絲狀菌和超濾膜
⑴ 這是自來水凈水器的「精濾」(超濾膜)濾芯,好像很多絲線粗成的,非常纖細,請問是什麼物質過濾原理是
簡單的講,超濾膜濾芯上的一條條的絲狀的東西其實是中空的,每根絲線的表面有眾多的人眼看不見的微小孔,這些小孔只讓小過孔徑的物質通過,隔離大過孔徑的物質。這好比魚網,比網眼小的魚可以游過去,比網眼大的就會被捕。
書面理解的話,超濾膜是一種孔徑規格一致,額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。在膜的一側施以適當壓力,就能篩出小於孔徑的溶質分子,以分離分子量大於500道爾頓(原子質量單位)、粒徑大於10納米的顆粒。
產品結構
超濾膜的結構有對稱和非對稱之分。前者是各向同性的,沒有皮層,所有方向上的孔隙都是一樣的,屬於深層過濾;後者具有較緻密的表層和以指狀結構為主的底層,表層厚度為0.1微米或更小,並具有排列有序的微孔,底層厚度為200~250微米,屬於表層過濾。工業使用的超濾膜一般為非對稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚碸、聚丙烯腈、聚醯胺、聚碸醯胺、磺化聚碸、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
過濾原理
超濾膜篩分過程,以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當原液流過膜表面時,超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液,而原液中體積大於膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側,成為濃縮液,因而實現對原液的凈化、分離和濃縮的目的。每米長的超濾膜絲管壁上約有60億個0.01微米的微孔,其孔徑只允許水分子、水中的有益礦物質和微量元素通過,而最小細菌的體積都在0.02微米以上,因此細菌以及比細菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機物等都能被超濾膜截留下來,從而實現了凈化過程。
⑵ 超濾膜在水處理中的污染及其控制措施
影響膜污染主要有膜或膜組件自身特性、運行條件、原水水質、污泥混合液的性質等四大因素。
膜污染的防制措施
通過有效的技術可以盡量延緩膜污染的進程,降低膜污染的程度,在防控濃差極化和膜污染面的研究主要集中在改良膜的性質、改變原水的特性、優化分離操作條件及對膜進行預處理、定期反沖洗等方面。前面影響因素中已提到很多方面,這里主要對預處理方法和定期反沖洗進行闡述。
1.預處理
它是降低膜污染的研究方法之一,其中包括混凝、吸附、預氧化、預過濾等方法。預處理影響膜的過濾性主要表現為三個方面:改變污染物粒徑分布;改變污染物之間相互作用或它們在膜表面的沉積性;抑制微生物生長或是去除可生物降解的微生物。混凝是目前為止用得最為廣泛和有效的預處理方法,研究表明投加混凝劑後能大大降低膜污染,增加膜通量,而且比投加活性炭更為有效。活性炭投加能吸附水中8~15μm的顆粒,而這些顆粒是控制膜通量的主要因素。但過多地投加活性炭可能會加劇膜污染,目前國內普遍採用的是2g/L的投加量。採用強氧化劑如氯、過氧化氫、高錳酸鉀、臭氧等來氧化和改變有機物組成部分,從而改善出水水質,減輕膜污染。國內外對於預氧化控制膜污染的研究主要限於臭氧。適度的臭氧預氧化能增加了可生物同化有機碳和改善污泥性質,從而可能減輕膜污染,發現臭氧化能夠促進活性污泥中微生物細胞的分解和控制絲狀菌膨脹,從而減輕膜污染。然而有研究表明臭氧的投加對控制膜污染效果不明顯,甚至有可能加重膜污染,而且由於強氧化性,可能會氧化膜,從而損害膜,並容易產生一些副產物,因此預氧化工藝還在不斷研究中。使用填充床過濾器或是其它膜預過濾來去除部分可能對後續膜有污染的物質,疏水性粗孔徑膜能很好低吸附有機污染物,因此在預處理使用疏水性粗孔徑膜非常有效。
2.膜沖洗
研究表明對膜組件進行定期清洗可在很大程度上恢復膜通量。膜的清洗包括物理沖洗、化學沖洗、物化聯合沖洗以及電沖洗。物理清洗是用機械方法從膜面上去除污染物,包括多種方法。如正方向沖洗、變方向沖洗、透過液反壓沖洗、振動、排氣充水法、空氣噴射、自動海綿球清洗、水力方法、氣液脈沖和循環洗滌等。但該法僅對污染初期的膜有效,清洗效果不能持久。
研究表明:單獨進行水反沖洗不能夠有效去除膜面的阻垢層。化學清洗實質上是利用化學試劑和沉積物、污垢、腐蝕產物及影響通量速率和產水水質的其他污染物的反應去除膜上的污染物。化學試劑主要包括酸、鹼、螯合劑和按配方製造的產品等。採用鹽酸、氫氧化鈉及次氯酸鈉三種清洗劑結合清洗PVDF膜效果很好,但是單獨的進行化學清洗只能減小污染物對膜的粘滯性,不能將污染物有效去除,而且進行化學清洗時,水溫、加葯量及清洗時間是決定清洗效果的重要因素。將物理和化學清洗方法結合使用可以有效提高清洗效果, 如在清洗液中加入表面活性劑可使物理清洗的效果提高。電清洗是一種十分特殊的清洗方法。在膜上施加電場, 則帶電粒子或分子將沿電場方向移動, 通過在一定時間間隔內施加電場, 且在無需中斷操作的情況下從界面上除去粒子或分子。這種方法的缺點是需使用導電膜及安裝有電極的特殊膜器。清洗劑的選擇決定於污染物的類型和膜材料的性質。
在清洗方案的選擇中,應考慮以下因素:清洗設備的要求, 膜的類型和清洗劑的相容性,系統的結構材料,污染物的鑒定,使用過的清洗液的排放條件及由此造成的影響。
⑶ 中空纖維超濾膜濾芯過濾特點與應用
超濾膜組件特點:
1、殼體採用抗沖擊的ABS料,承壓能力在內16KG以上,並且壁厚容加厚1mm,完全可承受進水可能出現的各種壓力沖擊,確保在沖擊水壓下不會出現破裂現象,避免了超濾膜在使用的過程中長期受壓,材質產生蠕變引起漏水。
2、每一支HUF90膜裝填1400根膜絲,長度加長100mm,增大了15%的膜面積,有效膜面積高於國內任何一家的同種規格的產品。提高了產水量。
3、端蓋為半球凸出結構,與傳統的端面平面結構相比,使進水在端面膜絲的分布更均勻,並且壁厚加厚1mm,確保在沖擊水壓下不破裂。
4、殼體與螺紋套之間的粘接選用法國進口膠水粘接,粘接長度加長了,連接間隙均勻一致。在使用過程中不會出現漏水,脫膠現象,並且完全達到衛生標准。
⑷ 好氧池和沉澱池裡的絲狀菌怎麼能將它滅死
參考絲狀菌在污水處理中的控制和應用文獻,絲狀菌是活性污泥的骨架,和菌膠團保持適當的比列關系,不曝氣會同時破壞其他微生物活性,投加葯劑也是同樣問題,只會導致整個生物系統惡化,具體可參考此類文獻。
⑸ 中空纖維超濾膜濾芯過濾特點與應用
1.
