膜污染的四种类型及修复策略

1. 膜污染的四种类型及修复策略。 吸附污染、沉淀污染、生物污染 膜清洗是恢复被污染膜性 能的有效方法。膜清洗方法有物理法和化学法。物理清洗法 有顺冲即在操作时用低压。大流量进料液冲去膜表面污染物， 和反冲即把料液进口和浓缩液出口颠倒后，用进料液在低压， 大流量冲去顺冲不能达到的死角。中空超滤组件是把料液进 口和渗透液出口颠倒后，用纯溶剂在高于操作压力时进行冲 洗。化学清洗法是用酸、碱、酶、络合剂，表面活性剂或消毒剂 等清洗膜表面。清洗前必须进行物理清洗，在判定污染物的 性质后，确定对膜无损伤的最佳清洗剂，浓度、温度、清洗时 间，清洗方法。清洗后用纯水冲洗至无化学清洗利，再使用。2. 什么叫“负水头”，它对过滤和冲洗有何影响，如何避免滤层中负水头产生？ 负水头是指在过滤过程中，当滤层截留了大量杂质以致滤层某一深度处的水头损失超过该处水深时出现的水头损失。 具体的影响有两点：1、形成气囊，显然会挡住过滤口即减少了过滤面积；2、由于气囊往上浮，容易带走滤料，个人认为还有可能搅动已沉积的悬浮物。如何避免呢，无非是从源头入手，要么增加砂上面水深，增加势能，要么控制水头损失，也可以将出水口提高到滤层砂面之上。 增加砂面上水深或令滤池出口位置等于或高于滤层表面。3. 曝气生物滤池系统组成，工艺原理，工艺特点。 组成：曝气生物滤池主体可分为布水系统、布气系统、承托层、生物填料层、反冲洗等五个部分。 原理：在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜，滤池内部曝气。污水流经时，利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物以及更新生物膜，此为反冲洗过程。 特点：（1）用粒状填料作为生物载体，如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等。（2）区别于一般生物滤池及生物滤塔，在去除BOD、氨氮时需进行曝气。（3）高水力负荷、高容积负荷及高的生物膜活性。（4）具有生物氧化降解和截留SS的双重功能，生物处理单元之后不需再设二次沉淀池。（5） 需定期进行反冲洗，清洗滤池中截留的SS以及更新生物膜。4. 高级氧化技术特点 1.产生大量非常活泼的HO-自由基，其氧化能力仅次于氟， HO-自由基是反应的中间产物，可诱发后面的链反应。2.反应速度快，多数有机物与羟基自由基的氧化速率常数可达106109(MS)-13. HO-自由基无选择直接与废水中的自由基反应将其降解为二氧化碳、水和无机盐，不会产生二次污染。4.由于它是一种物理-化学处理过程，反应条件温和，通常对温度和压力无要求，很容易加以控制，以满足处理需要，甚至可以降解10-9级的污染物。5.它既可以作为单独处理又可以与其其他处理过程相匹配，6.操作简单，易于设备化管理、5. 举例说明植物修复技术的主要类型及其应用。 phytoextraction植物提取 该技术利用的是一些对重金属具有较强忍耐和富集能力的特殊植物。phytostabilisation植物固定 应用植物稳定原理修复污染土壤应尽量防止植物吸收有害元素，以防止昆虫、草食动物及牛、羊等牲畜在这些地方觅食后可能会对食物链带来的污染。phytovolatilization植物挥发这一方法只适用于挥发性污染物，植物挥发要求被转化后的物质毒性要小于转化前的污染物质，以减轻环境害。phytoinfiltration植物过滤phyto-enhanceddegradation植物加强的降解作用 对于疏水性非常强的污染物，由于其会紧密结合在根系表面和土壤中，从而无法发生运移.对于这类污染物，更适合采用之后提到的植物固定和植物辅助生物修复技术来治理。6. 人工湿地生物净化系统的组成、原理及其显著特点。 见书本91-97以及题87. 膜的分类方法有哪些？分别是如何分类的？ 