进行比较后可以得出, 过氧化氢脱氯的生成物不会对装置的稳定运行产生干扰, 化学反应的方程式如下:

由此可见, 过氧化氢脱氯后, 化学反应的生成物是氧气和水, 不会对系统运行造成干扰, 同时采用过氧化氢之后, 可以节约系统的运行成本, 不用担心固体废弃物的处理问题[4]。

总结:

离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺的应用十分广泛, 在传统的脱氯工艺中, 存在一系列不足, 例如成本投入大, 固体废弃物处理困难等等, 因此有必要对传统的脱氯工艺进行改进, 本文研究结果正式, 采用过氧化氢代替亚硫酸钠可以降低系统运行成本, 并且脱氯效果明显, 无需增加过多的仪表和设备, 大大降低了系统运行所需的人力和物力。希望文中内容对相关工作有所帮助, 未来如何进一步完善离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺, 还需要我们继续探索。

参考文献

[1]马玥琤.隔膜法烧碱改造为离子膜法烧碱的工艺讨论[J].氯碱工业, 2013, 12:7-10.

[2]张萍.离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺的改进[J].氯碱工业, 2014, 01:9-10+13.

[3]董红波, 孔祥银, 袁文东.淡盐水脱氯工艺的优化控制方案[J].氯碱工业, 2014, 05:3-5.

膜法工艺篇9

1 传统水处理工艺分析

水处理中根据水质差异, 可将其分成地下水、地表水和污水, 地下水的水质浊度是比较低的, 污染程度也降低, 水质中含有的微生物或有机污染物等杂质也比较少, 所以水质纯度可算洁净, 但其硬度会比较高, 因此需要进行处理。地表水的水质中污染程度及浊度也比较低, 但会出现各类藻类、有机物或微生物等杂质, 在水位上涨或水位下降等不同时期, 水质都会受到城市污水或工业废水等的严重污染, 影响水环境, 需要加强工业废水及城市污水的处理。污水的界定非常明显, 水质浊度及污染程度比较高, 水质中含有的胶体、悬浮物、矿物质及微生物等各类杂质均比较高, 其中有工业废水、城市生活污水、受到污染的雨水等, 为了加强环境保护, 这些污水均需在源头进行水处理。

传统水处理的主要方法是利用活性炭对污水中杂质进行吸附, 在通过过滤器对一些胶体、大分子物质进行滤过作用, 并将其去除, 但对一些微生物、有机杂质的处理没有显著效果, 尤其对工业废水等的处理, 效果更低, 虽然活性炭可利用较强吸附能力进行小分子吸附, 但也只能做到部分去除。因此需要一种高效去除水质杂质的技术。

2 全膜法水处理工艺技术分析

2.1 全膜法水处理工艺介绍

全膜法 (IMT) 水处理工艺技术是一项新型水处理技术, 它是利用超滤、微滤、反渗透和EDI技术等的有效结合, 对工业废水及市政污水等污染的水质中的微生物、大分子、矿物质等各种杂质进行去除并深入进行脱盐的一种超高技术, 并能通过电渗析结合离子交换技术进行高纯水提取, 达到水质完全循环利用的效率, 有效改善废水对环境的污染率。也就是说全膜法水处理是一种高效率排污、深度脱盐的一种先进水处理技术和工艺, 它不仅能够直接进行锅炉水补给、工艺用水, 而且也能满足电子超纯水、循环用水等的高标准和高要求。其中EDI技术的应用最为关键, EDI结合了电渗析技术与离子交换技术, 因而在水处理过程中能够起到持续除盐、无酸碱排放污染及操作简便等作用;超滤和反渗透技术的应用则可以进行废水的滤过和回收利用。