聚丙烯中空纖維膜介紹
聚丙烯中空纖維膜(pp)是國際上最新一代膜分離材料。與聚碸、醋酸纖維素類等其它超濾膜相比,具有強度高、耐酸鹼、耐細菌腐蝕、耐溫性能好、表面非極性、抗污染能力強、微孔均勻、單位面積通量大等優點。
2.
膜的強度高:
由於聚丙烯中空纖維膜的制備方法採用的是「熔融擠出、拉伸成型」的制膜方法,聚丙烯大分子規則取向,因而膜的強度高,在高強度曝氣和定期的化學清洗過程中,膜不容易斷裂。
3.
膜的化學穩定性能好:
聚丙烯中空纖維膜生產過程中,沒有投加任何添加劑和致劑等,因而化學穩定性能好,可以採用強酸或者強鹼清洗。可以採用含氯消毒劑清洗,以清除膜表面的大量微生物污染。化學清洗後的流量回復性好。
4.
騰祥膜主要性能指標
膜材質:pp聚丙烯
外徑:500μm
膜壁厚:40~50μm
膜孔徑:0.1~0.2μm
透氣率:>7.0×10-2(cm3/cm2?s?cmhg)
縱向強度:120
mpa
孔隙率:40~50%
出水濁度:<0.2ntu
設計通量:三層式1.0~1.2t/d
膜絲面積:
三層式11m2/片
操作負壓
-0.01~
-0.03
?
騰祥pp中空纖維微濾膜性能參數:
1.
膜材料:
poly-propylene(pp)
2.
微孔直徑:平均
0.2
μm
3.
中空纖維膜內徑/壁厚:
320/40
μm
4.
膜斷裂強度:120mpa
?txm-mbr-8-pp膜組件(
pp中空纖維微孔膜)技術參數
1.膜面積:
8
m2
2.正常工作壓力:
-0.01
–
-0.04mpa
3.合適的污泥濃度mlss(mg/l):
8000-12000
mg/l
4.工作方式:
工作12mins,停
3mins
5.設計處理能力:
1.0-1.5
m3/d/片
6.設計工作時間:
大於
3年
?
txm-mbr-8-pp膜組件技術特點
1、
採用機械強度高的聚丙烯中空纖維微孔膜製造,能夠耐受大氣量的曝氣,不易出現斷絲現象。
2、
具有獨特的膜編織結構,在使用過程中,膜的根部整體運動,不易出現膜絲因抖動疲勞而斷絲。
3、
單件化設計,易於模塊化的組裝和維護。
⑹ 請問絮絨體疏鬆,絲狀菌數量為+ 游離細菌少,的污泥質量及運行情況是什麼求解啊!
