沼氣能源回收和土地利用為主的厭氧消化技術路線介紹

　　沼氣能源回收和土地利用為主的厭氧消化技術路線介紹
 

　　處理水質類型：生活污水、醫療污水、養殖污水、屠宰污水、洗滌污水、景區污水及各種加工污水。 處理后排放標準:二級標準、一級B標準、一級A標準。
 

　　我國對浸沒式膜生物反應器(MBR)的研究始于上世紀90年代初。近年，由于該項技術所具有的巨大吸引力和潛在的應用前景，受到了更多研究者的青睞。
 

　　1、浸沒式膜生物反應器原理
 

　　浸沒式膜生物反應器(MBR)是膜分離技術和生物技術的有機結合。用超濾或微濾膜分離技術取代傳統的活性污泥法的二沉池和常規過濾單元，使水力停留時間和泥齡*分離。其高效的固液分離能力使出水水質良好，懸浮物和濁度接近于零，并可截留大腸桿菌等生物性污染物，處理后出水可直接回用，出水水質要明顯優于傳統污水處理工藝，是一種高效、經濟的污水資源化技術。
 

　　2、膜分離單元特點
 

　　浸沒式膜生物反應器(MBR)中膜分離單元-濾膜的選擇基于三點：可有效的分離活性污泥，運行成本低，抗污染能力強。

　　通過對國內外膜生物反應器技術的研究，目前國內外使用的膜生物反應器大部分濾膜孔徑基本集中在0.05-0.4μm之間，基本介于超濾、微濾膜臨界點附近。在如上孔徑范圍基本上實現了對活性污泥的有效截留，同時確保其運行能耗低。再大或者再小的空間將不太適應于膜生物反應器技術。
 

　　微濾、超濾、納濾及反滲透過濾功能見如下表：
 

　　微濾膜(MF)：截留顆粒直徑0.1 到數微米之間。微濾膜允許大分子和溶解性固體(無機鹽)等通過，但會截留懸浮物、細菌及大分子量膠體等物質。微濾操作壓力一般在0.01～0.2MPa之間。
 

　　超濾膜(UF)：截留顆粒直徑0.002～0.1μm 之間。超濾允許小分子物質和溶解性固體(無機鹽)等通過，同時截留下膠體、蛋白質、微生物及大分子有機物，用于表示超濾膜孔徑大小的切割分子量一般在1,000～500,000 之間。超濾操作壓力一般在0.05～0.6MPa 之間。
 

　　3、膜組件型式
 

　　中空纖維膜原理及型式：浸沒式膜生物反應器(MBR)操作壓力一般在0-70kPa，混合液在靜壓差或自吸泵的作用下，透過纖維素或高分子材料制成的微孔濾膜，利用其均一孔徑，來截留水中的微粒、細菌等，使其不能通過濾膜而被去除。
 

　　平板膜原理和形式：膜生物反應器(MBR)操作壓力0-35KPa，混合液在靜壓差或自吸泵的作用下，透過纖維素或高分子材料制成的微孔濾膜，利用其均一孔徑，來截留水中的微粒、細菌等，使其不能通過濾膜而被去除。采出水所用的過濾器有壓力式和重力式兩種。目前我國油田普遍采用的是壓力式，有石英砂過濾器、核桃殼過濾器、雙層濾料過濾器、多層濾料過濾器等。尤其是核桃殼過濾器，由于濾料親油性能好、截污能力大、質地較輕、反沖洗能耗小等優點而得到廣泛應用。但是，由于核桃殼濾料粒度小，反沖洗易流失，尤其是其濾料具有親油性，反洗時必須采用清洗劑，增加了反洗水的處理負擔。近年來，隨著纖維材料的應用和發展，以纖維材料為濾料發展起來的深床高精度纖維球過濾器，在食品、制藥、釀造等工業領域應用較多。其濾料纖維細密，過濾時可以形成上大下小的理想濾料空隙分布，納污能力大，去除懸浮物的效果高于石英砂、核桃殼濾料，而且反洗時不會出現濾料流失的現象。
 

