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一體化村鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)備
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膜生物反應(yīng)器污水處理膜技術(shù)
　　膜生物反應(yīng)器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)臺的新型水處理技術(shù)，以膜組件取代二沉池在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設(shè)施占地，并通過保持低污泥負(fù)荷減少污泥量。與傳統(tǒng)的生化水處理技術(shù)相比，MBR具有以下主要特點：處理效率高、出水水質(zhì)好；設(shè)備緊湊、占地面積小；易實現(xiàn)自動控制、運(yùn)行管理簡單。80年代以來，該技術(shù)愈來愈受到重視，成為研究的熱點之一。目前膜生物反應(yīng)器己應(yīng)用于美國、德國、法國和埃及等十多個國家，規(guī)模從6m3／d至13000m3／d不等。

　　國內(nèi)對MBR的研究大致可分為幾個方面：（1）探索不同生物處理工藝與膜分離單元的組合形式，生物反應(yīng)處理工藝從活性污泥法擴(kuò)展到接觸氧化法、生物膜法、活性污泥與生物膜相結(jié)合的復(fù)臺式工藝、兩相厭氧工藝；（2）影響處理效果與膜污染的因素、機(jī)理及數(shù)學(xué)模型的研究，探求合適的操作條件與工藝參數(shù)，盡可能減輕膜污染，提高膜組件的處理能力和運(yùn)行穩(wěn)定性；（3）擴(kuò)大MBR的應(yīng)用范圍，MBR的研究對象從生活污水?dāng)U展到高濃度有機(jī)廢水（食品廢水、啤酒廢水）與難降解工業(yè)廢水（石化污水、印染廢水等），但以生活污水的處理為主。據(jù)此，本文的目的在于對我國膜生物反應(yīng)器在廢水處理中的發(fā)展情況進(jìn)行回顧、分析與討論。表1我國MBR研究狀況科研單位篇數(shù)（%）反應(yīng)器廢水清華大淡35（33.6%)分離式（無機(jī)膜）抽吸淹沒式生活污水同濟(jì)大學(xué)19（18.3)分離式高濃度有機(jī)廢水生態(tài)環(huán)境研究中心10(9.6)分離式印染，石化廢水哈爾濱建筑大學(xué)8(7.7)重力淹沒式生活污水天津大學(xué)9(8.7)重力淹沒式生活污水其它高校及科研23(22.1)分離式生活污水、啤酒廢單位　抽吸淹沒式水、港口污水等1MBR的憂點
一體化村鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)備在MBR的特點中，良好的出水水質(zhì)與較低的污泥產(chǎn)率受關(guān)注。
1.1良好的污染物去除效果
　　MBR在我國的研究始于1993年，研究者對分離式MBR、抽吸淹沒式MBR、重力淹沒式MBR與傳統(tǒng)生物處理工藝在城市污水處理方面進(jìn)行的比較研究表明：各種MBR的出水水質(zhì)均優(yōu)于傳統(tǒng)生物處理工藝表2和表3分別為MBR處理生活污水的實驗參數(shù)與處理效果，經(jīng)MBR處理后的生活污水，COD、BOD5、濁度都很低，大部分細(xì)菌、病毒被截留，出水水質(zhì)已達(dá)到或優(yōu)于建設(shè)部生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ25.1-89），可直接作為樓房中水回用、城市園林綠化、掃除、消防等用水。并且膜的截留作用防止了硝化細(xì)菌的流失，給生物反應(yīng)器內(nèi)的高濃度硝化細(xì)菌的保持創(chuàng)造了有利的條件，從而大大提高了硝化效率。汪誠文、張軍對一體式MBR硝化特性的研究表明：MBR對氮的去除效果高達(dá)97％。