材料：有机膜、无机膜 结构：对称膜、非对称膜、复合膜、 形状：平板膜、管式膜、中空纤维膜、卷式膜 分离机理：扩散性膜、离子交换膜、选择性膜、非选择性膜 分离过程、反渗透膜、渗透膜、气体分离膜、电渗析膜、渗析膜、渗透蒸发膜 孔径大小：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜8. 人工湿地技术的主要类型及其特点 目前所指的人工湿地一般都是挺水植物系统。挺水植物系统根据水在湿地中流动的方式不同又分为三种类型：地表流湿地、潜流湿地和垂直流湿地。地表流湿地系统地表流湿地系统也称水面湿地系统，与自然湿地最为接近，但它是受人工设计和监督管理的影响，其去污效果又要优于自然湿地系统。污染水体在湿地的表面流动，水位较浅，多在0.10.9m之间。通过生长在植物水下部分的茎、竿上的生物膜来去除污水中的大部分有机污染物。氧的来源主要靠水体表面扩散，植物根系的传输和植物的光合作用，但传输能力十分有限。这种类型的湿地系统具有投资少，操作简单，运行费用低等优点，但占地面积大，负荷小，处理效果较差，易受气候影响大，卫生条件差。处理效果易受到植物覆盖度的影响，与潜流湿地相比，需要较长时间的适应期才能达到稳定运行。潜流湿地系统潜流湿地系统也称渗滤湿地系统。这种类型的人工湿地，污水在湿地床的内部流动，水位较深。它是利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留的作用来净化污水。由于水流在地表以下流动，具有保温性能好，处理效果受气候影响小，卫生条件较好的特点。与水面流湿地相比，潜流湿地的水力负荷大和污染负荷大，对BOD、COD、SS、重金属等污染指标的去除效果好，出水水质稳定，不需适应期，占地小，但投资要比水面湿地高，控制相对复杂，脱N除P的效果不如垂直流湿地。垂直流湿地系统垂直流湿地的水流情况综合了地表流湿地和潜流湿地的特性，水流在填料床中基本上呈由上向下的垂直流，床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统。垂直流湿地的硝化能力高于水平潜流湿地，可用于处理氨氮含量较高的污水，但对有机物的去除能力不如潜流湿地，落干/淹水时间较长，控制相对复杂，基建要求较高，夏季有孳生蚊蝇的现象。人工湿地系统的工艺流程人工湿地系统的流态主要有四种：推流式、阶梯进水式、回流式和综合式。阶梯进水式可以避免填料床前部的堵塞问题，有利于床后部的硝化脱氮作用的发生；回流式可以对进水中的BOD5和SS进行稀释，增加进水中的溶解氧浓度并减少处理出水中可能出现的臭味问题，出水回流同样还可以促进填料床中的硝化和反硝化脱氮作用；综合式则一方面设置了出水回流，另一方面还将进水分布到填料床的中部以减轻填料床前端的负荷。9. 污泥如何进行分类？表示污泥性质的指标有哪些？ 1按成分分类(1)污泥 以有机物为主要成分的称污泥。污泥的性质是易于腐化发臭，颗粒较细，相对密度较小，(约为1021006)，含水率高且不易脱水，属于胶状结构的亲水性物质。(2)沉渣 以无机物为主要成分的称沉渣。沉渣的主要性质是颗粒较粗，相对密度较大(约为4左右)，含水率较低且易于脱水，流动性差。 2按来源分类(1)初次沉淀污泥 来自初次沉淀池。(2)剩余活性污泥 来自活性污泥法后的二次沉淀池。(3)腐殖污泥 来自生物膜法后的二次沉淀池。以上3种污泥可统称为生污泥或新鲜污泥。(4)消化污泥 生污泥经厌氧消化或好氧消化处理后，称为消化污泥或熟污泥。(5)化学污泥 用化学沉淀法处理污水后产生的沉淀物称为化学污泥或化学沉渣：如用混凝沉淀法去除污水中的磷；投加硫化物去除污水中的重金属离子；投加石灰中和酸性水产生的沉渣以及酸、碱污水中和处理产生的沉渣均称为化学污泥或化学沉渣。3.按污泥从水中分离过程可分为沉淀污泥及生物处理污泥4.按再不同阶段分类：生污泥、浓缩污泥、消化污泥 指标：1污泥含水率 污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。