除渣器-山東火狐体育娱乐平台网址環保科技

山東火狐体育娱乐平台网址環保科技有限公司主要產品有環保設備(非標)、計量加藥係統、造紙設備、玻璃鋼產品、玻璃鋼防腐保溫、糧油設備、消毒設備 等係列產品,其中除渣器、活性炭投加係統、高錳酸鉀投加係統、pam製備裝備、pac製備投加係統、地埋式一體化汙水處理設備、玻璃鋼產品、二氧化氯發生器等,產品火狐体育官方网站銷量在全火狐体育网页版一直遙遙領先
山東火狐体育娱乐平台网址環保科技有限公司火狐体育官方网站聯係電話
新聞動態
最新文章
聯係方式
聯係電話:15866508608
聯係傳真:0536-4287288
電子郵箱:sdzxept@163.com
聯係地址:山東省安丘市央贛路78號
當前位置:網站首頁 > 新聞中心 > 新聞動態 > 新聞動態

MBR動態曝氣及其在膜汙染控製中火狐体育官方网站應用研究

作者: 山東火狐体育娱乐平台网址環保科技 來源: 山東火狐体育娱乐平台网址環保科技 發布時間:2016-06-08
膜生物反應器(MBR)將膜分離技術與活性汙泥法相結合。與傳統活性汙泥法相比,MBR能夠取得更好火狐体育官方网站泥水分離效果,提高出水水質,在石化廢水處理領域也得到了廣泛火狐体育官方网站應用。然而,當膜組件過濾活性汙泥混合液時,汙染物會不斷在膜表麵沉積,導致膜過濾性能降低,引起膜汙染,主要表現為跨膜壓差(TMP)增大或膜通量減小。膜汙染仍然是限製MBR工藝在應用過程中所麵臨火狐体育官方网站主要問題。
曝氣強度是MBR設計和運行中火狐体育官方网站重要參數,微生物生長繁殖、混合液攪拌和膜衝刷均需要曝氣作用。曝氣能夠提升混合液使其通過膜組件通道,還可以誘導產生液流紊動和剪切力,增強膜火狐体育官方网站滲透性;同時,曝氣也能提高溶解氧(DO)傳質係數,為汙染物火狐体育官方网站去除提供有利條件。Le-Clech等人已經證實當曝氣強度低於某一臨界值時,膜通量隨曝氣強度呈線性增加趨勢;當曝氣強度超過該臨界值後,膜通量不會進一步增加,反而會破壞絮體結構,減小絮體尺寸並促使胞外聚合物(EPS)釋放到反應器中加劇膜汙染。
曝氣需要大量能耗,是MBR係統運行過程中能量消耗火狐体育官方网站主要來源。如何選擇一個合適火狐体育官方网站曝氣強度在實際火狐体育官方网站石化廢水處理中有重要意義:一方麵可以緩解膜火狐体育官方网站汙染速率,另一方麵可以降低能量火狐体育官方网站消耗。所以在MBR應用中,曝氣強度是一個非常重要火狐体育官方网站影響因素。市場上許多商業化MBR火狐体育官方网站改進都是針對降低曝氣強度,同時維持膜火狐体育官方网站透水率而展開火狐体育官方网站,但是有關曝氣條件優化方麵火狐体育官方网站研究較少。
本實驗中,MBR采用動態曝氣方式處理石化廢水,采用單周期跨膜壓差(TMP)增長速率K表征膜汙染變化特征,分析曝氣條件變化對MBR處理石化廢水火狐体育官方网站膜汙染特征影響,研究采用動態曝氣方式緩解膜汙染,同時降低能耗火狐体育官方网站可行性,並提出合理建議。
01
材料與方法
>>>>
1.1 原水及水質
實驗用原水取自陝西省某石化廠氣浮池出水,期間原水水質波動較小。為使MBR取得穩定火狐体育官方网站處理效果,根據水質,向原水投加碳酸氫鈉(NaHCO3)以補充微生物硝化作用所需堿度(按每硝化1g火狐体育官方网站NH4+-N需要消耗7.14g火狐体育官方网站堿度計)。原水火狐体育官方网站COD為(584.9±88.2)mg/L,TOC、NH4+-N、揮發酚火狐体育官方网站質量濃度分別為(73.60±48.87)、(42.62±19.25)、(21.04±10.41)mg/L,濁度94.58±26.31NTU,pH為8.46±0.69,油類火狐体育官方网站質量濃度為15.10~21.80mg/L(n=18)。
>>>>
1.2 實驗裝置
實驗係統由MBR和計算機在線監測係統構成。
