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sunbet详解一滴水环保研发的微滤罐是如何应用于

发布时间:2020-10-18 17:09

  砂滤罐在水处理中应用很普遍,但是也有很多不足之处,北京一滴水环保科技有限公司长期研究砂滤罐技术升级,对其进行了数十项改进与创新,采用全新的设计理念,改进了罐体结构,设计了特殊的反洗机构和控制方式,采用轻质微孔活性陶瓷颗粒作为滤料,逐步形成了一种砂滤罐和超滤膜之间的跨界产品---微滤罐系列。

  微滤罐系列是在注重用户体验和市场反馈逐渐形成的,一滴水环保通过不断改进提升,微滤罐系列产品已陆续为多家国内外500强企业提供了产品或服务,解决或协助解决了多项行业技术瓶颈,本文以微滤罐在污水处理终端应用为例,通过运行数据积累进行分析,以期抛砖引玉,助推污水处理一级A标准再提标改造。

  某工业园区污水厂,主要是生活污水,含有不定期工业污水,在一级A基础上经技术改造,达到或优于准四类指标。出水用于市政绿化等,要求微滤罐放在终端,必须保证悬浮物SS 小于5mg/L,其他指标由生化工艺保证,但是希望微滤罐也能够对其他指标数值降低有所贡献,以此为今后推广提供设计参数。

  微滤罐安装在提升泵之后,之前为用户现有设备系统,由一滴水公司投资并运行管理,双方每天分别取样测试,定期委托第三方测试。每天24小时连续运行,设备露天放置,采取了冬季保温,夏季避雷和防晒措施。

  中控室每天记录运行状态,检测水质,每个月数据汇总,每年进行总结评审。已经稳定运行二年。以下是一年数据加权平均值。

  ◎ 由表一中可以看到,进水COD已经低至27mg/L,说明生化已经做得很好了,但是经过微滤设备仍然有29%的去除率,这说明溶解性COD采用生化处理,而非溶性COD仅用物理方式即可,难点在于截留胶体,这等于挖掘了原有处理工艺潜力,从另一方面看还有经济效益,因为准四类COD要求30mg/L,上述已经小于20mg/L,可以因此调整生化工艺而降低电耗。

  ◎ 从另一方面分析,调试生化系统远不如物理手段反应迅速,生化是一个多因素处理过程,运行的惯性很大,调整一个参数的反馈往往需要几天或者十几天,如果采用微滤罐作为终端,则可以起到反应迅速的效果,例如当需要COD降1---5mg/L时,调整生化参数不如调整微滤罐参数来的快,微滤罐不同的压力和流速可以达到不同的出水效果。当生化满足指标要求时,微滤罐可以作为终端的保险装置使用,防止来水波动对出水指标的影响。

  ◎ 由表中可以看到,进水SS已经低至8.1 m/L,进水浊度低至8NTU,这时水质清澈透明,几乎没有肉眼可见悬浮物,如果采用传统砂滤效果欠佳,采用膜工艺费用较大,这种情况需要一种跨界产品----微滤罐,经过一滴水微滤罐后SS仍然有79%的去除率,达到1.67m/L,

  浊度仍有95%的去除率,达到0.35NTU,这是由于滤除了非溶性胶体,这些胶体类包括了微生物、微生物残害、微生物代谢物、化学除磷产生的絮体、各种胶体类物质、而恰恰是这最后一公里----水中胶体类的去除,才带来多项指标数值的进一步降低。这已经是超滤膜的水平。不定性滤料实现去除胶体的效果是技术创新,在很多类似场合都可以得到应用,实际运行中,微滤罐不但可以吸附滤除胶体,而且可以通过反冲洗措施实现脱附,始终保持设计功能。

  ◎ 这是微滤罐系统进出水在线浊度仪,进水好的时候浊度比上述更低,看起来就像自来水,但是SS还是超标,一般为6—8mg/L,差一点达不到规定的5mg/L,难点在于如何降低到规定值,当然可以采用超滤,但是大流量万吨级别要考虑费用问题,尤其是微生物对膜组件的污染繁殖堵塞,必须用化学清洗,即使这样还是要定期更换膜组件,这无疑会增加断水处理成本。而采用传统的砂滤过滤精度不够,达不到技术要求而且反洗水量很大。

  ◎ 现在有了跨界产品---微滤罐,很适合针对性解决这一难题,从右侧出水浊度仪可以看到,采用不定型滤料的微滤罐,出水浊度可以达到0.3NTU左右,此时SS一般在1—1.5mg/L之间,比规定值5mg/L还有很大空间,后面会分析到如何利用这个数据空间降低其他指标数值。

  ◎ 尽管有这样的效果,人们还是有疑虑,这就是当进水品质好的时候固然可以达到上述效果,但是如果进水变差,采用不定型滤料不如超滤保险,因为超滤尽管容易堵塞,但是产水质量却不随进水变化而波动,一滴水公司研究微滤罐技术也包括这一难题,已经找到了较好的解决方案,设备系统可以承受30倍左右的来水变化,具有很好的抗冲击性。

  ◎ 微滤罐设备系统的抗冲击性能很重要,因为污水处理采用终端在线监测,直接上传环保监测机构,指标不合格将导致处罚,sunbet因此设备性能以及管理方式,包括监控方式都要考虑这一因素,设备运行发生故障是必然的,这就要求设计者和管理者在水质波动设备故障期间,仍然能够保持出水指标。