但研究也表明：MBR對氮的去除效果易受溫度、沖擊負(fù)荷、HRT等因素的影響。表2MBR處理生活污水的實驗參數(shù)MBR流程膜面積m2膜材料膜孔徑μm膜組件膜通量L.m-2.h-1TMP/kPa運(yùn)行天數(shù)/d分離式好氧0.04陶瓷膜300000*管式75-15040好氧+填料0.88PAN20000*平板超濾20-4515060好氧+填料1.0PS30000*中空25-3510070抽吸淹沒式A/O+填料1PVC0.01中空超濾2.350-120140好氧2.0PE0.03中空10.40-35140好氧3.5PP0.05中空66060好氧4PVC30000*中空超濾11＜10030好氧13.9PE0.2中空8.7-12.860160好氧32PE0.4中空11-13.8＜60216重力淹沒式好氧0.3PE0.1中空27.710-52.630好氧1PS0.34平板3.61534好氧8PE0.4中空12.55.4-1138好氧12PVDF0.22中空16.70.8-1.3150*截留分子量使SCWO成為具有工業(yè)應(yīng)用價值的廢水處理技術(shù)，需要滿足以下條件：
　　(1)繼續(xù)*研究空白。盡管近三十年來對SCWO反應(yīng)與熱力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了大量的研究，但仍有許多問題有待解決。關(guān)于各類金屬材質(zhì)在酸性條件下的超臨界水溶液中的耐蝕情況并不清晰，確定其邊界使用條件尤為重要。例如，在以往研究中很少提到的H2O-O2-H3PO4的體系中，過高的磷酸濃度將導(dǎo)致反應(yīng)器的嚴(yán)重腐蝕，而稍低的磷酸濃度幾乎不造成腐蝕。材質(zhì)的選擇與壽命將對SCWO技術(shù)推廣起到巨大的影響。
　　(2)制定廢水SCWO處理標(biāo)準(zhǔn)及適用條件。SCWO不會成為工業(yè)廢水處理的普適技術(shù)。廢水含鹽與否、酸堿性、有機(jī)物含量等都將影響本技術(shù)的適用性，通過制定標(biāo)準(zhǔn)與條件篩選適合的行業(yè)廢水，提高研究效率。與此同時，處理每種廢水時必須匹配其高耐蝕性材質(zhì)構(gòu)成的反應(yīng)器，這是延長反應(yīng)器壽命的途徑。
　　(3)對特定種類廢水進(jìn)行*研究測試。對于工業(yè)應(yīng)用來說，譬如大多數(shù)研究中以某種有機(jī)化合物的分解率達(dá)到99%或99.9%的基本目標(biāo)可能是次要的，證明SCWO工藝的工業(yè)適用性是關(guān)鍵的。相關(guān)研究既不能用模型廢水進(jìn)行，也不能僅僅用數(shù)小時級的小試結(jié)果來判斷，必須通過*的實際廢水測試驗證其適用性。

　　3.2SCWO技術(shù)的熱能利用
　　關(guān)于SCWO技術(shù)的熱能回收利用的研究很少，但超臨界水用于超臨界鍋爐發(fā)電技術(shù)已經(jīng)基本成熟。與傳統(tǒng)的煤料或石油發(fā)電機(jī)組不同，SCWO發(fā)電過程中燃料在超臨界水中完成快速燃燒。由于介質(zhì)的單相特性以及超臨界流體的高比熱容，與高溫蒸汽相比得到了較高的傳熱效率，可實現(xiàn)較簡易的反應(yīng)器設(shè)計。
　SCWO接入閃蒸工藝，可有效利用放熱達(dá)到廢水預(yù)熱、污鹽清洗、場地供暖等作用。但適用于SCWO的閃蒸工藝的閃蒸級數(shù)、傳熱端差和相對流量等過程參數(shù)還需要大量的研究加以補(bǔ)充。
　　然而，在此領(lǐng)域中相關(guān)研究還沒有得到換熱器設(shè)計與工藝路線。為了更好的理解和評價SCWO的熱能利用，考察其他廢水處理工藝如濕式氧化法的換熱器設(shè)計可能有助于選擇方案。而且通過熱能利用計算與設(shè)計，廢水處理成本估算可以更精確，工程投資風(fēng)險更小。因此，SCWO的熱能利用的關(guān)鍵是尋找工藝路線以獲取率及低成本。