全膜法水处理工艺又被叫做第三代水处理技术, 主要的工作流程是:先进行膜法预处理 (超滤) , 到反渗透操作, 再进行EDI技术处理, 最终得到高纯水。膜法预处理中, 利用超滤膜的滤过作用对水质进行初步过滤, 它替代了传统活性炭或砂滤等介质的过滤作用, 在污染严重的水质中, 也可将一些大分子组分及悬浮物或胶体等进行去除, 有效降低水污染及化学耗氧量等的指标并降低浊度, 同时可保证下一步操作的安全性。反渗透操作则利用独特的反渗透膜在压力的促使下进行进一步水质处理操作, 将水质中含有的有机物、细菌等杂质去除, 同时排除盐类物质, 加强水质的纯度。EDI技术的操作是利用通电技术产生的阴阳电极进行高纯水处理的过程, 是全膜法水处理技术应用的升级步骤, 它可以有效进行电离树脂再生, 将水质中的盐分进行反复电离分解, 促使得到高纯水, 同时不会发生废水的再处理现象, 完全替代了酸碱再生的应用, 也有效避免了酸碱对水质造成的危害, 大大提高了水处理的高效性, 有效加强了水环境保护的效率。

2.2 全膜法水处理工艺技术特点分析

全膜法水处理工艺中膜分离技术的应用是此技术运行中的重要组成部分, 膜分离技术主要包括微滤、超滤和反渗透等几种类型。每种类型的作用都是拦截、过滤, 通过拦截将水中的杂质颗粒去除。在水中的应用是利用压力作用, 将水中的混合物质作用到膜的一侧, 直径较小的物质可以透过纤维孔膜, 直径大的物质则会被拦截, 然后被筛出。而在这个滤过过程中, 滤过的效率与膜的精度及滤膜孔径等有直接联系, 一般把能够透过较大孔径的过滤叫做微滤, 能够透过较小孔径的过滤叫做超滤, 比超滤作用更强的一种滤过作用叫做反渗透或者纳滤。其中微滤的作用是将水中的悬浮物、灰尘或细菌等较大的浊无过滤排除;超滤则将水中的大分子物质、胶体或病毒等滤过排除;反渗透则将超滤后水中的盐排除, 这个过程的精细程度是传统过滤不能达到的结果, 因为传统的过滤只是通过砂滤或多介质过滤来实现, 因而无法达到全膜法水处理技术的效果。对膜技术在全膜法水处理中的应用如下分几点进行具体分析。

2.3 膜法预处理

膜法预处理的目的就是通过超滤保证水质的可靠性, 超滤就是利用筛孔对水质中含有的微粒、细菌、大分子物质及胶体等进行分离和去除的一个过程, 在这个过程中, 超滤膜的孔径各不相同, 可对不同材质的物质进行过滤, 同时它过滤的方式包括外压式和内压式两种, 在不同压力的水环境中, 均可有效对水中含有的物质进行过滤, 超滤膜有较强的抵抗高温、抗酸碱和抗氧化等功能, 滤过精度较高, 达到0.005μm~0.01μm。过滤膜在不同压力下的水环境中, 都可以利用相应的压力作用到达最低压区域, 通过孔隙的阻滞将大分子物质挡住, 所以对胶体、微生物及悬浮物等各种杂质具有较好的过滤作用, 同时过滤膜所占空间较小, 易在各种水质条件下操作且操作方便, 所以进一步提升了滤过效率, 达到预处理的目的。

2.4 反渗透

反渗透 (RO) 是一项膜分离技术, 此技术中还包含三个不同的装置, 反渗透装置、保安过滤装置和高压泵, 反渗透装置在整个全膜法流程中体现了更精密的作用, 主要目的就是将水质中溶合的盐类及其他分子去除, 实现水质的淡化和洁净。反渗透的实现是利用一定材质的膜和高压泵加压来完成的, 反渗透膜的制造技术比较先进, 是利用一定材料进行独特的加工而形成的一种半透膜, 它的特点就是只准许水分子顺利有效透过, 同时阻滞其他分子及盐类。膜分为醋酸纤维素反渗透膜和反渗透复合膜两种, 这两种膜都具有较高的脱盐率, 其中醋酸纤维素反渗透膜的脱盐率更高, 效率可达98%;反渗透复合膜脱盐的效率也可达95%, 因此对溶在水质中的各类有机物、矿物质或微生物等杂质有较强的阻滞作用, 去除水质中的细菌、盐类、胶体及大分子等物质。保安过滤装置的精密度非常高, 保安过滤器的密度在5μm, 它可以将大于5μm以上的各种微粒、大分子物质全部过滤出去, 还具备滤芯更换功能, 确保过滤质量。高压泵装置的存在主要是确保反渗透过程中能够有充足的压力提供, 而高压泵则可以实现高压冲水的作用, 确保反渗透操作的正常运行及滤过作用。因此, 反渗透保证了水质的洁净、安全和无污染性, 而且操作比较方便, 应用费用合理, 所以对水环境污染具有较高的处理作用, 起到的确保水质纯净, 改善环境污染的效果。

