呂梁市城鎮(zhèn)污水處理設備

隨著我的發(fā)展、城市化進程的推進，水資源短缺，水污染加劇的情況日趨嚴峻，污水處理與回用的要求日益迫切，傳統(tǒng)集中式污水處理由于存在污水收集難、管投資高、占地面積大、建造周期長等突出問題，嚴重慶制約了污水處理率和COD減量，在此情況下，分散式污水處理集成技術設備成為集中式污水處理的益且必需的補充措施。

現(xiàn)分散式污水處理設備，的僅采用單一的好氧生化處理工藝，脫氮除磷不理想；的采用單一曝方式，能耗偏高；的采用人工濕地等植物處理法，占地太大，受候影響，不穩(wěn)定；的設備集成度不高，處理效果差；針對上述情況，明基環(huán)保設備有限公司通過反復的實踐探索，自主研發(fā)了一系列以污水的和資源化回收利用為，針對中、低濃度分散式機污水處理的集成技術設備。

二、領域：

包括住宅小區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)農村、風景名勝區(qū)、高速公路區(qū)、機場、碼頭、工礦企業(yè)、其他污水難以收集的場所及尚未建設市政污管的區(qū)域的污水。處理后出水達到生活雜用水規(guī)準。

呂梁市城鎮(zhèn)污水處理設備

生活污水怎么處理

生活污水是指城市機關、學校和居民在日常生活中產生的廢水，包括洗衣洗澡、廚房洗滌、廁所糞尿等家庭水以及商業(yè)、和游樂場所的水等。傳統(tǒng)的處理工藝主要A/O法、SBR法和氧化溝法，但水力停留時間長、反應池占地面積大、存在污泥膨脹、脫氮除磷效率低、污泥產量高的缺點日益突出。膜生物反應器（MBR）是一種將傳統(tǒng)活性污泥與膜分離技術相結合的水處理反應器，既利用了生物處理的效性與*性，又利用了膜分離的選擇透過性與性。與傳統(tǒng)工藝相比，MBR具、設備、活性污泥質量濃、產泥率低、總投資少和等優(yōu)點，在住宅小區(qū)、城市污水處理污水再生利用中的越來越。然而，膜污染一直是制約其的瓶頸。膜污染不僅縮短膜的，而且直接導致抽吸泵壓力和曝量增加，造成能耗增加、清洗頻繁和增加。膜污染主要3個影響因素：膜的性質、污泥性、操作條件。其中，污泥性及操作條件可在裝置中改善。而膜的性質主要包括膜材質、親疏水性、膜孔徑大小、粗糙度和電荷性質等。在常用的高分子機膜中，聚偏氟乙烯（PVDF）具突出的化學穩(wěn)定性、耐輻射、抗污染性和易成膜等優(yōu)點，但其疏水性常導致膜污染和滲透率下降，限制了其在污水處理中的。筆者采用共混改性將納米TiO2顆粒加入鑄膜液，利用溶膠凝膠法制備了改性PVDF中空纖維膜，并對改性前后膜組件的膜通量及水質處理效果進行了對比。

1 試驗部分
 
1.1 和儀器
 
：PVDF，相對分子質量570 000，solf?1015，上海聯(lián)宏新材料科技限；聚乙烯吡咯烷酮，PVP，BR級，上海如吉生物科技發(fā)展限；納米，粒徑25 nm，比表面積（50±15） ｍ2/g，分析純P25，德德固賽；二甲基乙酰胺，DMAc，化學純，藥集團化學限。

儀器：PhysicaMCR301流變儀，奧地利安東帕；D-8401攪拌器，成都浩馳儀器限；NanomanVS原子力顯微鏡，美Veeco；JSM-6360LA掃描電鏡，日本電子株式會社；HARRE-SPCA接觸角測定儀，北京哈科試驗儀器；SHZ-Ⅲ循環(huán)水式真空泵，上海知信試驗儀器技術限。

1.2 PVDF中空纖維膜的制備
 
將一定量的納米TiO2加入DMAc中，超聲30min使之分散均勻，加入PVP，緩慢加入PVDF，以免鑄膜液起泡，水浴加熱，控制溫度為45 ℃，攪拌12 h，得到穩(wěn)定的淺黃色或白色（加TiO2）溶膠，原料投加比例如表 1所示，并用旋轉流變儀測定鑄膜液黏度。