初次沉淀池污泥含水率介于9597，剩余活性污泥达99以上。2 挥发性固体和灰分 挥发性固体(或称灼烧减重)近似地等于有机物含量，用VSS表示，常用单位mgL，有时也用重量百分数表示。VSS也反映污泥的稳定化程度；灰分(或称灼烧残渣)表示无机物含量。3湿污泥相对密度与干污泥相对密度 湿污泥质量等于污泥所含水分与干固体质量之和。湿污泥相对密度等于湿污泥质量与同体积的水质量之比值。 10.膜分离技术优缺点。 1）在常温下进行 有效成分损失极少，特别适用于热敏性物质，如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩（2）无相态变化 保持原有的风味，能耗极低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8（3）无化学变化 典型的物理分离过程，不用化学试剂和添加剂，产品不受污染（4）选择性好 可在分子级内进行物质分离，具有普遍滤材无法取代的卓越性能（5）适应性强 处理规模可大可小，可以连续也可以间隙进行，工艺简单，操作方便，易于自动化（6）能耗低 只需电能驱动，能耗极低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1缺点：o 膜造价高，使膜 - 生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺； o 膜污染容易出现，给操作管理带来不便； o 能耗高：首先 MBR 泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，其次是 MBR 池中 MLSS 浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成 MBR 的能耗要比传统的生物处理工艺高。11. 比较IC反应器和UASB反应器的主要优缺点 书本193起 IC厌氧反应器的优点1、IC厌氧装置在布水系统上采用旋流布水，上下三相分离器采用差别式设计，大大提高了分离效果，确保了反应器高效稳定的运行。2、内部自动循环，不必外加动力，普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的，而IC反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内循环，不必设泵强制循环，节省了动力消耗。3、处理能力高，IC反应器的负荷是UASB反应器负荷的5-7倍，UASB反应器的容积负荷通常为3-5kgCOD/m3.d，而IC反应器的容积负荷可达到20-30kgCOD/m3.d。4、沼气利用价值高，反应器产生的生物气纯度高，CH4为7080，CO2为2030，其它有机物为15，可作为燃料加以利用。5、运行费用低，由于IC反应器的处理效率、进水负荷比UASB反应器的处理效率高，废水的处理成本低，可节省大量运行费用。6、污泥不易流失，容易形成颗粒污泥，由于IC独特的反应器结构和高的水利负荷和产气负荷，比UASB更能形成和保持颗粒污泥。 7、投资省，占地面积少，因IC有机负荷比UASB高，因此处理同样规模的有机废水，IC反应器的容积比UASB要小，故IC反应器的建造成本比UASB要低。四、IC厌氧反应器存在的几个问题 COD容积负荷大幅度提高，使IC反应器具备很高的处理能力和市场推广价值，但同时我们也应该清楚的认识到其存在的几个问题： （1）从构造上看，IC反应器内部结构比普通厌氧反应器复杂，设计施工要求高。反应器高径比大，一方面增加了进水泵的动力消耗，提高了运行费用；另一方面加快了水流上升速度，如果三相分离器处理不当将使出水中细微颗粒物比UASB多，加重了后续处理的负担。另外内循环中泥水混合液的提升管和回流管易产生堵塞，使内循环瘫痪，处理效果变差。 （2）IC厌氧反应器发酵细