解析污水污泥處理分離技術
發表時間:2017-10-11
膜分離技術近年來發展迅速,隨著膜使用范圍的推廣和技術研究的深人,膜分離在污水、污泥處理中的應用也日趨成熟。利用超濾、微濾膜對城市污水處理廠的剩余污泥進行固液分離,提高污泥的含固率,以利于后續的消化和其他處理處置方式,其思路與應用于污水處理的膜生物反應器有異曲同工之妙。
將膜分離技術應用于污泥的處理,可以達到既濃縮污泥又減小污泥體積的雙重目標。將膜的物理分離和污泥濃縮或消化處理結合起來,利用膜分離克服常規污泥消化中上清液污染物濃度高,回流影響主體生物處理的缺點,又利用低氧消化的曝氣對膜組件進行沖刷,解決了膜自清洗問題,優勢互補。
目前關于膜分離技術在水污染治理中的研究熱點集中在膜污染的機理與防治方面,LeClech等人的研究表明:(1)僅僅在小孔徑或者低MLSS水平下,可觀察到膜孔徑對于臨界通量人存在影響;(2)MLSS對人的影響是曝氣影響的2倍左右,通過對一系列壓力相關臨界參數、次臨界參數的計算表明,較大的膜孔徑能夠降低短期膜污染,但是這也伴隨著內部膜污染。Lim等人的研究成果表明,活性污泥微濾中膜孔堵塞和泥餅形成在膜污染機制中占主導,膜孔堵塞在微濾操作的初期階段占優勢,它導致了滲透通量隨時間的急劇降低;顆粒尺寸和尺寸分布在膜孔污染中占主要作用,小顆粒導致的膜污染較大顆粒嚴重;膨脹污泥導致的污染較顆粒污泥嚴重;經過初期的膜孔污染機制后,在微濾操作的后期階段,泥餅形成污染占據了主要部分,這導致了隨時間衰減的更低的滲透通量。Hwang等人則認為對于軟膠體,在死端過濾(全量過濾)運行條件下,阻力層的形成分為3個階段:過濾開始階段,膠體顆粒在膜表面的沉積與重排導致了整個過濾阻力的增加,在此期間,阻力層的平均空隙率與平均比過濾阻力變化很??;在第二階段,由于阻力層的壓縮和可被觀察到的膠體顆粒的變形,過濾阻力激增,空隙率降低,在這個階段,緊貼膜表面形成了壓實的表皮層,它的厚度只有整個阻力層的10%?20%,但它的阻力卻占到了整個過濾阻力的90%;在第三階段,由于新形成的層比較疏松,所以這個階段,阻力層的平均空隙率是逐漸增加的。
在膜清洗方面,Lim等人在活性污泥混合液中,通過中空纖維膜的實驗證明,在微濾膜的活性污泥混合液分離中主要的膜污染類型是初始的膜孔污染,其次是泥餅污染;周期性的超聲作用能夠有效地清除膜表面的泥餅污染,因此能夠極大地恢復膜通量;但是超聲
作用并不能有效地恢復其他機制造成的膜污染.比如孔污染,因此超聲作用的效果隨著清洗周期的延續而降低。凈水反沖、超聲作用和酸堿化學清洗的聯合作用幾乎能夠取得膜通量的完全恢復。
在膜.分離過程的理論的研究方面,Dianne等人認為流體方程與溶質性質可變性的雙重影響的復雜性限制了對壓力驅動膜過程中流動和濃差極化模型的精確性,于是他們整合了這些影響因素來描述流動過程,發展了一種計算流體動力模型(CFD),相對于文獻中的經典溶解質結果證明是有效的,延伸的工作表明過分的簡化黏度與擴散性和濃度的相關性表達容易導致速率與濃度的失真。