表 1 鑄膜液原料投加比例

1.3 PVDF中空纖維膜的性能測試
 
膜性能測試主要包括膜表面的微觀結構表征及水通量測試等。采用原子力顯微鏡（AFM）測定膜表面粗糙度，利用掃描電鏡（SEM）觀察膜斷面結構，并以孔隙率、平均孔徑、接觸角和水通量等作為評價規(guī)準，確定納米TiO2投加比例。

1.4 試驗裝置及條件
 
試驗在自行設計的小試裝置中進行，缺氧池尺寸50 mm×200 mm×400 mm，效水深300 mm，效容積3 L，好氧池尺寸250 mm×200 mm×400 mm，效水深300 mm，效容積15 L，水力停留時間6 h（缺氧池1 h，好氧池5 h），試驗裝置如圖 1所示。

 好氧池的污泥取自常州武進某污水處理的二沉池回流污泥，在曝量1 L/min的條件下悶爆10～15 d左右，進水量由小到大逐漸增加。由于活性污泥及生活污水均取自該，因此活性污泥的適應性較強，很快就達到所需濃度，控制MLSS為2000～ 5000mg/L。過濾壓力由循環(huán)水式真空泵（壓力可調）提供，壓力控制在0.02 MPa，水溫保持在18～25 ℃。膜組件為U中空纖維模，效過濾面積均為0.02 ｍ2，浸沒在15L好氧池。

分別用膜組件PVDF-0、PVDF-1、PVDF-2處理純水和生活污水，以測試膜組件的去除效果和膜污染狀況，并記錄純水通量JW、和污水通量JR。

膜通量（J）和去除率（R）由式（1）、式（2）計算。

式中：J——純水或污水的膜滲透通量，L/（ｍ2·h）；

V——純水或污水的滲透體積，L；

A——膜的效過濾面積，ｍ2；

t——膜的過濾時間，h；

R——膜對污水中目標物的去除率，%；

CP、CF——污水中目標物的進、出水質量濃度，mg/L。

1.5 原水水質及分析方法
 
試驗原水取自常州市某污水初沉池，原水水質及分析方法如表 2所示。

表 2 原水水質及分析方法

2 結果與討論
 
2.1 納米TiO2質量分數(shù)對PVDF鑄膜液黏度的影響
 
納米TiO2顆粒具高比表面積和強親水性，但其添加量會影響鑄膜液黏度，從而影響溶劑和非溶劑的多相傳質及鑄膜液的成膜性。不同TiO2質量分數(shù)對PVDF鑄膜液黏度的影響如圖 2所示。

由圖 2可見，剪切力為0.1~100 m/s的狀態(tài)下，鑄膜液黏度隨納米TiO2顆粒的增加而增大。

2.2 納米TiO2質量分數(shù)對PVDF膜結構的影響
 
在不同放大倍數(shù)下用SEM研究PVDF中空纖維膜斷面結構，如圖 3所示。

PVDF中空纖維膜是一種特例的非對稱性結構膜，其斷面主要以指狀孔結構和海綿狀結構組成，指狀孔結構占優(yōu)點表明膜的滲透性能較強，海綿狀結構占優(yōu)點表明膜的機械強度較好。圖 3（a）為250倍放大倍數(shù)下，3種PVDF中空纖維膜的SEM照片。由圖 3（a）可見，PVDF-0、PVDF-2指狀孔結構占優(yōu)點，而且孔較大，PVDF-1的海綿狀結構較多。這是因為添加適當納米TiO2削弱了成膜過程中非溶劑（水）/溶劑（DMAc）的相互擴散速度，發(fā)生了延遲相分離，從而效減少了指狀孔結構，且形成的指狀孔也更加細小。圖 3（b）、圖 3（c）分別為1 000倍和10000倍放大倍數(shù)下，PVDF中空纖維膜斷面的SEM照片。由圖3（b）、圖 3（c）可見，3種膜斷面形成的指狀孔結構差別不大，但從海綿狀結構中可以清晰看到添加的納米TiO2顆粒。與改性PVDF中空纖維膜相比，PVDF-0斷面結構孔隙不均勻，而PVDF-2因TiO2顆粒過多引起納米顆粒“團聚”不利于膜孔徑要求及膜表面穩(wěn)定性。