食品防腐劑種類和2007年3月26日的范圍,在周一早上3點41
中國
中國食品防腐劑種類 BR>
范圍
中國
中國苯甲酸,苯甲酸鈉
碳酸飲料,低-salt醬菜,醬油,蜜餞,葡萄酒,果酒,糖果,醬油,食醋,果醬(不包括罐頭),果汁(味的)飲料,食品行業濃汁裝瓶塑料。
中國
山梨酸和山梨酸鉀
中國
除上述外,還包括魚,肉,蛋,禽類產品,水果,蔬菜類保鮮,膠原蛋白腸衣,果凍,氫化植物油,干魚製品,即食豆製品,糕點,餡料,麵包,蛋糕,月餅,瞬間海蜇,乳酸菌飲料。
中國
丙酸鈣
濕面製品(部分,餛飩皮),麵包,醋,醬油,糕點,豆製品。
中國丙酸
蛋糕,楊梅罐頭的過程。
中國對羥基苯甲酸丙酯
新鮮水果和蔬菜,醋,碳酸飲料,果汁(味)型飲料,果醬(不包括罐頭)醬油,醬油,調味汁,糕點餡,蛋黃餡。
中國
脫氫乙酸
腐乳,醬菜,果汁橙漿。
中國雙乙酸鈉
麥片,速溶豆製品。
中國二氧化碳
碳酸飲料,汽油和酒精。
中國乳鏈菌肽
罐頭,植物蛋白飲料,乳製品,肉製品。
中國
過氧化氫
原料奶的保存(僅限黑龍江,內蒙古中使用),袋裝豆腐。
中國一種天然食品防腐劑
中國
根據不同的天然食品防腐劑的來源,可分為:微生物來源動物,植物,礦物提取物和天然有機化合物。
微生物源天然食品防腐劑 - 由微生物產生的抗菌物質。抗菌物質被細菌稱為細菌素,它是一種肽(抗微生物肽)或多肽與糖和脂質復合物制備。酵母和絲狀真菌肯定的:有一類嗜殺酵母的性質在其成長過程中可以分泌體外的蛋白質 - 殺手毒素殺與家人和親戚的酵母。食(葯)用菌:一些食物(葯物)服用某些代謝產物在食物腐敗菌抑制。真菌,放線菌:從巨麴黴獲得的小分子量的鹼性蛋白質,以抑制絲狀真菌的生長。溶菌酶,乳酸鏈球菌素是微生物源防腐劑。
動物源天然食品防腐劑 - 品種較多,主要是魚精蛋白和組蛋白甲殼素殼聚糖,即蜂膠脫乙醯化。
植物天然食品防腐劑 - 天然植物存在於自然界中的許多生理活性物質,具有抗菌作用。天然食用植物等植物香料,葯材等。主要有:生薑提取物,銀杏葉提取物,肉桂提取物,丁香提取物,而迷迭香提取物,紅曲提取物,甘椒提取物,辣椒提取物具有較強的殺菌作用。
礦物提取物 - 從岩鹽的礦物岩鹽層中具有抗菌作用的物質萃取。保存可用於水果和蔬菜。
天然有機化合物 - 可以在有機化合物的許多天然食品保鮮技術被應用。例如甘氨酸,葡糖胺鹽酸鹽。
⑺ 請問生物泡沫的產生和非絲狀菌的過度生長以及EPS過高有什麼關系
也會~!菌類在過度繁殖的時候會產生某些不可預知的事情,實際上 任何生物在繁殖的時候都會有繁殖液體產出,而且菌類互相之間喜歡打架,你打我下,我打你下,打的對方都口吐白沫,所以會產生泡沫,其實 都在打架。。唉沒警察真可怕,都是流氓,小混混的主~!
⑻ 如何減輕膜污染及處理污染的膜
1、概述
通常所說的膜污染是指在MBR運行過程中,細胞混合液中的微生物菌群及其代謝產物、固體顆粒、膠體粒子、溶解性大分子等由於與膜存在物理化學作用、機械作用而引起在膜表面或膜內孔吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞,使膜產生透過流量和分離特性的不可逆變化的現象[1]。
膜污染根據污染物與膜的作用性質和來源可分為物理污染、化學污染、微生物污染三種。物理污染指原水中的大顆粒無機物(如常見的碳酸鈣和硫酸鈣,還有硫酸鋇、鍶及硅酸等結垢性物質)和部分難降解的大分子有機物、未溶解的蛋白顆粒等在膜表面沉積而形成濾餅的可逆性膜污染;化學污染指細菌胞外聚合物EPS、溶解性有機物及蛋白、多糖類粘性物溶解形成的微細膠體等物質在膜表面與膜發生了不可逆的相互作用而形成的無法消除的膜孔變小和堵塞;微生物污染是由微生物及其代謝產物組成的粘泥(腐殖質、聚糖脂、微生物代謝產物)分層附著於膜表面,易造成膜不可逆阻塞的污染[3]。
從形態上對膜污染進行分類,使我們能更好地理解膜污染形成的空間層次。通常,膜污染從形成的形態上分為膜面凝膠層、污泥層和膜孔堵塞三種污染類型。膜面凝膠層污染(即濾餅),主要是水透過後被載留下來的部分活性污泥、膠體物質和部分濃縮的溶解性有機物,在過濾壓差和透過水流的作用下,堆積在膜表面而形成的可逆性膜面污染。這類污染在閉端膜過濾中佔有很大的比重(約80%~90%),且發展迅速,是膜污染水力控制的主要對象。污泥層污染是由膜表面滋生的大量的微生物及其代謝產物組成的粘泥(粘性多糖類、多肽類和蛋白質分子等),在過濾膜表面形成的一層生物膜而造成膜通量減小的污染。膜孔堵塞污染主要是溶解性大分子有機物質(多為低分子量的肽類),如溶解性微生物產物(SMP)和胞外聚合物(EPS)透過凝膠層,被膜孔內表面吸附或結晶,從而堵塞孔道,使膜通量減少的一種不可逆污染,此類污染一般發展較為緩慢。一般來說,膜污染是由上述三種形態共同構成的,膜表面污泥層的沉積,凝膠層的增厚和膜內表面微生物的滋生是膜污染的主要原因,其中污泥沉積是膜污染的主要構成部分,而污泥顆料在膜表面沉積與否,與膜面液體錯流流速、膜通量和污泥濃度等MBR運行條件密切相關。
2、膜污染的影響因素
盡管目前在膜污染機制方面還沒有達成共識,但對不同的具體環境下膜污染影響因素可歸納為以下3個方面:微生物特性、運行條件與膜自身的結構性質,如圖1-3所示,這些都會直接影響膜污染。
圖1-3 膜污染影響因素
Fig.1-3 Influencing factor of membrane fouling
2.1微生物特性