　　采用核桃殼濾料精細過濾技術，開發出一套采油廢水處理組合工藝。這一技術在寶浪低滲透油田已有應用，先將含油污水經粗粒化罐和壓力沉降除油罐初步除油后，進入二級核桃殼過濾器(預濾器)，在正常操作條件下，可以濾除95%~98%的懸浮物和90%~95%的未溶解的石油類物質，然后再進入中心濾芯過濾裝置(精濾器)，濾芯采用聚丙烯纖維制成。試驗證明，經此裝置濾掉的zui小懸浮顆粒粒徑為0.5..m，可以滿足寶浪油田寶北區塊低滲透油藏的注水要求，采油廢水的回注率可以控制在98%。張偉[10]針對薩北油田進入高含水開發后期，油田深度污水處理難度日益加大的問題，引進改性纖維球濾料，通過試驗，優化深度污水處理站的過濾組合，選用“一級石英砂單向過濾、二級改性纖維球過濾”組合工藝，使濾后水含油≤5.0mg/L、懸浮物含量≤5.0mg/L，減少了占地面積，并節省了投資。潿洲12-1A平臺采用改性纖維過濾器取代已經老化廢棄的核桃殼過濾器對經水力旋流分離器處理后的污水進行處理，進口含油30mg/L，出口含油小于5mg/L，達到了回注的水質要求。

       2.4膜分離技術

 

　　膜處理技術是利用微孔膜攔截油粒，它主要用于去除乳化油和溶解油。濾膜又可分為超濾膜、反滲透膜和混合濾膜。超濾膜的孔徑一般為0.005~0.01..m，比乳化油粒要小的多，反滲透膜的孔徑比超濾膜的還要小。因此，在受壓情況下含油廢水中的油粒無法通過濾膜而被截留下來，這兩種膜常被制成中空纖維管過濾器，以增大膜的過濾面積。隨著膜技術的日益發展和水平的提高，采出水的膜處理工藝已引起了人們的廣泛關注。由于采用膜分離方法處理的含油污水可以達到低滲透油田注水或外排標準，并且適用于工業化規模生產。因此，人們對其進行了大量的研究。Mueller等[11]用AL2O3陶瓷膜處理原油污水，探討了不同操作條件下膜通量的變化。試驗表明陶瓷膜具有很好的截留性能。ChenAS[12]及Humphery等[13]采用Membralox陶瓷膜進行陸上和海上采油平臺的采出水處理，適當的預處理后的含油廢水經過陶瓷微濾膜處理，出水油含量在5mg/L以下，固體懸浮物含量在1mg/L，遠低于低滲透油田的回注水標準。劉立軍、陳雪梅[14]等人利用自制的內壓式聚砜中空纖維超濾膜對含油污水進行處理研究，并結合自動控制技術完成油水分離的全過程。研究結果表明：中空纖維超濾膜能夠將含油污水中95%以上的油分子進行截留，較好地完成了油水分離，同時發現采用洗滌劑清洗含油污水造成的膜污染，恢復率可以達到95%以上。李發永[15]采用外管式聚砜超濾膜裝置現場處理采油污水，研究了操作壓力、膜面流速等操作條件對超濾膜通量的影響及膜污染的清洗方法，處理過的污水達到低滲透油田注水標準。石油大學藺愛國等人采用荷電膜(一種通過改性往膜材料接枝上與水中顆粒帶相反電荷的膜)處理勝利辛一站污水，進口污水懸浮物含量20~100mg/L，含油量2~20mg/L，懸浮物粒徑4~17μm，出口懸浮物含量0.8mg/L，含油量0.5mg/L，懸浮固體粒徑中值0.72μm，達到標準SY/T5329-94D的A1級。