 2.3 納米TiO2質量分數(shù)對膜性能的影響
 
一般來講，膜表面粗糙度越小說明膜越光滑，抗污染性越好；膜表面動態(tài)接觸角越小，親水性越強，水通量越大。對PVDF中空纖維膜的微觀結構和性能進行表征測試，結果表明：與PVDF-0、PVDF-2相比，PVDF-1膜表面具較小的粗糙度和較小的動態(tài)接觸角，但具較高的孔隙率和水通量，說明適當添加納米TiO2對提高膜的親水性及抗污染能力較好的效果；膜平均孔徑隨納米TiO2質量分數(shù)的增加而減小，其大小對不同污染物的分離效果所差異，表征測試結果如表 3所示。

表 3 PVDF中空纖維膜表征測試結果

2.4 不同膜組件處理生活污水的效果對比
 
將組裝好的3個膜組件同時安裝至調試的好氧池中，采取相同的抽吸方式處理生活污水，污水處理效果如表 4所示。

表 4 不同膜組件處理后的出水水質

由表 4可見，經不同膜組件處理后出水COD、SS、TN、NH3-N、TP均符合《城市污水再生利用城市雜用水水質》（/T 18920—2002）。

2.5 膜清洗
 
膜組件在好氧池中4 h后水通量開始下降，說明膜污染已漸漸發(fā)生。拆下膜組件，先用自來水沖洗，再將其浸泡在0.5%次溶液0.5 h，用自來水沖洗后測其純水通量和污水通量，觀察清洗效果，結果如圖 4、圖 5所示。

 由圖 4可見，清洗后純水通量基本能恢復，PVDF-0、PVDF-1、PVDF-2的恢復率分別為87.5%、95.6%、91.9%。

清洗后污水通量的對比如圖 5所示。

 由圖 5可見，PVDF-0、PVDF-1、PVDF-2污水通量恢復率分別是78.8%、91.4%、85.8%。PVDF-1通量的恢復率zui高，經過4h純水通量和污水通量依舊zui高，而PVDF-2改性雖效果，但添加的納米TiO2過多會造成成本相對較高，且膜性能測試結果表明過多納米TiO2顆粒會引起“團聚”現(xiàn)象，不利于膜表面親水性的改善。綜合效果，PVDF-1具較好的價值。

3 結論
 
（1）添加適當納米TiO2顆粒降低了膜表面的粗糙度、接觸角，提高了孔隙率及PVDF中空纖維膜的親水性。

（2）3個膜組件的出水水質均能達到《城市污水再生利用城市雜用水水質規(guī)準》要求，對SS的去除率基本接近，NH3-N的去除率也較高，其余出水水質指標去除率也保持在80%以上。

（3）3個膜組件中PVDF-1的污水通量衰減速度zui慢，清洗后恢復的污水通量zui大，說明其抗污染zui強。

生活污水(經化糞池)自流入細格柵池，去除大顆?？沙凉腆w及水中懸浮物后流入調節(jié)池。調節(jié)池出水進入生物接觸氧化池，在生物接觸氧化池池內填充軟填料，曝廢水流經填料層，使填料表面長滿生物膜，增加微動力即小鼓風機鼓風，使污水在氧條件下與生物膜充分接觸，污水中的微生物將污水中殘留的機物逐步氧化為二氧化碳、水和細胞物質，污水得到凈化。同時控制溶解氧水平，污水中氨態(tài)氮由硝化細菌轉化成為硝態(tài)氮。出水經沉淀池，進行固液分離，然后導入過濾池，內填充硬填料石英砂，對沉淀池出水進一步吸附、沉淀處理，使出水達到放要求。zui后污水流入消毒池用二氧化氯消毒外。

地埋式生物接觸氧化法工藝具，不易破壞周圍小區(qū)景觀等點，同時地埋式污水裝置亦能將噪聲和臭對住小區(qū)居民的影響減輕到zui低。地埋式生物接觸氧化法工藝施加了微動力，改變污水處理裝置供氧不足、生物活性不夠的狀態(tài)，提高污染物的去除率。經過微動力曝池，COD的去除率可達65.0％～85.0％，BOD5的去除率可達75.0％～90.0％；同時對氨氮和磷的去除率很大的提高。地埋式生物接觸氧化法工藝構筑物模塊化，利于今后的擴建。微動力曝池單元為模塊結構，可較好滿足小區(qū)污水處理站（）分期建設的要求。