無動力地埋式污水處理設(shè)備
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關(guān)于膜的污染機理目前研究中尚沒有統(tǒng)一的理論，但普遍認為，從微觀上膜污染是在范德華力以及雙電層作用下的大分子污染物和膜表面以及大分子溶質(zhì)間相互作用的結(jié)果。在范德華力和雙電層的作用下，與膜表面帶電性相同的污染物對膜的污染小，而帶電性與膜表面相反的污染物對膜的污染嚴重。從宏觀上講，濃差極化使得某些溶質(zhì)在膜表面的濃度超過其溶解度;同時水中微粒、膠體離子或溶質(zhì)分子與膜發(fā)生物理化學(xué)作用，使膜的透水量下降。濾餅層是大量微粒在膜表面逐漸累積而形成的覆蓋在膜表面的污染層，其會增加透過阻力，降低膜通量。膜的吸附是污染物與膜微觀作用的結(jié)果，是造成膜污染的關(guān)鍵。膜孔堵塞是由于污染物在膜表面或膜孔內(nèi)吸附或沉積造成的，其結(jié)果使膜孔窄化，導(dǎo)致膜通量下降。張國俊等的研究表明，超濾除雜有3 種形式：(1)在膜表面的機械截留;(2)在膜孔中停留;(3)在膜表面及膜孔內(nèi)吸附。膜污染是由無機物沉淀、有機物吸附、顆粒物沉淀和微生物黏附生長及其相互作用引起的。
L. Seminario 等的研究表明，膜孔堵塞是由于污染物沉積在膜的表面及吸附于膜孔內(nèi)部引起的。N. Mugnier 等在研究中發(fā)現(xiàn)，超濾膜清洗后仍有部分污染物存在，可能是由于污染物和內(nèi)孔間存在相互作用而無法*清除。鐘冬平等通過研究發(fā)現(xiàn)，膜污染主要是由濃差極化、膜孔濾餅層形成引起的可逆污染和阻塞、吸附引起的不可逆污染。

超濾膜分離技術(shù)具有操作方便、節(jié)能、無相變、易實現(xiàn)規(guī)?；葍?yōu)點，但膜易污染、通量易降低、操作彈性小的特點制約了膜的工業(yè)應(yīng)用。因此應(yīng)從以下幾個方面進行研究：
(1)深入研究污染物之間的相互作用，完善膜污染機理，確定不同污染物對不同膜的污染程度，為選膜和確定合理的操作條件提供理論依據(jù)。
(2) 強化具有針對性及實用性且能夠工業(yè)化的預(yù)處理的研究，找到更高效的預(yù)處理手段，減緩膜污染。優(yōu)化操作條件，針對污染物的特性研究廉價高效的清洗技術(shù)和清洗劑。
(3)改善現(xiàn)有膜材料，研究出強度高、親水性強、抗菌、抗氧化、易清洗、壽命長的新型超濾膜。
產(chǎn)品包括一體化污水處理設(shè)備、地埋式污水處理設(shè)備、膜反應(yīng)器、電解設(shè)備、微電解設(shè)備、過濾設(shè)備、加藥裝置、氣浮機、沉淀池、泵站以及消毒設(shè)備等。
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循環(huán)水運行過程中主要產(chǎn)生的問題：
（1）水垢：由于循環(huán)水在冷卻過程中不斷地蒸發(fā)，使水中含鹽濃度不斷增高，超過某些鹽類的溶解度而沉淀。常見的有碳酸鈣、磷酸鈣、硅酸鎂等垢。水垢的質(zhì)地比較致密，大大的降低了傳熱效率，0.6毫米的垢厚就使傳熱系數(shù)降低了20%。
（2）污垢：污垢主要由水中的有機物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉塵等構(gòu)成，垢的質(zhì)地松軟，不僅降低傳熱效率而且還引起垢下腐蝕，縮短設(shè)備使用壽命。
（3）腐蝕：循環(huán)水對換熱設(shè)備的腐蝕，主要是電化腐蝕，產(chǎn)生的原因有設(shè)備制造缺陷、水中充足的氧氣、水中腐蝕性離子（Cl-、Fe2+、Cu2+）以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，腐蝕的后果十分嚴重，不加控制極短的時間即使換熱器、輸水管路設(shè)備報廢。
（4）微生物粘泥：因為循環(huán)水中溶有充足的氧氣、合適的溫度及富養(yǎng)條件，很適合微生物的生長繁殖，如不及時控制將迅速導(dǎo)致水質(zhì)惡化、發(fā)臭、變黑，冷卻塔大量黏垢沉積甚至堵塞，冷卻散熱效果大幅下降，設(shè)備腐蝕加劇。因此循環(huán)水處理必須控制微生物的繁殖。
無動力地埋式污水處理設(shè)備人工濕地脫氮的機理及其主要影響因素1.1脫氮機理
人工濕地中的氮通過微生物的氨化、硝化與反硝化作用，植物的吸收，基質(zhì)的吸附、過濾、沉淀等途徑去除。其中氨化、硝化與反硝化作用是去除氮的主要途徑，其基本條件是濕地中存在大量的氨化菌、硝化菌、反硝化菌和適當?shù)臐竦赝寥拉h(huán)境條件。