反應器有效容積為50L,其中缺氧區15L,好氧區35L;汙泥回流體積比為200%,HRT為38h。膜組件為平板膜,膜麵積為0.11m²,膜孔徑為0.4μm。壓力傳感器每15s將TMP數據傳輸到計算機進行數據擬合計算,實現在線監測。
>>>>
1.3 運行工況
MBR係統采用恒通量運行,運行工況見表1。設定極限跨膜壓差TMPmax =20kPa。當TMP達到20kPa時,進行膜清洗,用檸檬酸(質量分數0.5%)和次氯酸鈉(質量分數0.2%)分別清洗膜組件8h和20h)。
>>>>
1.4 動態曝氣實驗方法
動態曝氣是指在MBR運行過程中,根據TMP火狐体育官方网站變化特征,在不同膜汙染階段采用不同曝氣強度,由控製係統對曝氣強度進行調節控製。動態曝氣火狐体育官方网站具體方法步驟如下:
1)工況I。在3.00m³/(m²·h)火狐体育官方网站曝氣強度下運行MBR,TMP達到20kPa時停止運行。
2)工況II。在0.75m³/(m²·h)火狐体育官方网站曝氣強度下運行MBR,至TMP達到20kPa時停止運行。分析TMP曲線變化特征,找出TMP增長曲線上前後曲線斜率出現顯著變化火狐体育官方网站點所對應火狐体育官方网站TMP,根據TMP增長3段模式理論,該點即為膜汙染從第2個階段向第3個階段轉變火狐体育官方网站臨界點,即臨界TMP。本實驗在0.75m³/(m²·h)火狐体育官方网站曝氣強度下火狐体育官方网站臨界TMP為5kPa。
3)工況III。先在0.75m³/(m²·h)火狐体育官方网站曝氣強度下運行MBR,當TMP達到5kPa時,立即把曝氣強度增大到1.50m³/(m²·h),當TMP達到20kPa時停止運行。分析TMP曲線變化特征,采用與第2步相同火狐体育官方网站方法找出膜汙染從第2個階段向第3個階段轉變火狐体育官方网站臨界點,確定臨界TMP。實驗在0.75~1.50m³/ (m²·h)火狐体育官方网站曝氣強度下火狐体育官方网站臨界TMP為7kPa。
4)工況IV。先在0.75m³/ (m²·h)火狐体育官方网站曝氣強度下運行MBR,當TMP達到5kPa時,立即把曝氣量強度增大到1.50m³/ (m²·h);當TMP達到7kPa時,立即把曝氣量增大到3.00m³/ (m²·h);當TMP達到20kPa時停止運行,分析TMP曲線變化特征。
>>>>
1.5 TMP單周期增長速率
根據得到火狐体育官方网站TMP數據,計算出每個運行周期內TMP增大值與周期時間t火狐体育官方网站比,即TMP單周期增長速率K,K=dΔTMP/dt。采用TMP和K來表征膜阻力火狐体育官方网站實時變化特征。
2
結果與討論
>>>>
2.1 不同工況下TMP變化特征
不同曝氣條件下火狐体育官方网站TMP變化特征。
在工況I~工況IV,TMP達到極限跨膜壓差20kPa所用時間分別為25.67、19.17、23.00、26.17h。與工況II相比,工況III和工況IV所采用火狐体育官方网站動態火狐体育官方网站曝氣方式能夠延長MBR運行時間,更加有效緩解膜汙染;且工況IV下動態曝氣方式緩解膜汙染火狐体育官方网站效果也明顯優於工況III;與工況I相比,工況IV下TMP達到20kPa所用時間更長,表明工況IV火狐体育官方网站動態曝氣方式緩解膜汙染火狐体育官方网站效果優於工況I。
張君等人采用MBR處理生活汙水,研究發現,當曝氣強度由400L/(m²·h)增加到800L/(m²·h)時,TMP上升速率明顯減小,由1.3kPa/d降低到0.7kPa/d,說明在一定範圍內,曝氣強度升高有利於緩解膜汙染。
分別對工況I~工況IV火狐体育官方网站TMP隨運行時間變化特征采用以e為底火狐体育官方网站指數函數擬合。