生物反應器中污泥質量濃度(MLSS)對膜通量有顯著影響。Fane等[2]早在1981年就報道膜污染與MLSS呈線性增長的關系,而後Shmizu等[23]研究發現,通量的下降同MLSS 的增加呈對數關系的。另一些研究者卻認為污泥質量濃度本身並不影響過濾特性,真正的影響因素是污泥的特性、顆粒大小、表面電荷等[1]。
新近的研究發現微生物代謝產物包括胞外聚合物(EPS)和溶解性微生物產物(SMP)對膜污染有重要影響。EPS和SMP主要是微生物細胞分泌的黏性物質,成分復雜,包括多糖、蛋白質、脂類、核酸等高分子物質。一些學者認為EPS質量濃度與膜污染呈線性關系的,EPS減少40%,濾餅的流體阻力也相應地減少40%。WontaeLee等發現膜污染與蛋白質比例呈正比,同時蛋白質的表面特性能影響微生物絮體的表面特性[4]。近年來,以SMP為主要成分的溶解性物質對膜污染的影響越來越引起人們的重視。分置式膜-生物反應器中,循環泵產生的剪切力對污泥絮體有較強的破壞作用,致使污泥絮體釋放出大量的SMP等溶解性物質,從而增加了膜污染,形成了很大的膜過濾阻力。Wisniewski C等用微濾膜過濾城市污水處理廠的污泥,考察不同膜面流速下污泥粒徑分布和溶解性物質對膜污染的影響時,得出了溶解性物質引起的膜污染幾乎構成了50%的膜過濾阻力[5]。
2.2運行條件
在一體式MBR中,曝氣有兩個作用:一是提供微生物所需的氧氣,二是產生錯流速率,減少膜面污泥層的形成。Hong S.P觀察到在較高曝氣量下產生的剪切力會加快污染物脫離膜的運動速度,並指出有臨界曝氣量存在。當超過它時,通量增加就不明顯,而且太大的曝氣量會提供過量的溶解氧,不利於反硝化作用[6]。Ueda等報道降低曝氣量可能會增加膜過濾壓差(TMP)作用,在短期運行中,降低曝氣量可能會使初始通量恢復,但長期運行時,較低曝氣量會導致混合液污染物質在膜面上的快速累積[7]。水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)都不是直接引起膜污染的因素,只是二者的變化會引起反應器內污泥特性的改變,從而間接的對膜污染產生影響。
間歇出水可以有效地減少污染物在膜表面的沉積,在反應器的空曝氣階段,由於對料液的抽吸作用消失,膜表面的污染物質向主體料液中的反向運動佔主導因素,氣液兩相流可以將已經沉積在膜表面的污染物質剪切下來,從很大程度上改善膜污染狀況。空曝氣時間越長,緩解膜污染的效果越好,但這樣會引起膜利用率的下降和運行費用的升高,因此必須根據具體的情況綜合考慮經濟性的因素確定最佳的出水和空曝氣的時間比。
2.3膜的結構和性質
膜的性質包括膜的材質、孔徑大小、孔隙率、粗糙度、疏水性等,這些都會直接影響膜污染。膜孔徑對膜污染的影響與進水的顆粒大小有關,目前大多數的MBR工藝採用011~014μm的膜孔徑,完全截留以微生物絮體為主的活性污泥。Shimizu等研究了膜生物反應器中膜孔分布在0.01~1.6μm 的一系列膜的過濾性能,結果表明孔徑分布在 0.05~0.2μm的膜具有最大的通量[8]。常採用的膜材料有陶瓷和聚合物,陶瓷膜機械性能好,壽命長,由於製造成本較高,工程中使用較多的是聚合物膜。Choo等研究結果表明在同樣運行條件下,聚偏氟乙烯膜的污染趨勢明顯小於聚碸膜、纖維素膜,而且膜孔徑在0.1μm附近時混合液對膜的污染趨勢最小[9]。膜材料的憎水性對膜污染有很重要的影響,ChangI S等比較了憎水性超濾膜和親水性超濾膜,得出憎水性超濾膜膜面更容易吸附溶解性物質,表現出更大的污染趨勢[10]。
Shoji等研究表明,膜表面粗糙度的增加使膜表面吸附污染物的可能性增加,但同時也增加了膜表面的擾動程度,阻礙了污染物在膜表面的沉積。因此,粗糙度對膜通量的影響是兩方面因素綜合作用的結果,可通過在膜表面形成動態膜來減小膜表面粗糙度,從而改善膜污染。
3、膜污染的控制方法
根據上文所提到的膜污染影響因素,目前國內外膜污染控制方法的研究主要從以下幾個方面入手:
3.1 改善混合液特性
一方面,可以在工藝中增加相應的預處理組件,如預過濾去除膠體、固體懸浮物及鐵銹等或改變溶液pH值等,以除去一些能與膜相互作用的溶質。另一方面,改善影響膜污染的污泥特性參數MLSS的可濾性和控制MLSS的濃度。改善MLSS的可濾性可以在混合液中投加絮凝劑如PAC,不僅可使混合液內的COD迅速降低,減輕膜的負擔;還有助於污泥絮體相互聚集而形成體積更大、強度更高、黏性更小的污泥絮體,從而有效的減小EPS含量,提高混合液的可濾性、改善泥水分離性能、減緩濾餅層的形成。羅虹、顧平等[11]在投加粉末活性炭對膜阻力的影響研究中表明粉末活性炭具有改善混合液的性質和膜表面泥餅層結構的作用,投加粉末活性炭是提高和維持膜通量的有效途徑,並且可以降低運行費用。趙英、於丹丹等[12]在PAC投加量對MBR混合液性質及膜污染的影響中1g/L的PAC投加量足以改善混合液性質和減緩膜污染速率,投加量2g/L時反而回引起不可逆污染,加劇膜污染。目前有關活性炭粒徑大小對膜污染的影響的報道比較少,有待進一步研究。
較高的污泥濃度可提高生物反應器的容積負荷,但混合液中過多的固體物質和溶解性代謝產物(SMP)容易在膜表面沉積,導致過濾阻力增加和膜通透量降低。相反,當污泥濃度太低時,微生物對SMP的吸附和降解能力減弱,使得混合液中的SMP濃度增加,從而容易被膜表面吸附形成凝膠層,導致過濾阻力增加,膜通量下降。張軍[13]等研究表明,復合型MBR能維持較低的懸浮生物量濃度且保證高生物總量,從而有效地減緩膜過濾阻力的上升和膜堵塞.