2.5 EDI技术

EDI技术通俗讲叫做“电混床”或“填充床电渗析”, 是一种把电渗析技术与离子交换技术相结合应用的高新技术, 它的应用不需要酸碱参与, 摒弃酸碱对树脂的再生作用, 而持续提取高纯水的一种先进技术。可总结成EDI技术就是一种利用电结合离子交换树脂形成填充床进行高纯度水不断生产的技术。EDI技术在全膜水处理流程中的作用显著, 是提纯水质的最后一个重要步骤, 具有占据空间小、可持续生产和再生、保证水质稳定、操作简便、应用费用低等特点, 而且由EDI提纯后的水中没有化学污染及废水出现, 加强了对环境的保护, 也有效降低了污水再次处理的费用。

EDI技术的应用机制就是将具有改善膜发生极化的树脂充填到模堆, 利用电极促使模堆发生电位差, 通过离子交换膜吸附作用对源水中盐离子进行吸附和去除。操作中, 将直流电连接模堆两侧电极, 通电后模堆发生电位差, 促使水中的阳离子物质移向发生阴极作用的阳离子交换膜, 促使水中的阴离子物质移向产生阳极作用的阴离子交换膜, 不同极吸附的阴阳物质聚集, 同时利用树脂防止极化作用, 升高电阻率将其再次分解进行电离再生作用, 形成H+与OH-, 从而反复进行水质盐离子聚集和电解, 最终电渗析生产高纯水。EDI技术在运行过程中, 水电导率可达到0.057us/cm ~0.062us/cm, 这与纯水电导率的理想探讨值0.055us/cm非常接近, 同时EDI技术利用树脂电离再生, 持续进行脱盐, 生产高纯水, 完全不需要酸碱制高纯水的操作, 体现了全膜法的先进性。

3 全膜法水处理工艺技术的优点

经传统水处理分析及全膜法水处理工艺技术分析, 膜分离技术在全膜法水处理中的应用具有除去杂质率高、高效清除水中化学药剂防治再次污染、技术操作自动化、运行简便、占地面积小、与传统水处理费用相差不大、可靠性强等多种优点, 可以明显看出全膜法水处理工艺在水处理中应用的优势。

全膜法技术应用的第一步是膜法预处理, 其主要利用超滤膜的过滤作用对水质进行过滤, 不仅具有操作面积小, 可进行自动化操作的优点, 而且可在前期将一些漂浮物、大分子物质等进行过滤, 进一步降低水的浊度;反渗透则是利用特殊膜进行水质加强渗透作用的一项操作, 它利用膜的稳定性、耐热性进行胶体、颗粒、有机物及微生物等污染杂质的祛除, 并只允许水分子透过, 进一步提高了水质的纯度和净度, 同时对水质进行脱盐作用, 加强水质浊度的大大降低, 透过水的流动性, 促使水质大部分得到回收利用, 具有较高的安全性和促进水质回收的优点;EDI技术的应用则是全膜法水处理技术中的具有突破性的操作流程, 是电渗析与离子交换技术的结合应用步骤, 同样是利用膜分离的技术对水质进行处理, 不仅可以加强脱盐的效率, 改善传统单纯电渗析达不到的高度, 又可促使离子交换工作可持续进行的效率, 在脱盐过程中不用酸碱进行水质再生, 有效降低水酸碱的危害。而且EDI技术的应用具有操作简单、操作面积较小和再生等优点, 可利用通电作用进行树脂再生, 反复进行脱盐, 从而得到高纯水。