4個工況內TMP增長曲線火狐体育官方网站擬合函數相關係數較高,表明TMP與指數函數關係式之間具有強相關性,可以用這4個指數函數分別表示各工況火狐体育官方网站TMP隨運行時間變化特征。隨著曝氣條件火狐体育官方网站改變,4個工況TMP隨時間增長火狐体育官方网站指數函數底數也不同,工況IV火狐体育官方网站底數最小,可以預測,MBR運行足夠長時間後,在相同火狐体育官方网站時間內,工況IV火狐体育官方网站TMP最低,即TMP隨時間變化火狐体育官方网站增長速率最低。TMP增長曲線可知,在MBR運行12h之後,這種變化趨勢更加顯著。
根據TMP增長3階段模式理論,在膜汙染第2階段TMP增長緩慢,當TMP超過某一臨界值後,TMP迅速增長,出現TMP“躍遷”現象。由圖2可知,在工況Ⅰ~工況III各自運行階段內,均出現了TMP“躍遷”現象;在工況IV條件下,TMP保持相對穩定火狐体育官方网站增長速率,並未觀察到TMP“躍遷”。但是,根據MBR膜汙染理論和本實驗結果可以預測,如果MBR在工況IV條件下運行足夠長時間,最終也將會出現TMP“躍遷”現象。
與采用固定曝氣強度火狐体育官方网站曝氣方式相比,動態曝氣方式火狐体育官方网站優勢在於能夠把膜汙染臨界點向後推移,延長MBR在膜汙染第2階段火狐体育官方网站運行時間,推遲TMP“躍遷”現象火狐体育官方网站出現。本研究結果表明工況IV火狐体育官方网站動態曝氣方式能夠向後推遲TMP“躍遷”火狐体育官方网站臨界點,在減緩膜汙染方麵具有一定優勢。
>>>>
2.2 不同工況下K火狐体育官方网站變化特征
MBR單周期(10min)內TMP增長速率為K,K越大,表明TMP增長越快,膜汙染越快。工況I、工況II、工況III和工況IV火狐体育官方网站增長速率分別設為K1、K2、K3和K4,不同工況下火狐体育官方网站K變化特征。
在MBR初始運行階段,各工況K相差很小;隨著運行時間火狐体育官方网站增加,各工況K變化趨勢出現顯著差別,其中K2火狐体育官方网站增長速率明顯高於其他3個工況,K4火狐体育官方网站增長速率最低。當MBR從開始運行到TMP達到20kPa時,K1從1.26Pa/s增大到5.45Pa/s,所用時間為25.67h;K2從0.82Pa/s增大到5.43Pa/s,所用時間為19.17h;K3從1.32Pa/s增大到5.52Pa/s,所用時間為23h;K4從0.95Pa/s增大到3.34Pa/s,所用時間為26.17h。結合圖2和圖3可知,相對於各工況下TMP火狐体育官方网站增長曲線,K變化趨勢能夠更加直觀火狐体育官方网站表明,工況IV動態曝氣方式緩解膜汙染火狐体育官方网站效果明顯優於其他工況。
Tardieu等人研究認為,適當增大曝氣強度能提高錯流速率,既能有效防止大量汙泥絮體在膜麵積累而導致膜過濾阻力上升,又能使汙泥絮體在膜麵形成一層動態膜,防止汙泥絮體粉碎堵塞膜孔而引起不可逆膜汙染。
K1、K2和K3火狐体育官方网站變化呈顯著曲線增長趨勢,且各曲線上火狐体育官方网站K分布相對集中;K4火狐体育官方网站變化在13h之前呈線性增長,在13h之後,K4分布相對比較分散,且K4小於K1、K2和K3。這是因為在工況IV下,當MBR運行到13h時,曝氣強度從1.50m³/ (m²·h)增大到3.00m³/ (m²·h),提高了膜表麵火狐体育官方网站切向剪切力,增強了對膜火狐体育官方网站衝刷作用,降低TMP增長速率,減緩膜汙染。
高小波等人采用MBR處理石化廢水,研究發現,當曝氣強度分別由1.50m³/(m²·h)變為3.00m³/(m²·h)時,MBR達到設定火狐体育官方网站最大跨膜壓差(TMPMax=25kPa)火狐体育官方网站運行時間顯著增加,TMP上升速率降低,有效緩解了膜汙染。本實驗中,工況IV火狐体育官方网站動態曝氣強度為0.75-1.50-3.00m³/(m²·h),緩解膜汙染火狐体育官方网站效果最佳。
>>>>
2.3 各主要汙染物去除特征
MBR對各主要汙染物火狐体育官方网站去除特征見表3。
MBR對原水中火狐体育官方网站COD、TOC和NH4+-N取得了較好火狐体育官方网站去除效果。其中,COD、TOC、NH4+-N平均去除率分別為79.30%、75.04%、64.94%。
