超濾技術(shù)應用于生活污水處理回用系統

0 前言

隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對環(huán)境質(zhì)量的要求也逐漸提高，當前多數傳統的污水處理技術(shù)只注重廢水的達標排放，忽略污水的回收利用。而近年來(lái)經(jīng)濟發(fā)展過(guò)程中出現的水資源短缺問(wèn)題，客觀(guān)上要求廢水能夠循環(huán)再利用。在這樣的背景下，各種新型高效的廢水處理技術(shù)發(fā)展了起來(lái)，其中超濾技術(shù)在廢水處理回用中優(yōu)勢明顯，逐步引起人們的關(guān)注。

1 超濾工藝處理廢水的原理及其技術(shù)要點(diǎn)

1. 1 超濾的基本原理

超濾(UltraFiltration，簡(jiǎn)稱(chēng)UF) 是指溶液在靜壓差的推動(dòng)作用下進(jìn)行的液相分離過(guò)程，其分離機理主要是物理的篩分作用。20 世紀70～80 年代隨著(zhù)超濾技術(shù)的快速發(fā)展，在水處理、食品工程和染料工程等方面應用廣泛。

超濾分離是在指在對料液施加一定壓力后，高分子物質(zhì)、膠體物質(zhì)因膜微孔吸附，孔內阻塞截留及膜表面的篩分作用等3 種方式被超濾膜阻止，而水和其它低分子物質(zhì)通過(guò)膜的過(guò)程。超濾膜比微濾膜孔徑小，在0. 7～7 kg /cm2的壓力下，可用于分離直徑小于10 μm 的分子和微粒。超濾材料大多數是有機高分子膜，目前無(wú)機膜材料也開(kāi)始制備和應用。

1. 2 超濾工藝的技術(shù)要點(diǎn)

超濾的工作壓力一般為0. 1～0. 6 MPa，溫度為60 ℃，此時(shí)超濾的透過(guò)通量為1～500 L/ m2·h，一般情況下為1 ～100 L/m2·h。根據工程使用經(jīng)驗，超濾透過(guò)通量的影響因素有料液流速、操作壓力、運行溫度、運行周期和膜的清洗維護等因素，可通過(guò)工藝技術(shù)參數的合理選取，使超濾膜保持良好的工作狀態(tài)，保證出水水質(zhì)的穩定和可靠。

2 超濾工藝在小區中水回用處理工程中的應用

超濾技術(shù)可以去除生化處理過(guò)程中所不能去除的微細顆粒，一般用于污水二級生化處理后的進(jìn)一步深度處理。超濾技術(shù)的利用，克服了傳統深度處理技術(shù)處理效果不穩定和運行費用高的缺點(diǎn)。在實(shí)際應用中，超濾系統作為一項后續處理單元，通過(guò)與現行生化處理工藝相結合組成更為高效的處理工藝已進(jìn)行了不同的工程實(shí)踐，具備自動(dòng)化程度高、處理效果穩定、出水水質(zhì)可靠等優(yōu)點(diǎn)。超濾工藝與生化處理工藝主要有以下幾種結合形式。

2. 1 生物接觸氧化超濾處理系統

生物接觸氧化法是小型生活污水處理較早的采用的技術(shù)之一，它兼備活性污泥法和生物膜法優(yōu)點(diǎn)的污水處理技術(shù)。其主要構筑物為生物接觸氧化池，氧化池內充填填料。生物接觸氧化法具有多種凈化功能，不僅可以有效地去除有機物，還能達到脫氧和除磷的效果。主體工藝流程為:原污水→初沉池→接觸氧化池→二沉池→超濾處理系統→消毒→排放。

2. 2 兩段活性污泥超濾處理系統

兩段活性污泥法將污水管道、污水處理廠(chǎng)視為一個(gè)污水處理系統。其工藝特點(diǎn)是: 不設初淀池，A 段高負荷，B段低負荷，A、B 兩段污泥分別回流，充分利用污水管道中的微生物，為不同時(shí)期生長(cháng)的微生物種群創(chuàng )造良好的環(huán)境條件，讓其充分發(fā)揮作用，該方法耐沖擊能力強，處理效果穩定。主體工藝流程為: 原污水→格柵→調節池→A 段接觸氧化池→A 段沉淀池→B 段接觸氧化池→B 段沉淀池→超濾處理系統→排放。

2. 3 厭氧生物濾池超濾處理系統

厭氧生物濾池是一種內部裝有填料作為微生物載體的厭氧生物膜法處理裝置。厭氧微生物附著(zhù)載體的表面生長(cháng)，當污水自下而上升式通過(guò)載體所構成的固定床層時(shí)，在厭氧微生物作用下，污水中的有機物得以厭氧分解，并產(chǎn)生沼氣。其工藝流程為: 原污水→調節池→厭氧消化池→氧化溝→沉淀池→超濾處理系統→排放。污水經(jīng)沉淀池預處理后進(jìn)人厭氧消化池水解和酸化，提高污水的可生化性，為后續處理創(chuàng )造條件。其主要優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低、管理簡(jiǎn)單、出水水質(zhì)好、運行效果穩定。

