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发布时间:2019-01-01热度:0
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  超滤膜通常是指不对称多孔膜,表面孔径在20~50 nm,可截留分子质量范围较宽,从数千到数十万u〔1〕。一般认为,超滤是一种筛孔分离过程,其中溶剂和小分子溶质透过膜被收集,而大分子溶质被膜截留成为浓缩液。超滤技术是一种低能耗、无相变的物理分离过程,它具有节能、无污染、操作方便和用途广泛等优点〔2〕。目前,超滤膜不仅广泛应用于分离、浓缩、纯化生物制品,提纯医药制品和食品工业等领域,而且在饮用水处理、处理、超纯水制备以及血液处理中也发挥着巨大的作用〔3, 4, 5〕。由于膜的截留作用,膜很容易受到污染,使膜的通透性下降,从而导致分离效率降低且影响膜的使用寿命。因此膜污染是制约超滤膜应用的重要原因之一。笔者结合国内外有关超滤膜污染的zui新研究进展对影响膜污染的因素进行了综述,并对今后超滤膜污染的研究方向进行了探讨。

  1 引起膜污染的物质

  不同水中含有不同的污染性物质,因此其对膜的污染也有所差别。研究表明,引起膜污染的物质主要有无机物、有机物、悬浮物和细菌等。

  1.1 无机物

  仅在无机离子的作用下,污染物对超滤膜的影响并不十分明显,但由于分离液体的复杂性,当其中存在有机物时,有机物和无机物之间的相互作用会对膜造成污染。研究发现,无机离子易被有机物联结,使无机物以及有机物的形态发生变化,从而加剧膜污染。Y. J. Chang 等〔6〕在用中空纤维超滤膜处理天然原水时发现,沉积在膜表面的物质多为铝、硅、钙和铁等物质。其认为溶解性有机物发挥了“黏合剂”的作用,将无机离子和膜表面连接起来。S. H.Yoon 等〔7〕进行了腐殖酸对纳滤膜膜通量影响的研究,发现钙离子存在下,可加快膜通量的下降。研究者认为,腐殖酸首先吸附或沉积在膜表面,然后钙离子将溶液和膜表面粘连,从而将溶液和膜表面的腐殖酸连接起来,加快了膜通量的下降。M. Kabsch-Korbutowicz 等〔8〕在对含腐殖酸以及钙盐的溶液进行超滤实验时发现,增加钙离子浓度,会使腐殖酸收缩并与金属离子生成络合体而阻塞膜孔。

  1.2 悬浮物

  悬浮物主要包括泥沙、黏土、大分子有机物、微生物、化学沉淀物、细菌等,悬浮物的粒径大约为0.001~100 μm。超滤时,大的悬浮物会沉积在膜表面,较小的悬浮物颗粒则滞留在膜孔中,更小的悬浮物颗粒在通过膜后会对后续的反渗透进一步造成影响。当有机物与悬浮物质混合时,其膜通量比只存在有机物时高,且随着悬浮物的增加,膜通量下降的速度减缓,原因可能是悬浮物吸附了有机质,减小了有机物与膜直接接触的机会,从而降低了膜污染〔9〕。

  1.3 有机物

  有机物是造成膜污染的主要原因,有机物的溶解性、亲疏水性、分子质量等对膜的污染都有影响。有关有机物的溶解性对膜污染的影响,国内外已有广泛的研究。F. Rogella〔10〕的研究表明,溶解性有机物是造成超滤膜污染的关键因素,特别是腐殖酸类有机物通过膜孔内部吸附以及膜表面拦截形成紧密的吸附层而使膜受到污染。C. F. Lin 等〔11〕通过研究也发现,腐殖酸类有机物是超滤膜的主要污染物,并且其羧基含量与膜污染成正比。H. A. Mousa〔12〕通过实验研究发现,实验初期腐殖酸首先在内孔中吸附,而引起孔道阻塞,然后在膜表面吸附形成滤饼层。董秉直等〔13〕在对黄浦江原水膜分离性能研究中发现,当浊度固定时,增加溶解性有机碳,会使膜过滤阻力迅速增加。

