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1、摘要 在近些年技术研究人员不断努力开发的污水处理和回收各种新兴技术中,MBR膜生物反应器技术有着独有的技术优点,前途广阔,本文通过列举该技术在研究中的成果与实例的效果相结合,更加有力的证明MBR技术抗冲击能力强、出水水质好自动化程度高扩容便利等在在处理石化污水从而降低污染物在污水中的含量的特点,来,有利于推广MBR技术值得深入研究,广泛应用。
2、随着我国经济发展,水资源供需的矛盾问题变得日益突出,我们国家乃至世界都面临着共同的问题,水资源与污染的挑战。例如惠州大亚湾曾经的自然环境条件优美的得天独厚,但是随着南海石油化与炼油等项目的进入,使得该地区面临着三废排放量大,污染环境的不断扩大给该地区的环境工作带来巨大挑战。
3、中空的纤维过滤器和活性污泥处理系统是MBR处理工作的核心,反应器内的硝化细菌与好氧微生物同时工作一方面将水中的氨氮转化去除异味一方面降解水中的有机物,中空纤维对固液进行高效的分离。
4、一体式膜生物反应器将没有外壳的膜组件安置在生物反应器中,膜组件下方有曝气装置,微生物会在曝气池中降解有机物,于此同时紊动的液流在膜表面产生剪切力,有助于膜表面的污染物的去除。再由负压抽吸将混合液中的水由中空纤维排除反应器。该类反应器体积较小结构比较紧凑,运行稳定费用低,操作有些繁琐不如分置式等特点。
1、摘 要:通过经济分析综合考察分置式膜生物反应器、一体式膜生物反应器水处理构筑物的经济效能。通过污水处理工程假设,计算建造分置式膜生物反应器工艺的投资费用、运行成本以及与处理相同水量、水质的一体式膜生物反应器及其它水处理工艺对比,考察分置式膜生物反应器的经济效益。 关键词:分置式MBR;技术经济分析;一体式MBR;工艺设计? 膜生物反应器是一种新型生化反应系统.已成功地应用于中水回用、粪便废水、垃圾渗滤液、工业废水的处理,被称为最有前途的水处理技术之一。但是膜生物反应器高昂的运行成本制约着膜生物反应器大规模推广应用。所谓技术经济分析,就是计算、分析与评价各项技术工作经济效果以及在多方案比较中选择最优方案的工作。技术经济分析就是在若干可行方案中得出技术上可行,经济上合理选优的方案,突出合理工艺的实用性、经济性。通过对分置式膜生物反应器技术经济分析考察分置式膜生物反应器建造及运行的经济效益。 1 MBR工艺设计 1 膜生物反应器设计基本参数 分置式间歇运行膜生物反应器工艺设计假设为校园住宿区污水处理回用。 (1)处理水量:150m3/d;(2)处理方式:24小时连续运行;(3)工艺处理流程工艺流程见图1。(4)原水水质。主要以化粪池出水、洗浴用水,出水为厕所回用水和绿地浇灌用水。原水及处理后的水质见表1。
2、?2 主要设备规格 (1)格栅。栅间距:5mm;格栅渠道尺寸:5L×0.2W×0.5H(m);栅渣斗:0.4m3。 (2)调节池。有效容积:100m3;设计尺寸:5L×5W×4H(m);输水泵:IS65-50-125型单级离心式清水泵,二台,一台使用一台备用,水泵规格:Q25m3/h,H20m,转速n2900r/min,效率η69r/min,功率3kW?h。 (3)生物反应池。有效容积:180m3;设计尺寸:82R×Л×4H(m)。滗水器:浮动式重力滗水器,型号HLB-PA(QA),两台,一台使用一台备用,也可同时使用,设计参数:Q=60m3/h,最低水头Hmin=0.1m,滗水深度Δh=0m,水池深度H=4m,功率0.5kW?h。鼓风机:二叶罗茨鼓风机,型号L21LD-15,两台,一台使用一台备用。鼓风机参数:升压Δ49KPa,进口流量15m3/min,功率5kW?h。 (4)调节井。有效容积:16m3;设计尺寸:12R×Л×4H(m)。 (5)膜组件。有效容积:50m。3;尺寸:5L×5W×2H(m)。膜组件:天津膜天膜工程有限公司FP系列帘幕式膜型号FP-AⅡ,25片,膜组件规格:530×450×1010(mm),纤维内/外径0.65/0(mm),膜面积20(m2/片),产水量300(L/片?h)。自吸泵:40ZX3-20型ZX自吸泵二台,一台使用一台备用,水泵规格:Q3m3/h,H20m,转速n2900r/min,功率2kW?h。 (6)清水池。有效容积:40m3;设计尺寸:4L×4W×5H(m)。供水泵:IS50-32-125型单级离心式清水泵,二台,一台使用一台备用,水泵规格:Q15m3/h,H20m,转速n2900r/min,效率η60r/min,功率2kW?h。 (7)膜清洗槽。有效容积:3m3;设计尺寸:2L×1W×5H(m)。 (8)配电仪表。PLC控制仪、配电箱、电子设备终端、仪表设备。 2 膜生物反应器技术经济分析 1 建设投资费用估算 根据《给水排水设计手册—第10册技术经济》(2000年)等有关文件资料,参考已建成同类工程经济指标并结合某市具体情况得出如下数据: (1)土建费用。格栅渠费用0.23万元;调节池费用89万元;生物反应器费用37万元;调节井费用0.81万元;膜组件放置池费用54万元;清水池费用73万元;合计总费用20.57万元。 (2)设备费用。