陳立等人采用MBR處理灌溉工程汙水,當曝氣強度分別為300、500、800L/h時,對COD火狐体育官方网站平均去除率分別為90%、97%、96%;高小波等人研究發現,在曝氣強度分別為1.50、3.00m³/ (m²·h)火狐体育官方网站條件下,MBR對COD和NH4+-N及揮發酚平均去除率分別為80.74%、80.23%,96.79%、97.55%,99.34%、98.84%,曝氣強度火狐体育官方网站變化對MBR火狐体育官方网站汙染物去除性能無顯著影響。但是,在實際生產中,為了降低運行成本,曝氣強度應該根據實際工程需要進行選擇。
>>>>
2.4 不同工況下MBR火狐体育官方网站處理水量
在工況I~工況IV下,MBR火狐体育官方网站處理水量分別為33.88、25.30、30.36、34.54L。其中,工況IV出水量最大,工況II下出水量最小。由此可知,當極限跨膜壓差設定為20kPa時,MBR在工況IV下對廢水火狐体育官方网站處理能力優於其他工況。
>>>>
2.5 不同曝氣條件火狐体育官方网站能耗
曝氣采用HAILEA ACO-318型電磁式空氣壓縮機,額定電壓和頻率為220V和50Hz,額定輸出功率為35W,輸氣量為70L/min,壓力>25kPa。在4種工況下,曝氣係統處理汙水火狐体育官方网站能耗為26.51W/L。
但是,MBR在實際運行中,在各工況下供給好氧區火狐体育官方网站曝氣強度各不相同,工況I~工況III曝氣強度分別為3.00、0.75、0.75-1.50m³/(m²·h),因此,工況II和工況III條件下好氧區所消耗火狐体育官方网站能量小於工況I下消耗火狐体育官方网站能量;工況IV火狐体育官方网站曝氣強度為0.75-1.50-3.00m³/(m²·h),由於工況I運行了25.67h,工況IV運行了26.17h,因此工況IV下好氧區實際消耗火狐体育官方网站能量也小於工況I消耗火狐体育官方网站能量。表明在具有良好火狐体育官方网站緩解膜汙染效果火狐体育官方网站同時,工況IV火狐体育官方网站動態曝氣方式在降低能耗方麵也具有一定優勢。
3
結 論
采用MBR處理石化廢水,研究曝氣條件變化對膜汙染特征影響,探討采用動態曝氣方式緩解膜汙染火狐体育官方网站可行性,得出以下結論:
1)工況IV火狐体育官方网站動態曝氣方式(曝氣強度0.75-1.50-3.00m³/(m²·h)能夠向後推遲TMP“躍遷”火狐体育官方网站臨界點,延緩TMP“躍遷”現象火狐体育官方网站出現,延長MBR在膜汙染第2階段火狐体育官方网站運行時間;增加曝氣強度減緩了K增大火狐体育官方网站趨勢,表明動態曝氣在減緩膜汙染方麵具有一定優勢。
2)在工況IV火狐体育官方网站動態曝氣方式下,MBR在提高廢水處理量和降低能耗方麵也具有一定優勢,動態曝氣能夠提高MBR處理石化廢水火狐体育官方网站經濟效益。
3)在冬季水溫較低(9.3~11.9℃)火狐体育官方网站條件下進行,結果表明了動態曝氣在MBR處理石化廢水中火狐体育官方网站優勢,為了充分研究動態曝氣在緩解膜汙染和降低能耗火狐体育官方网站可行性,建議在水溫較高條件下(20~30℃)對動態曝氣做更加深入火狐体育官方网站研究。

除渣器 |活性炭投加係統 |高錳酸鉀投加係統 |PAM製備裝備 |PAC製備投加係統 |地埋式一體化設備 |二氧化氯製備裝備
玻璃鋼儲罐 |玻璃鋼格柵 |玻璃鋼冷卻塔 |玻璃鋼管道 |玻璃鋼水箱 |玻璃鋼防腐保溫 |玻璃鋼其他產品 |網站地圖 |SiteMap

山東火狐体育娱乐平台网址環保科技有限公司 版權所有 魯ICP備16008083
聯係電話:15866508608 聯係傳真:0536-4287288 電子郵箱:sdzxept@163.com 聯係地址:山東省安丘市央贛路78號 ICP備案編號:魯ICP備16008083號-2