  针对有机物分子质量对膜污染的影响,国内外研究者投入了大量的精力。A. W. Zularisam 等〔14〕的研究表明,有机物分子质量对膜污染有很大影响。G. Crozes 等〔15〕的研究表明,小分子有机物尤其是粒径远小于膜孔径的有机物,是造成膜污染的主要因素。金鹏康等〔16〕的研究表明,有机物分子质量越小,膜表面污染越严重。

  国内外关于有机物亲疏水性对膜污染的影响研究数不胜数。A. W. Zularisam 等〔17〕的研究表明,有机物的亲疏水性与膜污染之间有很大关系。L. Fan等〔18〕将有机物分离成强疏水性、弱疏水性、极性亲水性和中性亲水性有机物,并考察了其对膜污染的影响。实验表明,中亲水性有机物是造成膜污染的主要因素。Jixiang Yang 等〔19〕的研究表明,引起膜污染的有机物主要是亲水性有机物。但J. A. Nilson 等〔20〕的研究却得到相反的结果,研究中发现,疏水性有机物是引起膜污染的主要因素,而亲水性有机物对膜通量的影响不大。Y. Chen 等〔21〕研究认为,引起膜通量快速下降的主要因素是大分子质量疏水性有机物。

  综上所述,引起膜污染的主要原因是有机物,但是水中存在的钙离子等无机离子能加速有机物对膜的污染,而悬浮物的存在能减缓有机物对膜的污染。因此要根据水中离子含量,综合考虑各种成分的相互作用,确定引起膜污染的主要因素,提出具有针对性的方案恢复膜通量。

  2 膜类型对膜污染的影响

  膜技术应用的关键是筛选合适的膜材料,不同材料、结构和孔径的膜具有不同的处理效果、产水通量、产水水质和使用寿命。膜材料的表面能、极性、荷电性、化学结构、亲疏水性等影响着膜污染。目前的膜材料主要是聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚砜、聚醚砜等。

  A. Drews〔22〕的研究表明,膜污染与超滤膜性质尤其是膜表面亲疏水性有很大关系。亲水性好的膜材料抗污染能力强。R. H. Sedath 等〔23〕通过添加阴离子、表面活性剂及表面氟化等方式提高膜表面亲水性,使膜污染得到明显降低。K. H. Choo 等〔24〕通过含氟聚合物、聚砜及纤维素3 种不同的膜材料,研究吸附在膜表面的物质的表面自由能的变化时发现,含氟聚合物的疏水性zui小并且造成的膜污染zui小。Guojun Zhang 等〔25〕在研究聚偏氟乙烯、聚丙烯腈和聚砜超滤膜处理污泥样品过程中的污染情况时发现,污染zui严重的是表面粗糙和疏水性强的聚砜膜。

  孔径分布窄的超滤膜的筛分作用较强,过滤性能优异,随着孔径的增加,膜通量会迅速提高,但是孔隙率增大,膜内吸附随之增强,膜污染加剧。膜孔的曲折率越小,膜通量就会越大。金康鹏等〔16〕通过研究发现,孔径小的超滤膜容易形成滤饼层从而降低膜孔内污染。由于污染物容易进入到孔径大的膜孔内部引起内孔污染,因此相对于孔径小的超滤膜,孔径大的超滤膜膜表面的污染物较少。

  3 操作条件对膜污染的影响

  超滤分离过程中操作压差、操作时间、操作温度、膜面流速等操作条件对超滤膜污染的影响不容忽视。适当的操作压力、较大的线流速能减缓滤饼层的形成,控制流体稳定性和在次临界流量条件下运行均可减缓膜污染。

  3.1 操作压差

  Xianghua Zhen 等〔26〕的研究表明,在超滤分离过程中,未受污染的膜,浓差极化作用可忽略,膜通量与压力成正比;随着过滤过程的进行,膜表面滤饼层逐渐形成而引起膜污染,并且随压力的增大,膜通量的增加变慢。沈飞等〔27〕的研究表明,在低于临界压力的条件下进行超滤操作有利于减缓膜污染。因此超滤时,应根据实验临界通量确定适宜的操作压差,以降低膜污染的速率。

