论文：膜技术用于粪尿处理实例应用

2008-4-13 20:08:35　来源: 中国给水排水 　作者: 杨福才 　　网友评论

    日本在高层建筑水道设施中，采用膜进行粪尿处理已有十几年之久，效果良好。粪尿中含BOD一般为10000mg/L，生物处理时，必须加入大量的稀释水。但近年来对市民粪尿处理设施要求严格，不仅处理后的水须满足规定的排放标准(BOD30mg/L、SS70mg/L、大肠菌群3000个/mL)，还要进一步降低BOD、SS、N、P及色度。为此，为减轻后阶段深度处理的负担，要求在处理的前阶段达到脱氮的目的，即在生物处理阶段采用不稀释或少量稀释的高负荷脱氮处理法。由于高负荷运转，生物浓度高，用常规重力式沉淀池从事固液分离效果不佳。为克服这个困难，采用了膜分离技术。

    应用实例

    日本山梨县用膜对粪尿处理取得良好效果。该设施处理能力40m3/d(粪尿28m3/d、净化槽污泥12m3/d)，于1989年1月开始使用。粪尿(包括净化槽污泥)首先进入沉砂罐，以筛网机除渣，再用离心分离机将其中的纤维物质去除，然后将余下粪尿贮在罐中。接着再流入生物反应罐。生物反应罐为有3h周期的半间歇性设施，粪尿周期流入，由于反应罐控制空气进入量，罐内溶解氧得到抑制，能够有效地将有机物去除，并有效地硝化、脱氮。

    然后将此生物处理液加到超滤膜(第一段)内，使固液分离。由于离心分离后不能完全将粪尿中纤维除去，以致留在管件内，易于堵塞管子入口。因此，要在该设施的生物处理罐和超滤膜装置之间设筛分设备，把纤维彻底除去。尤其是为了除磷和除色，需投加凝聚剂，用超滤膜(第二段)使絮体分离。最后处理水通过活性炭过滤，以氯剂消毒后排放。

    表1所示为膜的材质和操作条件。表2所示为各处理程序的水质。

表1 膜的材质及操作条件
项目 第一阶段 第二阶段
膜型 内压管式 内压管式
膜材质 聚烯 聚磺
分子量 20000 100000
膜根数（1系列） 24 12
膜面积（m2） 55.2 27.6
膜面流速（m/s） 3.0 1.5
入口压力（Pa） 402072.65 78453.2
出口压力（Pa） 78453.2 19613.3
温度（℃） 29.39 26.37
SS(kg/m3) 19.26 5-8

表2 各处理程序的水质
处理程序 PH SS BOD COD TN TP Cl
离心分离后 7.6 6700 5300 4700 2500 220 1900
第一段膜滤过水 7.1 - 2.6 330 29 0.5 1400
第二段膜滤过水 4.6 - ＜1 70 13 ＜0.1 2000
活性炭滤过水 5.0 - ＜1 ＜1 3.0 ＜0.1 1800

    第一段和第二段分2个系统设置。第二段膜装置的一部分外壁透明，可从外面进行观察，如达排放标准，可不用活性炭处理。用氧化铁做凝聚剂对磷、有色胶体氧化，凝聚体会腐蚀配水管道。分离凝聚絮体的膜(第二段)比用分离生物反应混合液的膜(第一段)透过流速多一倍，膜内壁或表面污染快。在本处理设施中，第一段膜的洗净药剂为200mg/L次氯酸钠，1～2个月冲洗一次。第二段膜的洗净药剂为500mg/L溴酸，2周冲洗一次。膜装置已运行2年没换过膜，并全部设于室内，外面看不到粪尿处理混合液，比以往设施清洁。处理系统全部实现自动化。