生物強化技術(Bioaugmentation)又稱生物增強技術,是通過向廢水處理系統中投加篩選的優勢菌種和基因重組合成的高效菌種,以強化原處理系統中生物反應的能力,達到對某一種和某一類有害物質的去除或某方面性能的優化目的,龐金釗等[14]在用MBR處理洗車廢水過程中發現難降解有機物在反應器內累積,混合液的COD比進水COD高幾倍,投加優勢菌種來實現對難降解物的去除,能夠有效減輕膜截留形成的膜污染。生物強化技術不僅可以促進對目標物的降解而且某些特定菌的投加還能抑制絲狀菌膨脹,降低污泥產量和污泥黏度。投加EPS黏性小的優勢菌,可以減緩膜污染。
3.2 優化膜生物反應器的運行條件
控制合理的曝氣強度和抽吸時間可以有效地減少顆粒物質在膜面的沉積,減緩膜污染。膜面沉積層的去除效率可以通過提高空氣流率或曝氣強度來提高,而空氣流率對沉積層的去除效率又受到流速標准差的影響,亦即空氣流的紊流程度的影響[15]。通常曝氣強度越大,膜面流速越高,但N.Devereux[16]等發現,膜面流速的增加使得膜表面污泥層變薄,有可能造成不可逆污染,因此控制合理的曝氣強度可以有效的減緩膜污染。如果膜面沉積較嚴重,應該停止出水進行空曝,空曝是去除膜面沉積層的有效方法之一。除了控制合理的曝氣強度外還包括錯流過濾、定期的反沖或反吹和控制混合液的溫度等措施。Magra和Itoh的實驗結果表明,溫度的變化會引起污水粘度的變化,溫度升高1℃可以使膜的通水量增加2%,但升高溫度會直接影響膜本身的壽命,同時對微生物的生長也產生影響,因此如果情況允許,膜生物反應器應盡量在常溫下運行[6]。
3.3 膜材料的選擇
膜的親疏水性、荷電性會影響到膜與溶質間的相互作用大小,通常應選用孔徑適合,孔隙率高,帶有負電,親水性的膜,自然憎水性的膜要進行膜面改性。膜面改性是在膜表面引入親水基團,或用復合膜手段復合一層親水性分離層,或用陰極噴鍍法在膜表面鍍一層碳[17]。J.Pieracci等研究表明,改性後的膜可以增加 25%的膜通量,減少 49%的生物污染[18]。目前,膜面改性和形成動態膜的防治技術應值得注意。
3.4 膜的清洗
盡管採用合理的設計、操作等措施減緩膜污染,但長期使用後膜表面還可能產生沉積和結垢,使膜孔堵塞,膜出水量下降,因此對污染膜進行定期的清洗是必要的。常用的方法有物理清洗、化學清洗、超聲波清洗以及上述方法的綜合技術。物理清洗的方法主要有空曝氣、高流速水沖洗、海綿球機械擦洗、反沖洗、反向脈沖和電泳等。化學清洗主要是酸洗和鹼洗,酸類清洗劑(常用濃硫酸和鹽酸等)可以溶解並去除礦物質和鹽類,而鹼洗(常用次氯酸鈉和氫氧化鈉等)可以有效地去除蛋白質等有機污染物及膜內微生物,一般兩者結合使用效果更好。超聲波能夠在清洗溶液中形成極大的擾動,並伴有強大的沖擊波和微射流,能與污染膜充分接觸和作用,較常規的物理清洗方法更好,能夠使膜通量恢復54%[19],與超聲波結合的化學清洗效果一般要優於常規化學清洗。採用曝氣清洗、超聲波清洗、NaClO鹼洗、HCl酸洗可有效地使污染膜的通量恢復。黃霞等[20]對污染膜進行物理和化學清洗試驗表明,常規物理清洗可使濾餅層大部分脫落,但對膜過濾性能的恢復效果較差,鹼洗對膜過濾性能的恢復作用顯著,這表明有機污染對膜阻力的貢獻最大。
3.5 其他
在膜過濾設計中,還應注意減少設備結構中的水流死角,以防止滯留物在此變質,擴大膜污染。為防止污泥在中空纖維絲間淤積,中空纖維膜應製成平板狀(而不是成束設計),然後組裝成矩形,且底部曝氣(兼有氣水劇烈沖刷膜表面的作用),這些都可有效地防止膜污染,延長膜的清洗周期[6]。如果膜長期停止使用(5d以上),在保養時需用0.5%甲醛溶液浸泡,膜的保養原則是保持膜的濕潤並針對膜的種類採取不同的方法,如聚碸中空纖維膜須在濕態下保存,並以防腐劑浸泡。更多污水處理技術文章請參考易凈水網資料庫http://www.ep360.cn/qita/。
在水資源日益短缺的今天,膜生物反應器作為一種新型的廢水處理技術,特別是在污水資源化的進程中,倍受國內外的普遍關注。但是膜污染仍然是影響膜生物反應器大范圍推廣的主要障礙之一,因此研究膜污染,研發抗污染的膜生物反應器是目前急需的。相信隨著膜污染機理及防治方面研究的不斷深入,膜質量的提高,膜污染控制方法的不斷完善,膜生物反應器將會更好地應用和推廣。
目前,有關投加粉末活性炭控制膜污染的研究和報道較多,但投加顆粒活性炭以及活性炭的投加量的文獻很少,本課題重點研究活性炭粒徑大小及投加量對減緩膜污染的影響,具有很強的實用意義,對控制膜污染、促進膜生物反應器的實際應用起到較重要的作用。