  3.2 操作时间

  在超滤分离过程中,随着运行时间的延长,在浓差极化等作用下,膜表面会形成污染层并且堵塞膜孔,导致膜通量下降。因此需要根据水质状况、膜清洗状况等因素来确定运行周期的长短。

  3.3 操作温度

  赵立合等〔28〕的研究表明,温度变化会引起料液黏度改变,进而影响膜通量。随着温度的升高,料液黏度下降,扩散系数增加,从而降低了浓差极化的影响,有利于膜通量的增加。但是温度升高也会改变料液的其他性质,使料液中某些组分的溶解度下降,使污染加剧。研究表明,改变温度会影响膜面以及膜孔与料液中污染物的相互作用,使膜通量发生改变。

  3.4 膜面流速

  H. Ma 等〔29〕的研究表明,适当的膜面流速可使凝胶层变薄,阻力下降,从而减小浓差极化的影响,使膜通量提高。当膜面流速超过临界值后,浓差极化作用显著,剪切力增大,使得污染物变形而被挤入膜孔导致膜通量降低。改变料液的流动状态有助于提高膜的分离效率,因此应根据实际情况确定合适的膜面流速,有效地减弱浓差极化作用,提高膜的抗污染能力,从而提高膜分离效率同时延长膜的寿命。

  4 膜污染机理

  关于膜的污染机理目前研究中尚没有统一的理论,但普遍认为,从微观上膜污染是在范德华力以及双电层作用下的大分子污染物和膜表面以及大分子溶质间相互作用的结果。在范德华力和双电层的作用下,与膜表面带电性相同的污染物对膜的污染小,而带电性与膜表面相反的污染物对膜的污染严重。从宏观上讲,浓差极化使得某些溶质在膜表面的浓度超过其溶解度;同时水中微粒、胶体离子或溶质分子与膜发生物理化学作用,使膜的透水量下降。滤饼层是大量微粒在膜表面逐渐累积而形成的覆盖在膜表面的污染层,其会增加透过阻力,降低膜通量。膜的吸附是污染物与膜微观作用的结果,是造成膜污染的关键。膜孔堵塞是由于污染物在膜表面或膜孔内吸附或沉积造成的,其结果使膜孔窄化,导致膜通量下降。张国俊等〔30〕的研究表明,超滤除杂有3 种形式:(1)在膜表面的机械截留;(2)在膜孔中停留;(3)在膜表面及膜孔内吸附。膜污染是由无机物沉淀、有机物吸附、颗粒物沉淀和微生物黏附生长及其相互作用引起的。膜孔的堵塞机理如图 1 所示。

  

  图 1 膜孔的堵塞机理

  L. Seminario 等〔31〕的研究表明,膜孔堵塞是由于污染物沉积在膜的表面及吸附于膜孔内部引起的。N. Mugnier 等〔32〕在研究中发现,超滤膜清洗后仍有部分污染物存在,可能是由于污染物和内孔间存在相互作用而无法完全清除。钟冬平等〔33〕通过研究发现,膜污染主要是由浓差极化、膜孔滤饼层形成引起的可逆污染和阻塞、吸附引起的不可逆污染。

  5 展望

  超滤膜分离技术具有操作方便、节能、无相变、易实现规模化等优点,但膜易污染、通量易降低、操作弹性小的特点制约了膜的工业应用。因此应从以下几个方面进行研究:

  (1)深入研究污染物之间的相互作用,完善膜污染机理,确定不同污染物对不同膜的污染程度,为选膜和确定合理的操作条件提供理论依据。

  (2) 强化具有针对性及实用性且能够工业化的预处理的研究,找到更的预处理手段,减缓膜污染。优化操作条件,针对污染物的特性研究廉价的清洗技术和清洗剂。

  (3)改善现有膜材料,研究出强度高、亲水性强、抗菌、抗氧化、易清洗、寿命长的新型超滤膜。


  “珠海要做珠江西岸先进装备制造业发展的龙头。”据珠海市委宣传部部长崔旭明介绍,这是广东省委书记胡春华的要求。

  尽管论经济总量和装备制造业工业生产总值,珠海在珠江西岸都未拔头筹,但珠海显然将装备制造业当作自身发展的生命线。从一座拒绝了众多传统工业、重视软环境的城市,到一座布局海陆空装备制造的“硬”城市,珠海选择了不遗余力的招商引资,并且高标准地瞄准了“行业前五名或世界500强”。

