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膜技术用于粪尿处理

论文类型 技术与工程 发表日期 1999-02-01
来源 《中国给水排水》1999年第2期
作者 杨福才
摘要 杨福才 (天津市自来水公司)   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、SS 70 mg/L、大肠菌群 ...

杨福才
(天津市自来水公司)

  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、SS 70 mg/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12 m3/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3 h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200 mg/L次氯酸钠,1~2个月冲洗一次。第二段膜的洗净药剂为500 mg/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。


作者通讯处:300074 天津市和平区气象台路新兴里1-201
(收稿日期 1998-09-29)

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