⑼ 在活性污泥處理工藝中,絲狀菌澎賬的原因及解決方法是什麼
正常的活性污泥沉降性能好,其SVI約為50—150之間為正常。
SVI=活性污泥體積/MLSS,當SVI>200並繼續上升時,稱為污泥膨脹
(1)絲狀菌繁殖引起的膨脹
原因:污泥中絲狀菌過渡增長繁殖的結果,絲狀菌作為菌膠團的骨架,細菌分泌的外酶通過絲狀菌的架橋作用將千萬個細菌凝結成菌膠團吸附有機物形成活性污泥的生態系統。但當絲狀菌大量生長繁殖,活性菌膠團結構受到破壞,形成大量絮體而漂浮於水面,難於沉降。這種現象稱為絲狀菌繁殖膨脹。
絲狀菌增長過快的原因:
a、溶解氧過低,<0.7—2.0mg/l
b、沖擊負荷——有機物超出正常負荷,引起污泥膨脹
c、進水化學條件變化:
一是營養條件變化,一般細菌在營養為BOD5:N:P=100:5:1的條件下生長,但若磷含量不足,C/N升高,這種營養情況適宜絲狀菌生活。
二是硫化物的影響,過多的化糞池的腐化水及糞便廢水進入活性污泥設備,會造成污泥膨脹。含硫化物的造紙廢水,也會產生同樣的問題。一般是加5~10mL/L氯加以控制或者用預曝氣的方法將硫化物氧化成硫酸鹽。
三是碳水化合物過多會造成膨脹。
四是pH值和水溫的影響,pH過低,溫度高於35度易引起絲狀菌生長。
解決辦法:
a、保持一定的活性污泥濃度,控制每天排除污泥的凈增量,控制迴流比。
b、控制F/M(污泥負荷)
調節進水和迴流污泥
c、保持污泥齡不變
Lo——進水有機物濃度;X——MLSS濃度;
Sr——迴流污泥濃度;Qw——迴流污泥量
d、污泥膨脹嚴重時投加鐵鹽絮凝劑或有機陽離子凝聚劑。
活性污泥膨脹的控制
發表時間:2006-2-17 10:59:00 作者:技術交流欄目 查看評論
摘要:從污泥膨脹產生的內在因素著手,分析絲狀菌過量繁殖的原因,針對幾種常見的活性污泥工藝提出解決方案和思路。
關鍵詞:絲狀菌污泥膨脹 選擇池 活性污泥工藝
污泥膨脹問題是活性污泥自產生以來一直伴隨並常常發生的一個棘手的問題。其主要特徵是:污泥結構鬆散,質量變輕,沉澱壓縮性能差;SV值增大,有時達到90%,SVI達到300以上;大量污泥流失,出水渾濁;二次沉澱難以固液分離,迴流污泥濃度低,有時還伴隨大量的泡沫的產生,無法維持生化處理的正常工作。污泥膨脹是生化處理系統較為嚴重的異常現象之一,它直接影響出水水質,並危害整個生化系統的運作。
污泥膨脹的發生率是相當高的,在歐洲近50%的城市污水廠每年都會有不同程度的污泥膨脹發生,在我國的發生率也非常高。基本上目前各種類型的活性污泥工藝都會發生污泥膨脹。污泥膨脹不但發生率高,發生普遍,而且一旦發生難以控制,通常都需要很長的時間來調整。針對污泥膨脹,各方面的理論很多,但並不完全一致,甚至有很多相互矛盾,這給水處理工作者造成很大的麻煩。本文將從污泥膨脹的內在因素著手,整理出幾種較為成熟且有普遍意義的觀點,並歸納一下污泥膨脹控制的一般方法。
1、 污泥膨脹的原因
污泥膨脹分為絲狀菌膨脹和非絲狀菌膨脹。非絲狀菌膨脹主要發生在廢水水溫較低而污泥負荷太高的時候,此時細菌吸附了大量有機物,來不及代謝,在胞外積貯大量高粘性的多糖物質,使得表面附著物大量增加,很難沉澱壓縮。而當氮嚴重缺乏時,也有可產生膨脹現象。因為若缺氮,微生物便於工作不能充分利用碳源合成細胞物質,過量的碳源將被轉彎為多糖類胞外貯存物,這種貯存物是高度親水型化合物,易形成結合水,從而影響污泥的沉降性能,產生高粘性的污泥膨脹。非絲狀菌污泥膨脹發生時其生化處理效能仍較高,出水也還比較清澈,污泥鏡檢也看不到絲狀菌。非絲狀菌膨脹發生情況較少,且危害並不十分嚴重,在這里就不著重研究。
絲狀菌膨脹在日常實際工作中較為常見,成因也十分復雜。影響絲狀菌污泥膨脹的因素有很多,但我們首先應該認識到的是活性污泥是一個混合培養系統,其中至少存在著30種可能引起污泥膨脹的絲狀菌。而絲狀菌在與活性膠團系統共生的關系中是不可缺少的一類重要微生物。它的存在對凈化污水起著很好的作用。它對保持污泥的絮體結構,保持生化處理的凈化效率,及在沉澱中起著對懸浮物的過濾作用等都有很重要的意義。事實也證明在絲狀菌與菌膠團細菌平衡時是不會產生污泥膨脹,只有當絲狀菌生長超過菌膠團細菌時,才會出現污泥膨脹現象。
1、污泥負荷對污泥膨脹的影響
一般認為活性污泥中的微生物的增長都是符合Monod方程的:
式中X----生物體濃度,mg/L;
S----生長限制性基質濃度,mg/L;
μ----生長限制性基質濃度,mg/L;
KS-----飽和常數,其值為μ=μmax/2時的基質濃度,mg/L;