  珠海VS佛山:装备制造的路径选择

  处于珠西经济带北部的佛山市,则属于另一种典型。佛山经信局副局长谢国高表示,在珠江西岸装备制造业产业带中,佛山产值大约占珠江西岸六市一区的一半左右,在相当多的行业里面,也引领整个珠江西岸。

  佛山2018年工业总产值超过6000亿元,拥有大量转型中和待转型的传统工业企业,也拥有不少装备制造企业,在陶瓷机械领域甚至发展至行业。

  工业基础各不相同的“六市一区”,对两种不同路径的交叉或者择一,更考验地方主政者的决策。

  珠海:布满装备制造的“硬”城市

  在中航通飞巨大开阔的车间里,一只巨大的机身正在装配,呈现出不同于成品的淡黄色。这架“半成品”正是预计明年上半年首飞的全球水陆两栖“蛟龙600”—从北京到广东,都对它寄予厚望。

  “都希望我们加紧进度完成装配。”中航通飞华南工业有限公司副总经理胡志安说到这里,露出一丝微笑。中航通飞的珠海基地约有600名研发人员,除了现有的装配,珠海基地希望在未来发展出研发和生产能力。

  胡志安介绍,珠海基地现有的4款涵盖了大、中、轻型通用产品,形成了完整的通用产品谱系。其中,引进的“西锐SR2X”已形成量产能力,预计“十三五”期间国内订单将达60架;“塞斯纳XLS”中型公务机去年交付了2架;国内首款自主知识产权的全复材公务机“领世300”已成功首飞,2018-2020年意向订单33架。公司掌握通用整机集成制造技术、先进复合材料制造技术等两项核心技术,在通用整机及复合材料零部件制造技术上处于国内水平,2018年实现销售收入3.2亿元。

  在广东省发出的《珠江西岸先进装备制造产业带布局和项目规划(2018-2020年)》(以下简称《规划》)中,通用航空装备的发展被确定为“以珠海市为主”,广东省对珠海的要求是,到2020年成为国内主要通用航空产业基地之一。

  珠海的航空产业园已引进近30个航空要素项目,总投资超150亿元,集聚了德国摩天宇发动机维修、亚洲的南航翔行训练中心、中航爱飞客航空俱乐部等产业。这一产业园也位列国家发改委批复的九大航空产业国家高技术产业基地和工信部批复的四大航空产业国家新型工业化产业示范基地。

  《规划》当中,以珠海市为主的还有“船舶与海洋工程装备”。珠海在这一领域交出的答卷甚至比航空要更丰厚一些。中海油、三一重工、玉柴船动等均已落户。尽管中海油目前放在珠海的仅为生产基地,但中海油基地团委书记孙海东表示:“我们入主珠海填补了广东海洋工程产业的空白,而且对产业形成整合能力。”三一重工的布局则“重”得多,三一重工将“港口装备板块”视为其未来发展的重要引擎之一,将在珠海产业园生产全系列的港口装备、工程船舶以及海洋工程装备,并建立了研究所。而在玉柴船动,“世界首台双燃料船用发动机今年6月在我们这里成功生产下线”,玉柴船动CEO胡学南对记者表示。

  中海油将启动深水海洋装备制造基地第二期,将于2018年投产;珠江钢管也启动了海洋装备(钢管)二期;巨涛投入6亿元正在进行扩产;奥派300多人的研发团队已扎在高栏港;高栏经济区引进战略合作者,并协助推进中海油海工与世界海洋工程公司美国福陆进行合作,巨涛公司和美国雪佛龙进一步加强合作。