氨氮可被植物直接攝取，合成植物蛋白質(zhì)與有機氮后，再通過植物的收割從濕地系統(tǒng)中除去。濕地植物根毛的輸氧及傳遞特性，使根系周圍連續(xù)呈現(xiàn)好氧、缺氧及厭氧狀態(tài)，相當于許多串聯(lián)或并聯(lián)的處理單元，使硝化和反硝化作用可以在濕地系統(tǒng)中同時進行。
基質(zhì)是人工濕地*的組成部分，它為人工濕地中微生物的生長提供穩(wěn)定的依附表面，為水生植物提供生長載體和營養(yǎng)物質(zhì)，同時，基質(zhì)本身對污水凈化也有重要的作用。
1.2影響脫氮的主要因素
1.2.1基質(zhì)
不同基質(zhì)類型對脫氮效果的影響不同。WendongTao等研究發(fā)現(xiàn)，石灰石基質(zhì)和鋪路石對氨氮和TN的去除效果無太大差別，但是石灰石基質(zhì)能夠增大亞硝酸鹽的含量，將其zui高質(zhì)量濃度從3.6mg/L增加到4.7mg/L，從而更有利于厭氧氨氧化，提高對氮的去除率。

有研究表明：在相同進水水質(zhì)和水力負荷條件下，頁巖填料對COD、TN、TP去除效果，zui高去除率可分別達到60%、80%、85%，其次為頁巖與粗礫石組合填料，麥飯石去除效果較差。
周煒等的試驗結(jié)果表明，在8月份，沸石床復(fù)合流人工濕地NH4+-N去除率在95%左右，TN去除率接近80%，硝態(tài)氮去除率在96%左右;而爐渣和礫石人工濕地與沸石床相比，除出水硝態(tài)氮無太大變化外(約為80%~90%)，NH4+-N和TN的去除率較低，約為10%、50%。
此外，一般來說，分層的基質(zhì)要比不分層的處理效果好。研究表明，不同粒徑分層級配基質(zhì)對COD的去除率均高于單一粒徑基質(zhì)，其中分層級配生物陶粒對COD的平均去除率高達72.91%。分層級配沸石對TN的凈化能力較單一粒徑基質(zhì)有所提高，平均去除率高達91.23%。
人工濕地除磷的機理及其主要影響因素
2.1除磷機理
人工濕地通過水生植物、基質(zhì)和微生物的共同作用來完成對磷的去除。研究證明，人工濕地中基質(zhì)對磷的去除是主要途徑，包括物理去除和化學(xué)沉淀去除兩大過程。
無機磷也是植物必需的營養(yǎng)元素，廢水中無機磷可被植物吸收利用組成*、核酸及ATP等，然后通過植物的收割而移去。
微生物對磷的去除包括對磷的正常同化和過量積累。由于人工濕地系統(tǒng)中植物光合作用光反應(yīng)、暗反應(yīng)交替進行，根毛輸氧也交替出現(xiàn)，以及系統(tǒng)內(nèi)部不同區(qū)域?qū)ρ跸牧看嬖诓町?，從而?dǎo)致系統(tǒng)中好氧和厭氧情況交替出現(xiàn)，使磷的過量釋放和過量積累得以順利完成。國內(nèi)外關(guān)于有機物親疏水性對膜污染的影響研究數(shù)不勝數(shù)。A. W. Zularisam 等的研究表明，有機物的親疏水性與膜污染之間有很大關(guān)系。L. Fan等將有機物分離成強疏水性、弱疏水性、極性親水性和中性親水性有機物，并考察了其對膜污染的影響。實驗表明，中親水性有機物是造成膜污染的主要因素。Jixiang Yang 等的研究表明，引起膜污染的有機物主要是親水性有機物。但J. A. Nilson 等的研究卻得到相反的結(jié)果，研究中發(fā)現(xiàn)，疏水性有機物是引起膜污染的主要因素，而親水性有機物對膜通量的影響不大。Y. Chen 等研究認為，引起膜通量快速下降的主要因素是大分子質(zhì)量疏水性有機物。
綜上所述，引起膜污染的主要原因是有機物，但是水中存在的鈣離子等無機離子能加速有機物對膜的污染，而懸浮物的存在能減緩有機物對膜的污染。因此要根據(jù)水中離子含量，綜合考慮各種成分的相互作用，確定引起膜污染的主要因素，提出具有針對性的方案恢復(fù)膜通量。
2 膜類型對膜污染的影響
膜技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵是篩選合適的膜材料，不同材料、結(jié)構(gòu)和孔徑的膜具有不同的處理效果、產(chǎn)水通量、產(chǎn)水水質(zhì)和使用壽命。膜材料的表面能、極性、荷電性、化學(xué)結(jié)構(gòu)、親疏水性等影響著膜污染。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，膜污染與超濾膜性質(zhì)尤其是膜表面親疏水性有很大關(guān)系。親水性好的膜材料抗污染能力強。R. H. Sedath 等通過添加陰離子、表面活性劑及表面氟化等方式提高膜表面親水性，使膜污染得到明顯降低。K. H. Choo 等通過含氟聚合物、聚砜及纖維素3 種不同的膜材料，研究吸附在膜表面的物質(zhì)的表面自由能的變化時發(fā)現(xiàn)，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、聚丙烯腈和聚砜超濾膜處理污泥樣品過程中的污染情況時發(fā)現(xiàn)，污染嚴重的是表面粗糙和疏水性強的聚砜膜。