μmax-----在飽和濃度中微生物的最大比增長速率,d-1
研究證明大多數的絲狀菌的KS和μmax值比菌膠團的低,所以,按照以上Monond方程,具有低KS和μmax值的絲狀菌在低基質濃度條件下具有高的增長速率,而具有較高KS和μmax值的菌膠團在高基質濃度條件下才占優勢。同樣認為低負荷對於絲狀菌生長有利的理論還有表面積/容積比(A/V)假說。這里的表面積和容積,是指活性污泥中微生物的表面積與體積。該假說認為伸展於絮凝體之外的絲狀菌的比表面積(A/V)要大大超過菌膠團細菌的比表面積。當微生物處於受基質限制和控制的狀態時,比表面積大的絲狀菌在取得底物方面要比菌膠團有利,結果在曝氣池內絲狀菌就變成了優勢菌。
低負荷易導致污泥膨脹這一觀點無論是在實際運行中還是在理論上都有了較為成熟的解釋。但在我國,通常生化反應的負荷設計都是較高的,的大量污泥膨脹卻是在高負荷條件下發生的,這引起了人們對該理論的懷疑。事實上,在高負荷條件下的污泥膨脹往往是由於供氧不足、曝氣池內DO濃度降低引起的。我們下面就針對溶解氧DO對於污泥膨脹的影響。
2、溶解氧濃度對污泥膨脹的影響
微生物對有機物的降解過程實質上就是對氧的利用過程。溶解氧在活性污泥法的運行中是一個重要的控制參數,曝氣池中DO濃度的高低直接影響著有機物的去除效率和活性污泥的生長。低DO濃度一直被認為是引起絲狀菌污泥膨脹的主要因素之一。絲狀菌由於具有較大的比表面積和較低的氧飽和常數,在低DO濃度下比絮狀菌增殖得快,從而導致絲狀菌污泥膨脹。根據各方面的研究反應,DO對於污泥膨脹影響的的臨界值並不確定。DO濃度的要求是與污泥負荷息息相關的,負荷越高,則對應的臨界值就越大。這一值的確定與工藝選擇、池型及進水類型都有著密切關系,必須根據實際情況結合實驗才可以得出。
3、其它方面對污泥膨脹的影響
1) 污水種類
污水種類對污泥膨脹有著明顯的影響。通常來說,那些含有易生物降解和溶解的有機成份,特別是低分子量的烴類、糖類和有機酸類等類型基質的污水易引起污泥膨脹,例如釀酒、乳品、石化和造紙廢水等。
2) 營養成分的不3) 均衡
當污水中N、P不足時,易引起污泥膨脹的發生。通宵認為,N、P的合適比例為BOD5:N:P=100:5:1。很多研究表明許多絲狀菌對營養物質N、P有著較強的親和力,這可能就是缺乏營養物質導致污泥膨脹的原因。
4) pH值與溫度
一般認為pH偏低易引起絲狀菌的大量繁殖。而溫度的對絲狀菌的影響也是很普遍的。例如,冬天Microthix parvicella在絲狀菌群中占優勢,而溫暖季節時Nocardia form,0041型或Nostocoida limnicda較易大量繁殖。
另外污水在進水處理系統前的早期厭氧消化產生的有機酸和硫化氫也可能導致污泥膨脹的發生。硫磺菌的的貝氏硫菌、硫絲菌等能從硫化氫氧化中獲取能量。而這么細菌以非常長的絲狀性增殖,有時能長達1厘米,從而導致污泥膨脹的發生。
2、 污泥膨脹的一般解決辦法
第一類:應急措施
適用於臨時應急,主要方法是投加葯物增強污泥沉降性能或是直接殺死絲狀菌。投加鐵鹽鋁鹽等混凝劑可以直接提高污泥的壓密性保證沉澱出水。另外,投加一些化學葯劑,如氯氣,加在迴流污泥中也可以達到消除污泥膨脹現象。投加過氧化氫和臭氧也可以起到破壞絲狀菌的效果。
採用這種方法一般能較快降低SVI值,但這些方法並沒有從根本上控制絲狀菌的繁殖,一旦停止加葯,污泥膨脹現象可以又會卷土重來。而且投葯有可能破壞生化系統的微生物生長環境,導致處理效果降低,所以,這種辦法只能做為臨時應急時用。
第二類:改善生化環境
污水廠發生污泥膨脹的時候,一般無法從工藝流程、池型和曝氣方式的改變來解決,只能在正在運行的流程基礎上通過改變生化池內的微生物生長環境來抑制或消除絲狀菌的過度繁殖。在不同的工藝和水質的情況下,很難有一個放之四海而皆準的解決方案。但生化工藝常遇見的幾種應該注意的問題必須加以注意。
1) 污水性質的控制
首先應該檢查和調整pH值,當pH值低於5以下時,不僅對污泥膨脹會有利,而且對正常的生化反應也會有一定的危害,所以當pH值偏低時應及時調整。另外在北方寒冷地區一定應注意冬季時的水溫,若水溫偏低應加熱,因為低溫也會導致污泥膨脹的發生。採用鼓風曝氣能有效的在冬季較高的水溫。
當污水中營養成份不足或失衡時,應補充投加。N、P含量應控制在BOD:N:P=100:5:1左右。