总的来说, 全膜法水处理技术就是利用超滤膜、反渗透膜及EDI技术进行操作的一种处理水过程, 应用中均具有占用空间比较小, 工作人员操作比较省力, 各种设施费用比较低等优点;其次是全膜法技术具有操作自动化, 系统运行具有高低压保护设施, 提高系统运行安全性, 和大大减少工作人员操作量及人数利用率的优点;再次是全膜法技术具有操作方便, 节省时间等优点, 由于操作流程从预处理开始, 每一步都有相应设备调试, 不用进行复杂操作, 还可以确保水质的安全与稳定性。同时由于全膜法技术中需经过反渗透和EDI技术的操作, 污水能够全部回收, 不会有废水或再次处理污水的发生, 因而提高了高纯水获得的效率。

4 全膜法水处理工艺技术在环境保护中的应用

在工业水污染中, 加强水质处理, 保护环境的要求越来越高, 传统水处理已经不能满足现代工业污水处理的要求。因此逐步推出了全膜法水处理工艺的使用, 目前有很多企业应用了此技术, 例如半导体生产厂商及电子产品生产企业等, 均将全膜法技术应用到了水处理中, 有关研究表明, 在25℃下水中电阻率均可稳定大于18MΩ。同时各企业在应用超滤到反渗透到EDI技术及超纯水获取的流程中, 通过超滤系统的进一步观察, 为预防超滤使用中出现断丝或膜污染的情况, 添加了NAHSO灭菌剂, 以此来杀灭细菌, 同时加装了ORP来防御膜的氧化, 利用优化设置来提高膜的使用效率。

在反渗透的操作中, 这个步骤的使用目的是对各分子杂质进行高效阻滞, 膜的利用也非常特殊, 材质也是特殊选用的, 包括反渗透复合膜和醋酸纤维素材质的反渗透膜, 它的细腻度较高, 融水性强, 可有效预防水质中杂质对其污染, 同时可有效透过水分子, 在利用高压泵变频器的作用下进行加压工作, 有效防止单纯高压泵的直接冲击力, 所以对矿物质及微生物等杂质具有较高的处理作用, 反渗透是全膜水处理工艺中比较核心的一个流程, 对膜的保护是非常重要的, 因此企业在这个过程中还使用了阻垢剂, 目的是将镁及钙等不溶于水的物质进行阻滞促使其结合形成污垢, 便于反渗透作用。同时企业在全膜法反渗透中还利用了双极反渗透, 进一步加强了水质的纯度, 提高对环境的保护效率。双极反渗透采用的是低压复合膜, 它的使用寿命比较长, 可在五年以上, 而且利用率仍能达到97%以上, 这种膜的抗污染性能更强, 对脱盐的作用更好。

在EDI技术的应用中, 利用电极作用, 结合离子交换技术, 对树脂进行再生作用, 反复对水质进行电解脱盐, 所以提高了水质的高纯性, 同时企业为了进一步提升水质, 确保其安全性, 还加用了抛光床的步骤, 可将水质中含有的浓度非常低的离子排除, 进一步精炼EDI技术的操作, 从而获取高纯水。抛光床的使用是不可再生的, 每年可定期更换一次, 它的作用就是加强微粒的释放, 从而弥补树脂再生达不到的要求, 更进一步提纯水质。而在锅炉补给水的工艺中, 传统的过滤净化是先进行混凝澄清, 再通过砂滤进行过滤较大悬浮物, 之后利用交换技术去除水中的盐, 这个过程的实施不仅形成了二次酸碱再生, 出现较多酸碱污水需要再次排放, 而且操作过程比较复杂, 从而影响了水处理的效率, 造成环境的再次污染, 同时还具有较强的水处理不稳定性。

而采用了全膜法水处理技术, 它利用超滤、反渗透和EDI技术, 利用膜的透过作用将98%以上的各种离子物质去除, 高度净化水质, 再利用EDI技术代替传统混床提纯技术, 高效获得纯水, 此过程无酸碱污水形成, 有效实现了锅炉补给水的应用, EDI是一种新的技术, 与超滤、反渗透结合应用在全膜法水处理技术中, 起到一种物理净化水质的作用。全膜法水处理工艺技术不断研发并优化操作流程、提高水处理技术, 目的就是提高水质处理的精度, 加强对水环境污染的处理, 提升对环境的保护。