  珠海的三年目标是,实现先进装备制造业总产值2018年达1900亿元、2018年达2300亿元、2018年达3000亿元。

  佛山:“内生式”长线生长

  橙色机械臂小心地吸起一只尚未装上手把的吉他,将它不规则的侧面又温柔地对准一只飞快转动的“轮子”进行抛光,一点一点调整方向。

  这是佛山顺德区的利迅达机器人。如今与ABB等机器人巨头合作的利迅达,早年并不生产机器人。终促使它在数年前“转行”的原因是,它自己需要一些打磨机器人,遍寻国内却不可得。

  这是装备制造“先行者”的故事,而这样的故事在佛山有很多,佛山市政府则希望通过自己的推动,更多企业能从装备需求者变为装备生产者。

  2018年5月以来,《佛山市工业转型升级攻坚战三年行动实施方案》、《佛山市加快推动用于生产过程的装备制造业发展工作方案》(以下简称“《工作方案》”)、《佛山行动方案》等三份方案相继推出。

  根据《工作方案》,为抢占先进制造产业先机,佛山将重点引进一批带动性强的先进装备制造龙头项目和一批“高、精、专”产业链配套项目,着力推动装备制造业向智能机器人、医疗器械、节能环保等先进制造业领域延伸。据统计,目前佛山市已引进装备制造业项目22个,计划投资总额195.71亿元,正在洽谈的还有38个重点装备制造业项目,计划投资额超过140亿元。

  佛山装备制造重点发展领域涵盖智能制造、节能环保、新能源、汽车制造、生产性服务业等,并以智能制造为引领,转变装备制造业发展模式。

  与顺德一样,佛山市大部分装备制造企业也依托现有传统优势产业而生,并为本地的企业服务和配套,上下游企业形成紧密衔接、良性互动的格局。

  借助传统制造业转型升级带动的巨大需求,佛山扶持利迅达、嘉腾等一批本地机器人企业快速成长,同时吸引瑞士ABB、日本安川、德国库卡和日本川崎重工等机器人巨头相继落户。

  “龙头”建设

  佛山市经信局副局长谢国高说,珠江西岸先进装备制造产业带,佛山是龙头。而佛山市市委常委、常务副市长黄志豪也向记者表示,佛山是珠三角的核心区域之一。

  2018年,佛山全市装备制造业实现规模以上工业总产值5168.26亿元,约占珠江西岸“六市一区”装备制造业总产值的一半—从规模上说,佛山提出的“万亿”总产值非常宏大。

  从数量上看,佛山工作母机优势突出,全市有规模以上“工作母机”类制造业企业313家,2018年上半年实现规模以上工业总产值469.47亿元。26家企业纳入省“工作母机”制造业现有骨干企业,陶瓷机械、塑料机械、木工机械、金属压力成形机械、印刷包装机械、玻璃机械等一批细分行业在。

  谢国高还表示,佛山陶瓷机械不但占有中国陶瓷机械85%的市场份额,并且也只有佛山能提供整线的装备。更重要的是,佛山在部分领域“赶超了意大利和西班牙,我们原先追赶的对象”。同时,陶瓷机械、塑料机械排名前五位的,有三家在佛山。

  与佛山“内生式”长线生长的行业积累与逐渐形成的优势不同,珠海致力引进的装备制造业公司,都是产业链上游的强势空降兵。除了已落户的中航通飞、中海油、中国中车(原中国北车)等,ABB珠海公司也即将开业。

  珠海的雄心是,到2025年建成“海洋工程装备制造基地”、“通用航空制造基地”和“中国南方智能装备制造基地”,发展成珠江西岸先进装备制造产业带重要增长极。

  此外是扶持自己的大型国企转型,数日前,珠海格力电器宣布,其自主研发的核电制冷“中国芯”——百万千瓦级核电水冷离心式冷水机组正式通过国家专家组鉴定,“该技术打破了核电制冷领域长期被欧美垄断核心技术的局面,格力具有完全的自主知识产权,填补国内核电制冷领域的一大空白”。董明珠更直接宣称,产值1400亿元的格力“已经是个装备制造企业了”。