3 污水處理回用中的主要技術(shù)問(wèn)題探討

不同工程具備不同的實(shí)際情況，實(shí)際選擇工藝時(shí)，應結合自身的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多種方案對比，選出綜合效益好、可靠、管理簡(jiǎn)便的處理技術(shù)，可從以下幾點(diǎn)予以考慮。

(1) 污水流量小(50～500 t /d) ，可生化性好，可采用生物膜法處理技術(shù)和物化深度處理技術(shù)相結合的方式處理。

(2) 用地資源緊張，應優(yōu)先考慮占地少的工藝，設計成地下式或半地下式污水處理站，充分與自然景觀(guān)相融合以減少占地面積。

(3) 選用運行維護管理方便、運行費用低的處理工藝，盡可能提高運行管理自動(dòng)化程度，減少操作人員變動(dòng)頻繁、技術(shù)素質(zhì)低所帶來(lái)的影響。

(4) 系列化、集成化、模塊化的中水回用設備生產(chǎn)技術(shù)，盡量使處理設備具備安裝簡(jiǎn)捷、施工工期短、便于維護和利于擴大生產(chǎn)規模等優(yōu)勢。

4 超濾技術(shù)在污水回用處理中的應用

某四星級賓館在擴建規劃改造中，計劃將其所排放生活污水收集后進(jìn)行處理，達標后用于室外景觀(guān)綠化和廁所沖洗用水。由于該賓館級別較高，對回用水的水質(zhì)穩定性要求高，因此選用超濾處理系統進(jìn)行深度處理，首先經(jīng)過(guò)常規的過(guò)濾處理后送入超濾系統，然后再送入回用系統。

4. 1 主要技術(shù)參數設定

(1) 用于污水深度處理的超濾膜為聚丙烯中空纖維膜，該膜微孔平均孔徑為0. 1 μm，平均截留分子量8 萬(wàn)左右。

(2) KH-UF-4040-PP 膜組件的主要技術(shù)參數為:純水通量分別為1. 2 m3 /h，用于地表水和淺層地下水處理時(shí)設計通量分別為0. 75～1. 0 m3 /h，用于污水深度處理，設計單只膜組件的通量為0. 50 m3 /h。設計出水濁度≤0. 2NTU，水利用率大于90%、濃水循環(huán)量100%。

(3) 為保證超濾膜的長(cháng)時(shí)間運行，在使用過(guò)程中，采用定期壓縮空氣反洗、水反洗和定期化學(xué)清洗的反洗工藝。壓縮空氣反洗的操作壓力為0. 20 MPa。反洗頻率30～120min /次。每次壓縮空氣反洗和水反洗的操作完成時(shí)間2～3min�；瘜W(xué)清洗的周期根據水質(zhì)不同和季節變化不同。

(4) 利用PP 中空纖維膜機械強度比較好和具有一定彈性的優(yōu)勢，采用獨特的壓縮空氣反洗技術(shù)，反洗效果非常好。由于膜微孔結構的均勻性，化學(xué)穩定性能好，膜的化學(xué)清洗流量回復性較好。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

4. 2 超濾設備配置

根據超濾設備的出水要求，設計出水量為5. 0 m3 /h。生活污水經(jīng)管道系統收集后首先進(jìn)入到污水站預處理部分(格柵井、調節池) ，污水中較大的污物和顆粒被格柵欄截后，用污水泵提升至調節池中，污水在池中停留一定時(shí)間進(jìn)行水量的調節和水質(zhì)的均化，均化后的污水通過(guò)污水提升泵打入生物反應池中進(jìn)行生化反應，污水中的有機物在生物反應池內通過(guò)微生物的作用降解; 經(jīng)生物降解處理后的水進(jìn)入沉淀池進(jìn)行泥水分離，剩余污泥排入泥漿池中，沉淀池出水經(jīng)機械過(guò)濾器過(guò)濾后，再進(jìn)入超濾部分，經(jīng)處理后回用于化學(xué)水處理系統。二沉池的剩余污泥通過(guò)污泥泵和輸送管道輸送到電廠(chǎng)的工業(yè)廢水污泥處理系統。工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 污水回用處理工藝流程

該工程于2011 年10 月份安裝完畢，該系統經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的調試，現已穩定運行，運行監測結果表明，出水水質(zhì)穩定可靠，主要污染物含量均明顯優(yōu)于設計指標，處理前后水質(zhì)對比見(jiàn)表1 所示。

表1 處理前后的水質(zhì)指標對比

5 結論

超濾技術(shù)用在生活污水處理回用系統，技術(shù)上可行，處理后水質(zhì)穩定且出水完全可以滿(mǎn)足回用于化學(xué)水處理系統的要求，有可觀(guān)的經(jīng)濟效益，由于減少了外排廢水，環(huán)保效益也十分明顯，具有推廣價(jià)值。（四川建材）