5 结语

膜法工艺篇10

一、活性污泥法

1. 流程与原理。

典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。

污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气, 通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置, 以细小气泡的形式进入污水中, 目的是增加污水中的溶解氧含量, 还使混合液处于剧烈搅动的状态, 呈悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触, 使活性污泥反应得以正常进行。

第一阶段, 污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上, 是由于其巨大的表面积和多糖类黏性物质的作用。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。

第二阶段, 微生物在氧气充足的条件下, 吸收这些有机物, 并氧化分解, 形成二氧化碳和水, 一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果, 污水中有机污染物得到降解而去除, 活性污泥本身得以繁衍增长, 污水则得以净化处理。

经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池, 混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离, 澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出, 其中大部分作为接种污泥回流至曝气池, 以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度;增殖的微生物从系统中排出, 称为“剩余污泥”。事实上, 污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。

活性污泥法的原理形象说法:微生物“吃掉”了污水中的有机物, 这样污水变成了干净的水。它本质上与自然界水体自净过程相似, 只是经过人工强化, 污水净化的效果更好。

2. 活性污泥系统在运行中存在的异常现象及解决办法。

活性污泥处理系统在运行过程中, 有时会出现种种异常情况, 造成处理效果降低, 污泥流失。下面就生产实践中经常出现的一些异常现象和解决办法加以总结。

(1) 活性污泥呈灰黑色, 污泥发生厌氧反应, 污泥中出现硫细菌, 出水水质恶化。原因:一是负荷量增高;二是曝气不足;三是工业废水的流入等。措施:一是控制负荷量;二是增大曝气量;三是切断或控制工业废水的流人。

(2) V值异常。一是污泥上浮, 多发生在夏季。原因:硝化作用导致在二沉池中被还原成N2, 引起污泥上浮。措施:减少污泥在二沉池的HRT;减少曝气量。二是在沉淀后的上清液中含有大量的悬浮微小絮体, 出水透明度下降。原因:污泥解体, 曝气过度;负荷下降, 活性污泥自身氧化过度。措施:减少曝气;增大负荷量。三是泥水界面不明显。原因:高浓度有机废水的流入, 使微生物处于对数增长期;污泥形成的絮体性能较差。措施:降低负荷;增大回流量以提高曝气池中的MLSS, 降低F/M值。四是污泥膨胀。污泥膨胀是指活性污泥质量变轻、膨大, 沉降性能恶化, 在二沉池中不能正常沉淀下来, SVI异常增高, 可达400以上。导致污泥膨胀的原因是多方面的, 主要有两种:因丝状菌异常增殖而导致的丝状菌性膨胀, 主要的丝状菌有球衣菌属、贝氏硫细菌、以及正常活性污泥中的某些丝状菌如芽孢杆菌属、某些霉菌等;因黏性物质大量积累而导致的非丝状菌性膨胀。措施:杀灭丝状菌, 如投加氯、臭氧、过氧化氢等药剂;改善、提高活性污泥的絮凝性, 投加絮凝剂如硫酸铝等;改善、提高活性污泥的沉降性、密实性, 投加黏土、消石灰等;加大回流污泥量并在其回流前进行再生性曝气;使废水经常处于好氧状态, 防止厌氧反应的发生, 如预曝气;加强曝气, 提高混合液的DO值;降低污泥在二沉池中的停留时间;调整污泥负荷, 当超过0.35kgBOD时, 易于发生丝状菌膨胀;调整混合液中的营养物质, 可以控制高黏性膨胀;投加硫酸铜, 可以控制有球衣菌引起的膨胀。

二、生物膜法

1. 生物膜法工艺类型。

润湿型:生物滤池、生物滤塔、生物转盘。浸没型:接触氧化、滤料浸没在滤池中。流动床型:生物活性碳, 砂粒介质悬浮流动于池内。

2. 原理。

由于生活污水中含有大量的有机成分, 生物膜法依靠固定于载体表面上的微生物膜来降解有机物, 由于微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着、生长和繁殖, 由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构, 因此生物膜通常具有孔状结构, 并具有很强的吸附性能。