  值得注意的是,无论珠海还是整个珠西,产业链仍然不足。玉柴船动CEO胡学南向时代周报记者表示,如果整个广东能有一批企业分工,那么整个集成的成本会很低。“目前广东主要给我们提供检测服务,模具制造、零部件生产这块目前没有公司能承担。”胡学南说。珠海市相关负责人对此则坦承,在过去的35年,珠海的确没有很好的制造业基础。

  产业链上,更受各地重视的是向研发等更“上游”的方向争夺。

  近年来佛山一直致力于打造公共研究平台,比如广工大数控研究院落户南海,由南海区政府在三年内分期投入1.2亿元建设,广东工业大学实施管理。研究院目前引进院士等国内外高端人才30余人,这一新型科研平台核心方向是精密装备、数控系统和机器人技术。其他还有广东三水合肥工业大学研究院、广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院等。

  珠海也动作频出。珠海清华科技园二期动工建设,同时进驻的还有清英智能电网研究院,该研究院将依托清华大学雄厚的研发实力,为珠海智能电网产业提供公共技术平台的支撑。三一海洋重工珠海研究院已形成160人的研发专家团队。

  三一海洋重工在珠海的野心不止于此,更向金融服务延伸。今年,保监会正式批准筹备在横琴注册成立久隆财产保险有限公司,其中三一集团以20%的控股比例成为该公司股东。这是珠海主打装备制造的保险公司,也被外界解读为中国家装备制造业的专业保险公司。

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  hbzhan内容导读:在城市污水和工业废水处理、工业污泥处理过程中,产生的污泥量约占总处理量的0.3%~0.5%(以含水率97%计)。污泥成分复杂,含有病原微生物、寄生虫卵及重金属等,必须进行适当的处理,才能避免对周围环境造成二次污染。目前大量未稳定处理的污泥已成为污水处理厂的沉重负担,如何将产量巨大、成分复杂的污泥进行妥善安全地处理,使其无害化、减量化、资源化,已成为深受关注的重大课题。

  1.1污泥处理现状

  20世纪90年代以后,城市污水处理厂发展迅速,一大批大型城市污水处理厂开始建设并相继投产。但是,近十年来由于没有严格的污泥排放监管,致使许多大中型城市出现污泥嗣城的现象,给生态环境带来隐患。目前,城市污水处理厂污泥处理费用仅占工程投资和运行费用的24%~45%。而发达国家的污泥处理费用占污水处理厂总投资的50%~70%。常用的污泥处理方法有:浓缩,污泥调理,厌氧消化,脱水。堆肥等处理技术。至于好氧消化,湿式氧化,消毒,热干燥,焚烧,低温热解等尚处于研究试验阶段。

  1.2污泥常规处理方法

  (1)浓缩

  污泥浓缩方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩。污泥浓缩后其含水率可降为95%左右,仍为液体流动状态。重力浓缩法储存污泥能力高,操作简单,是zui常用的污泥减容手段之一。

  (2)污泥调节

  污泥调节处理可降低污泥的亲水性和提高脱水效率,常用的调节方法有化学调节法、热力调节法。热力调节法和水冻一熔融法、投加惰性物质等方法处在试验研究阶段。

  (3)污泥脱水

  污泥脱水后的含水率一般可降至70%~80%.减少污泥的体积。常用的脱水方法有自然干燥和机械脱水两种目前常用的机械脱水机有真空过滤机、板框压滤机、带式压滤机和离心机。转鼓离心机和带式压滤机是近年

  (4)厌氧消化

  污泥厌氧消化是目前zui常用的污泥稳定处理工艺,有中温消化(32~C~35~c)和高温消化。随着技术的进步.厌氧消化又发展为两相消化和两级消化,在实验研究的两级、两相消化]艺有:厌氧一好氧两相消化;高温酸化一中温甲烷化两相厌氧消化;中温一高温二级处理工艺等。

  (5)堆肥化

  堆肥化是一种无害化、减容化和稳定化的综合处理技术,系由混合微生物群落在潮湿的环境中对有机物进行分解。堆肥过程中产生的高温可以有效地杀死病原微生物及各种寄生虫卵,是一种无害化、减容化、稳定化的综合处理技术。