  ◎以下是现场值班室仪表盘截图,上图左侧是进水浊度仪视窗,右侧是生化池跑泥现场,下图是进出水浊度仪同时同框拍照截图,可以看出当来水浊度从7.9NTU逐渐达到255.2NTU时,出水浊度仍然保持在0.33NTU,这相当于SS仍然不超过2mg/L,与规定的5mg/L还有很大余量,而这个余量主要用于降低COD 和总磷。

  从表一摘录中可以看出:进水氨氮和总氮分别为1.17和7.28mg/L,说明生化效果很好,已经满足出水1.5和15mg/L要求,也可以理解在该工艺条件下很难再有降低,但是经过了微滤罐,仍然分别降低了53%和20%,达到了0.54和5.79mg/L,众所周知,氨氮和总氮的降低需要通过生化反应中的硝化与反硝化过程完成,物理过滤对其影响不大,本微滤罐设计考虑了硝化与反硝化的基本原理,将微滤罐设计在缺氧条件下工作,滤料颗粒孔隙率高达80%,孔径外表面模拟好氧过程,孔径内部模拟厌氧过程,孔表面和内孔之间的过渡带模拟缺氧过程,由此形成一个微小生态单元,无数个滤料颗粒形成了微生态环境,通过控制进水含氧量和适时排出可能产生的氮气,因此,达到上述处理指标是综合因素的结果。

  从表一摘录可以看到,微滤罐系统进水总磷已经低至0.13mg/L,这应该得益于化学除磷的效果,是用户不得已而采取的措施,所谓的不得已是因为生物除磷难以达到0.3mg/L要求,而又没有其他有效措施,只能化学除磷投加药剂,但增加了处理成本,那么还有其他方式可以降低总磷吗?本次微滤罐系统作为污水处理的终端设备,意在从理论与实践都要讨论验证回答这个问题。

  以大数据总结我国城镇污水处理工艺,其一般经验是:生物除磷的边界数值为0.5mg/L,也就是刚刚达到一级A标准,有的还适度投加了除磷药剂,今后大趋势是提高到准四类,总磷指标为0.3mg/L,所以化学除磷成为必须,这意味着大量的化学药剂投入水中,那么除了生物和化学手段,还有其他手段吗?一滴水微滤罐高精度过滤可以降低总磷的案例,说明了物理方式也是降低总磷的技术手段之一,而且效果还很好,具有普遍适用性,物理方式降低总磷的原理分析如下;

  污水处理总磷的降低基本原理是:在厌氧阶段,聚磷菌大量释放磷呈现饥饿状态,在好氧阶段则大量吸收磷,最后在二沉池以含磷污泥外排形式实现污水中总磷的降低。这意味着最后水中含磷污泥越少则总磷越低,当采用化学除磷后,磷元素大多以正磷盐的形式存在,他们非溶于水,呈絮体、胶体或与活性污泥混在一起,在二沉池一起沉淀分离外排。

  不可否认的是:由于工艺,设备,参数和原理的关系,无论二沉池或气浮,其絮体、胶体与活性污泥都不可能达到最理想的去除率,如果以很高精度(0.1微米)进行过滤,还可以进一步降低这些物质含量,也就是还有一定的物理降低总磷的空间。本次采用了微滤罐系统最为终端处理,验证了上述分析,从理论到实践都具有普遍适应性。

  采用物理方式降低总磷含量,如上表摘录,既然已经达到了0.078mg/L,与出水指标要求的0.3Mg/L有很大调整空间,因此可以降低化学除磷的加药量,从而降低处理成本。

  高品质中水回用一般采用双膜法—--反渗透+超滤膜,反渗透要求进水污染指数小于5,最好小于4,更好小于3,采用超滤膜作为污水处理终端,作为反渗透的前置预处理无疑是正确的,但是一直有个技术瓶颈限制了双膜法大规模普及推广应用,这就是超滤膜容易被污水中微生物污染,繁殖,堵塞,流量下降,化学清洗,定期更换膜组件等等,这些无不增加了处理费用,人们对超滤膜进行大量的针对性研究,不断取得进展但是没有从根本上解决问题,其实解决超滤膜被微生物污染的最好方式是不用超滤膜,现在微滤罐出水的污染指数(SDI)到了3以下,那么是不是可以替代超滤膜作为反渗透的预处理呢?这是我们今后研究的课题之一。

  需要特别说明的是:微滤罐采用轻质微孔活性陶瓷滤料,特殊的配方彻底解决了微生物的附着和脱附难题,无需化学清洗,仅用产出水进行反冲洗即可完全恢复设计指标。展开讨论脱离了本文主题,故不再描述。

  ◎ 以不定型滤料为特征的微滤罐,相对过滤精度达到0.1微米,可滤除水中胶体类物质。

  ◎ 可承受污水中微生物包裹繁殖但不影响流量,用产出水反洗可脱附,无需化学清洗。

  ◎ 抗冲击性可以短时承受进水浊度或悬浮物设计值的30倍,而出水保持不超标。

  ◎ 微滤罐出水污染指数(SDI)达到小于3,可以考虑替代超滤作为反渗透预处理。

  ◎ 适合污水处理一级A再提标,从物理分离角度降低污染物,助推生化系统改造。

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