生物膜附着在载体的表面, 是高度亲水的物质, 在污水不断流动的条件下, 其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质, 在膜的表面上和内部生长繁殖着大量的微生物及微型动物, 形成由有机污染物→细菌→原生动物 (后生动物) 组成的食物链。生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物和其他一些肉眼可见的生物群落组成。污水在流过载体表面时, 污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附, 并通过氧向生物膜内部扩散, 在膜中发生生物氧化等作用, 从而完成对有机物的降解。生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物, 而在生物膜的内层微生物则往往处于厌氧状态, 当生物膜逐渐增厚, 厌氧层的厚度超过好氧层时, 会导致生物膜的脱落, 而新的生物膜又会在载体表面重新生成, 通过生物膜的周期更新, 以维持生物膜反应器的正常运行。

3. 生物膜的更新与脱落。

维持生物膜反应器正常运行的重要环节是生物膜的更新与脱落, 生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物, 而在生物膜的内层微生物则往往处于厌氧状态, 当生物膜逐渐增厚, 厌氧层的厚度超过好氧层时, 会导致生物膜的脱落, 而新的生物膜又会在载体表面重新生成。

更新与脱落过程如下:首先, 厌氧膜的出现过程:一是生物膜;二是成熟的生物膜一般厚度不断增加, 氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态;都由厌氧膜和好氧膜组成;三是好氧膜是有机物降解的主要场所, 一般厚度为2 mm。

其次, 厌氧膜的加厚过程:一是厌氧的代谢产物增多, 导致厌氧膜与好氧膜之间的平衡被破坏;二是气态产物的不断逸出, 减弱了生物膜在填料上的附着能力;三是成为老化生物膜, 其净化功能较差, 且易于脱落。

再次, 生物膜的更新:一是老化膜脱落, 新生生物膜又会生长起来;二是新生生物膜的净化功能较强。

4. 影响生物膜工作性能的三个重要指标 (以生物滤池为例) 。

一是水力负荷:单位面积滤池或单位体积滤料每天所能处理的废水量, 包括水力表面负荷和水力何种负荷;二是BOD负荷:单位时间供给单位体积滤料的BOD量, 城市污水极限值分低负荷 (0.15~0.3) , 高负荷 (0.8~1.2) ;三是毒物负荷:单位滤料每天所能承受毒物的量。

三、活性污泥法与生物膜法的比较

1. 活性污泥法优缺点。

长期以来, 城市生活污水的二级生物处理多采用活性污泥法, 它是当前世界各国应用最广的一种二级生物处理工艺, 具有以下几个特点:一是采用传统的活性污泥法, 往往基建费、运行费高, 能耗大, 管理较复杂, 易出现污泥膨胀现象;工艺设备不能满足高效低耗的要求。二是随着污水排放标准的不断严格, 对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高, 传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主, 往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联, 形成多级反应池, 通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的, 这势必要增加基建投资的费用及能耗, 并且使运行管理较为复杂。三是活性污泥法产生大量的剩余污泥, 需要进行污泥无害化处理, 增加了投资。

2. 生物膜法优缺点。

生物膜法也是城市污水二级生物处理的一种常用方法, 与活性污泥法相比具有以下特点:一是生物膜对污水水质、水量的变化有较强的适应性, 管理方便, 不会发生污泥膨胀。二是微生物固着在载体表面、世代时间较长的微生物也能增殖, 生物相对更为丰富、稳定, 产生的剩余污泥少。三是能够处理低浓度的污水。另外, 生物膜法的不足之处在于生物膜载体增加了系统的投资;载体材料的比表面积小, 反应装置容积有限、空间效率低, 在处理城市污水时处理效率比活性污泥法低;附着于固体表面的微生物量较难控制, 操作伸缩性差;靠自然通风供氧, 不如活性污泥供氧充足, 容易产生厌氧。

四、生活污水处理方法探究与发展

全膜法技术应用探讨篇11

电厂锅炉补给水系统是电厂安全运行的重要辅助系统, 特别是对于燃机电厂机组来说, 其补给水技术直接影响到机组的运行状况与经济效能, 随着电力行业的发展, 优化锅炉补给水处理系统能有效的提高电厂的安全运行, 获得更大经济效益。

2013年10中旬考察了下沙电厂、戚墅堰电厂、仪征电厂锅炉补给水系统设备的运行状况, 这三个电厂工艺均采用全膜法, 本文根据设备的应用状况探讨系统的设计问题。

一、全膜法技术探讨

1. 全膜法的特点

和传统的离子交换系统相比, 膜处理技术具有如下特点:

(1) 占地面积小, 特别是处理水量大的系统, 膜法处理优势更加明显;

(2) 安装简单方便, 膜组装成套供货, 施工现场只需将滑架管道和母管连接即可;

(3) 操作维护工作量小, 特别对于新建电厂, 生产人员数量少, 减少劳动强度显得尤为重要;

(4) 运行费用低, 对环境污染小;主要指酸碱用量的减少, 传统离子交换系统酸碱废水排放总量较大, 不符合环保及可持续发展的要求。

2. 全膜法主要工艺流程

原水→超滤进水泵→加热器→自清洗过滤器→超滤装置→超滤水箱→一级反渗透升压泵→一级反渗透保安过滤器→一级反渗透装置→一级反渗透产水箱→二级反渗透升压泵→二级反渗透装置→淡水箱→电除盐给水泵→EDI装置→除盐水箱。

3. 各设备特性及设计要点

(1) 换热器

设置换热器是为了提高单位膜面积的产水通量。江浙一带通常只在冬季使用。一般出水水温设定在15-25℃。这3个电厂均采用板式换热器。

换热器设计要点:

换热器宜设计在高位, 疏水直接回流至水箱, 或设置疏水箱和疏水泵。这3个电厂疏水为蒸汽凝结水, 收集疏水符合节能减排的要求。

.换热器和蒸汽管道应设置保温层, 否则危害运行人员。

.换热器的选型要谨慎, 如选型不当会造成出水温度过高, 对反渗透系统的脱盐率和产水量都有很大的影响。

(2) 自清洗过滤器

自清洗过滤器分为网式和叠片式, 这3个电厂都选择的是叠片式, 运行效果良好。下表为两者的优略性对比:

网式自清洗过滤器

流量 (m3/h) :50-7000;

过滤原理:表面拦截过滤;

反洗原理:通过负压及清洗刷将网壁上的杂质去除, 对夹在滤网间的杂质不起作用, 清洗不彻底。

叠片式自清洗过滤器

流量 (m3/h) :6-10000以上;

过滤原理:1.旋流分离2.表面拦截3.三维深层过滤;

反洗原理:1.采用高压水喷射冲刷2.滤片高速旋转产生较强的离心力3.滤片间产生震颤, 以上多种力的作用下将杂质彻底去除;

比较结果:叠片式处理能力更强, 反洗效果更好更彻底。

(3) 超滤装置

超滤是一种利用膜分离技术的筛分过程, 以膜两侧的压力差为驱动力, 以超滤膜为过滤介质, 在一定的压力下, 当原液流过膜表面时, 超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液, 而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧, 成为浓缩液, 从而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。

影响超滤膜产水的因素有以下4点:

温度对产水量的影响:温度升高水分子的活性增强, 粘滞性减小, 故产水量增加。因此即使是同一超滤系统在冬天和夏天的产水量也是有很大差异的。

操作压力对产水量的影响:在低压段时超滤膜的产水量与压力成正比关系, 即产水量随着压力升高随着增加, 但当压力值超过0.3MPa时, 即使压力再升高, 其产水量增加也很小, 主要是由于在高压下超滤膜被压密而增大透水阻力所致。

进水浊度对产水量的影响:进水浊度越大时, 超滤膜的产水量越少, 而且进水浊度大更易引起超滤膜的堵塞。

流速对产水量的影响:流速的变化对产水量的影响不像温度和压力那样明显, 流速太慢容易导致超滤膜堵塞, 太快则影响产水量。

超滤装置设计要点:

1.2套超滤膜布置在同一组架时中间应至少留有0.5m检修空间。

超滤进水母管建议设置杀菌剂。下沙电厂原水水质较好, 运行初期未设置杀菌剂加药系统, 导致超滤膜表面微生物聚集, 后增加杀菌剂加药, 运行效果得到显著改善。

(4) 反渗透装置

反渗透处理特点为:

反渗透系统对二价及多价离子的截留效果明显高于单价离

反渗透系统对人体健康危害较大的氟化物去除率达96%, 六价铬去除率92.5%, 去除效果明显;