  2城市污水处理厂污泥处理研究进展

  2.1污泥减量化技术

  污泥减量化机理目前已成为研究热点,其原则是使污泥尽量消灭在污水处理系统中。研究的主要方法有:(1)研究污泥生物减容技术,利用嗜热性细菌或动物减少剩余污泥。(2)利用膜生物口反应器处理剩余污泥。

  2.2污泥减容化技术

  污泥减容化是从污泥浓缩和脱水方面进行研究,污泥浓缩脱水后其容积大大减少,减少了运输费用和后续的处置费用。在污泥的浓缩方面:

  (1)生物絮凝将二沉池剩余污泥与原水混合回流到初沉池,利用活性污泥的絮凝性能提高初沉池的沉淀效果,同时浓缩剩余活性污泥;

  (2)采用气浮、生物气浮法浓缩污泥,如利用污泥的反消化作用产生的气体使污泥上浮而浓缩;

  (3)改进浓缩设备的结构,提高浓缩效率。

  在污泥脱水方面:

  (1)对污泥进行脱水前的预处理(化学调理、热处理、冷冻法、淘洗法等)改善污泥脱水性能;

  (2)利用生物工程方法改善污泥的性状,如用溶菌酶破坏菌胶团,以改善污泥的脱水性能;

  (3)探求新型改善污泥脱水性能的药剂,如加入表面活性剂;

  (4)提高传统的污泥脱水机的工作效率.研究新型的污泥脱水设备。

  2.3污泥的稳定

  稳定的目的是降解污泥中易腐化发臭的有机物,减少液体和固体数量,减少病原菌,臭味。

  污泥稳定的方法主要有:厌氧消化、好氧消化、湿式氧化、低温热解,以及堆肥等新技术。

  【污泥处理的定义特性及主要方式】

  1.污泥处理处置的相关概述

  1.1污泥的定义与分类

  在给水和废水处理中,不同处理过程产生的各类沉淀物、漂浮物等统称为污泥。污泥的成分、性质主要取决于处理水的成分、性质和处理工艺,其成分很复杂,有多种多样分类方法,并有不同的名称。

  污泥的分类和特性:

  按来源分,大致有给水污泥、生活污泥和工业废水污泥三类。

  根据污泥从水中分离过程可分为沉淀污泥(包括物理沉淀污泥、混凝污泥、化学污泥)及生物处理污泥(污水在二级处理过程中产生的污泥,包括生物滤池、生物转盘等方法得到的腐殖污泥及活性污泥法得到的活性污泥)。现代污水处理厂污泥大部分是沉淀污泥和生物处理污泥的混合污泥。

  按污泥成分及性质可分为有机污泥和无机污泥。

  更常用的是按污泥在不同处理阶段分类命名:生物泥、浓缩污泥、消化污泥、脱水干化污泥、干燥污泥及污泥焚烧灰。

  1.2污泥的特性⑴含水率与含固率

  含水率是污泥中水含量的百分数,含固率是污泥中固体或干泥含量的百分数。在含水率高、污泥呈流态时,污泥的体积与含固量基本上呈反比关系:

  V1/V2=Ps1/Ps2=(100-Pw2)/(100-Pw1)

  式中:V1、V2分别是含水率为Pw1(含固率为Ps1)、Pw2(含固率为Ps2)时的湿污泥的体积。

  例:污泥的原始含水率为99.5%,求将含水率降低为98.5%和95%时污泥体积降低的百分比。

  解:设V1为含水率为99.5%时的污泥体积,、分别V2、V3分别含水率为98.5%和95%时的体积,将各值代入上式,得

  V1/V2=Ps1/Ps2=(100-98.5)/(100-99.5)=3

  V1/V3=Ps1/Ps2=(100-95)/(100-99.5)=10

  从上例可以看出,当污泥的含水率自99.5%降低至98.5%时,污泥的体积减缩成原污泥的三分之一左右,再降低至95%(含固率为5%)时,污泥的体积减缩成原污泥的十分之一左右。