若污水處理生化系統前已有消化現象的發生,產生的低分子有機酸將有利於絲狀菌的生長,這時可以對廢水在調節池內預曝氣來加以改善。一般採用空氣擴散器向3-5米有效水深的調節池曝氣,供氣量可以控制在0.5-1.0m3/廢水米3·小時。它能使調節池的廢水保持新鮮,並有效防止由於厭氧所會帶來的臭氣。
2) 保持池內足夠的溶解氧對於高負荷的生化系統特別重要,3) 一般至少應控制DO>2毫克/L。
4) 沉澱池內的污泥應及時排出或迴流,5) 防止其發生厭氧現象。若發生厭氧現象,6) 產生的各種氣體吸附在污泥上,7) 也會使污泥上浮,8) 沉降性能變差。而9) 且發生厭氧的污泥迴流也會引發絲狀菌的大量繁殖。這種情況時除排泥和清除沉澱池內的死角,10) 並縮短污泥在池內的停留時間外,11) 還應提高曝氣池DO值,12) 使出入沉澱池的水保持較的溶解氧,13) 或者在污泥迴流進入生化池前曝氣再生。如左圖所示。
在解決了以上問題後,如果污泥膨脹現象仍得不到控制,就得根據實際情況加以分析,下面針對幾中常見的工藝提出一些指導性的方法,供污水處理工作者參考。
A. 高負荷活性污泥工藝
目前國內對活性污泥工藝的設計通常採用中等負荷(0.3KgBOD5/(kgMLSS·d)),而在實際中人們從經濟角度考慮總是採用較高的負荷,所以高負荷下的污泥膨脹在中國具體較為廣泛的意義。在高負荷情況下,最常見的是DO不足,所以先採取提高氣水比,強化曝氣,在推流式曝氣池內首端採用射流曝氣等方式,觀察一段時間,找出問題的所在。
如果在以上措施採取後一段時間情況仍無好轉,則可考慮在曝氣池頭部加設軟填料。這一部份對於有機酸去除率很高,從而去除絲狀菌的生長促進因素,幫助絮狀菌生長。這個方法比較有效,但造價較高,且對以後的維修管理造成不便。或者在曝氣池前設置一個水力停留時間約為15min的選擇器,一般能很有效的抑制絲狀菌的生長。
對於間歇式進水的SBR工藝來說,反應器本身是完全混合式的,而且在時間上其污染物的基質就存在濃度梯度,所以無需再另設選擇器。通常間歇式SBR工藝產生污泥膨脹的原因是,污泥濃度過高,而進水有機物濃度偏低或水量偏小而導致污泥負荷偏低。對於這種情況,降低排出比,提高基質初始濃度,並對SBR強制排泥,一般就能夠對污泥膨脹現象進行有效的控制。而對於連續進水的SBR如ICEAS和CASS等工藝如果發生污泥膨脹的話,就有必要在進水端設置一個預反應區或生物反應器了。
B. 低負荷活性污泥工藝
低負荷活性污泥工藝曝氣池內基質濃度較低,絲狀菌容易獲得較高的增長效率,所以是最容易產生污泥膨脹。除了在水質和曝氣上想辦法外,最根本和有效的是將曝氣池分成多格且以推流方式運行,或增設一個分格設置的小型預曝氣池作為生物選擇器,在這個選擇器內採用高污泥負荷,吸附部分有機物並消除有機酸。這個辦法不但有助於抑制污泥膨脹,並能有效的改善生化處理效果。在曝氣池內增加填料的方法也同樣在低負荷完全混合工藝中適用。
對於A/O和A2/O工藝可通過在在好氧段前設置缺氧段和厭氧段以及污泥迴流系統,使混合菌群交替處於缺氧和好氧狀態,並使有機物濃度發生周期性變化,這既控制了污泥膨脹又改善了污泥的沉降性能。而交替工作式氧化溝和UNITANK工藝等連續進水的系統因為其本身在時間和空間上就有了實際上的「選擇器」,所以對污泥膨脹有著效強的控制能力。如果這兩種工藝發生污泥膨脹,則可通過調整曝氣控制溶氧量和控制迴流污泥量來調節池內的污泥負荷及DO,通過一段時間的改善,一般能夠控制住污泥膨脹現象。
3、 總結
總的來說,污泥膨脹由於絲狀菌的種類繁多,且生長適宜的環境也不盡相同。在不同工藝不同水質的情況下,微生物的生長環境非常微妙,這就要求發生污泥膨脹時,需要水處理工作者根據實際情況作大量切實的實驗和分析,大膽實踐,才能解決污泥膨脹問題。這里對本文觀點作一個總結。
絲狀菌是生長處理微生物中不可缺少的一部份。污泥膨脹現象在於絲狀菌的過度生長,消除污泥膨脹的根本在於使絲狀菌與活性污泥菌膠團平衡生長;完全混合式較推流式更產生污泥膨脹,低污泥負荷較高污泥負荷易易產生污泥膨脹;進水水質在水溫、pH、營養成份及是否有處理前的消化反應等方面是處理污泥膨脹應該首先考察的問題;高負荷下的污泥膨脹一般在於溶氧不足;低負荷下的污泥膨脹採用生物選擇器是行之有效的辦法。由於絲狀菌的多樣性,關於污泥膨脹的理論解釋和實際報道仍有很多不盡一致,大膽實踐不斷總結並和同行廣泛交流,才能更快找到行之有效地解決方法。
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⑽ 污水經過超濾後到厭氧到好氧生化就產生很多泡沫漫天飛舞無法消除造成COD超標,該用什麼辦法解決
可以投加消泡劑或者投加少量的柴油