  ⑵挥发性固体

  挥发性固体,是指污泥中在600℃时的燃烧炉中能被燃烧,并以气体逸出的那部分固体,能反映污泥的稳定化程度。加入收藏

  ⑶污泥中的有毒有害物质

  城市污水处理厂的污泥中含有相当数量的氮、磷和钾,有一定肥效,可用于改善土壤。但其中也含有病菌、病毒和寄生虫卵等,在施用前应采取必要的处理措施。污泥中的重金属是主要的有害物质,重金属含量超过规定的污泥不能用作农肥。

  ⑷污泥的脱水性能

  用过滤法分离污泥的水份时,常用指数比抗阻值或毛细吸水时间来评价污泥脱水性能。

  ⑸污泥比重

  是指污泥的重量与同体积水重量的比值。污泥的比重主要取决于含水率和固体的比重。生活污泥及类似的工业污泥的比重一般大于1。

  1.3污泥处理处置的主要方式

  污泥处理就是对污泌泥进行浓缩、调治、脱水、稳定、干化或焚烧的加工过程。随着我国经济的发展,城市废水排放量日益增多,污泥产生量也随之大幅度提高,污泥处理处置逐渐成为国内外关注的焦点。国内外现有的处理处置手段主要包括卫生填埋、水体消纳、焚烧、堆肥处理、土地利用等。针对我国现有的技术来看,我国主要的污泥处置方式是填埋。zui适合我国的污泥处理方式是土地利用。随着科技进步,我国必将推出更加有效、合理的处理处置方式,zui终实现城市污泥处理处置的减量化、无害化、稳定化和资源化。

  ①污泥的卫生填埋

  这种处置方法简单、易行、成本低,污泥又不需要高度脱水,适应性强。但是污泥填埋也存在一些问题,尤指填埋渗滤液和气体的形成。渗滤液是一种被严重污染的液体,如果填埋场选址或运行不当会污染地下水环境。填埋场产生的气体主要是甲烷,若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。

  ②污泥的直接土地利用

  污泥土地直接利用因投资少、能耗低、运行费用低、有机部分可转化成土壤改良剂成分等优点,被认为是zui有发展潜力的一种处置方式,科学合理的土地利用,可减少污泥带来的负面效应。林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地(如矿场土地、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地)的修复与重建,减少了污泥对人类生活的潜在威胁,既处置了污泥又恢复了生态环境。

  ③污泥的焚烧

  湿污泥干化后再直接焚烧应用得较为普遍,没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难,而且在能耗上也是极不经济的。

  以焚烧为核心的污泥处理方法是zui彻底的污泥处理方法,它能使有机物全部碳化,杀死病原体,可zui大限度地减少污泥体积;但是其缺点在于处理设施投资大,处理费用高。

  【污泥有机无机肥(粉末状)工艺】

  工艺简介:

  1、将处理后的污泥(生活污泥、工业污泥等)、无机原料(尿素、磷酸一铵等)、微量元素(硼砂、亚铁等)、填充料(膨润土、蛭石等)等原料按比例送至自动提升料仓;

  2、输送至有机肥混料机(连续式),在有机肥混料机旋转的同时,物料向前推进2/3,剩余1/3的物料往复循环回来,与新输送的物料继续掺混,经二到三次的循环式混合;物料达到混合均匀的目的后,沿着有机肥混料机倾斜方向缓慢向出料口推进;

  3、输送至有机肥专用筛分机,特殊的设计可彻底解决筛网黏附的问题;

  4、大颗粒经粉碎机粉碎后返回卧式混料机;

  5、成品输送至成品料仓,进入全自动包装秤称重、包装、入库。

  关于粉末状有机无机肥

  粉末状有机无机肥是指含有两种或两种以上营养物质的机械混合肥料;其养分的配比是根据作物品种、目标产量、土壤和气候等条件制定的,能满足不同作物各具特色的生长需要;并可按作物在特定地区和季节的特殊需要掺配具有改良土壤生理特性的辅助添加剂(如石灰石、白云石粉等)和除草剂、杀虫剂等,使它成为一种全养分、多功能的专用有机无机肥料。

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