输水泵单价0.08万元,数量2,费用016万元;滗水器单价15万元,数量2,费用0万元;鼓风机单价0.9万元,数量2,费用8万元;膜组件单价0.3万元,数量25,费用5万元;自吸泵单价0.16万元,数量2,费用0.32万元;供水泵单价0.16万元,数量2,费用0.32万元;PLC控制仪单价0.25万元,数量1,费用0.25万元;配电箱:费用2万元;电子设备:费用2万元;仪表:费用1万元;合计135万元。 (3)材料加工费用。格栅:材质不锈钢,数量1,费用0.5万元;膜清洗槽:材质硬塑料,数量1,费用0.8万元;费用合计3万元。 (4)管线:5万元;设备安装:7万元;其它费用:12万元。 (5)总投资:542万元。 2 运行成本估算 (1)电费。输水泵:数量2,功率3(kW?h);滗水器:数量2,功率0.5 (kW?h);鼓风机:数量2,功率5 (kW?h);自吸泵:数量2,功率2 (kW?h);供水泵:数量2,功率2 (kW?h);合计功率14 (kW?h)。其中输水泵工作25%的时间,滗水器工作25%的时间,鼓风机工作50%的时间,供水泵和自吸泵全时工作。另外考虑照明,电子设备等一定电容量,装机容量为18kW?h,平均用电量功率为10kW?h。电费按照某市正常电价0.45kW?h/h,故计算年电费:0.45×10×24×365=39420元。 (2)膜清洗费用。HCl:浓度0.4 %,一次用量12 L,单价4元/L,一次费用128 元;NaClO:浓度0.2 %,一次用量6 L,单价6元/L,一次费用36 元。膜每个月清洗一次,每次清洗五片,每月清洗五天,药剂使用年总费用:(128+36)×5×24=19296元/年。 (3)人工费。工人数2,技术员1,工资800元/(人/月),年费用800×3×12=28800元。 (4)膜更新费用。每四年膜更新一次,OO为:150元/m2,故年费用为:150×20×25/4=18750元。 (5)设备折旧费。折旧年限为10年,膜折旧费不考虑,故年费用为085万元。 (6)设备维修费3000元/年。 合计120116元/年。 单位水量成本19元/m3,单位耗电量6 kW?h/ m3。单位水量主要成本。动力费:所占比例38%,单位成本0.72元;人工费:所占比例20%,单位成本0.53元;膜更换费用:所占比例16%,单位成本0.34元;膜清洗药剂费:所占比例12%,单位成本0.27元;设备折旧费:所占比例0%,单位成本0.20元。 3 收入估算 由于使用污水处理减少自来水的使用量,自来水OO与污水处理成本的差值就为污水处理收益。沈阳市居民用自来水OO为9元/O,则污水处理工程年收入为:9×150×365=40万元。其中,学校每年放假3个月,这段时间污水处理装置不运行,故实际收入为:40×75%=80万元。
3、分置式间歇运行膜生物反应器基本情况。固定资产投资:金额14万元;年运行费用投入:金额186万元;年收入:金额80万元;流动资金投入:金额10万元。从财务指标上看,分置式间歇运行膜生物反应器处于盈利状态,分析成本分布可以看出动力费用占污水处理成本的比例达到38%,耗电量为6kW?h/m3,高于活性污泥法的0.3~0.4 kW?h/m3。人工费用也占到总成本的24%。膜的更换费用和膜清洗费用也分别占到总成本的16%和122%,随着我国膜技术的发展与技术进步,膜的使用寿命和抗污染能力都会的得到加强。
4、膜生物反应器具有处理效果好、安全性高、占地面积小的特点。一体式膜生物反应器在水处理工艺中具有很强竞争力。为此选择一体式膜生物反应器与分置式间歇运行膜生物反应器进行比较,处理量140m3/d,处理后达到中水回用标准。
1、目前,社会上已经进行了污水回用的工作,大部分是采用传统的处理技术,如生化降解、混凝沉淀、气浮、过滤等,但生活污水的成分复杂,经传统工艺处理后的水不能有效去除其中的污染物,无法满足生产用新水要求,而膜法深度处理解决了这一个问题。而纤维膜在安装过程中,需要将多个纤维膜的两端用膜壳固定住,再将膜壳与适用于该膜壳的壳体连接在一起才能使纤维膜正常工作,而在现有技术中,大部分的膜壳与壳体是采用一体或者采用螺栓连接,如此,不方便人们组装或者更换膜壳。
2、2膜组件200安装于两个壳体100之间,每个壳体100内设有将膜组件200的两端分别卡设于对应壳体100内的限位组件300;所述壳体100内还设有将限位组件300与膜组件200分离的驱动件400,当人们要将膜组件200安装于两个壳体100之间时,人们需要将该驱动将通电,使得限位组件300缩进对应的壳体100 内,之后,人们只需将膜组件200的两端分别OO对应的壳体100 内,此后,将驱动件400断电,因限位组件300与各个对应的壳体100之间具有一定的弹性,使得限位组件300靠近膜组件200 的一端能够顺利OO膜组件200内,而限位组件300的另一端依旧滞留在对应的壳体100内,使得膜组件200的两端能够顺利卡在对应的壳体100内,当人们再次将各个驱动件400通电时,限位组件300不再卡住膜组件200,如此,方便人们将膜组件200 从对应的壳体100内移出。
3、2限位组件300包括安装于壳体100内的卡块310,壳体100 内开设有对应卡块310的容纳槽110,卡块310相对容纳槽110 移动,所述卡块310与容纳槽110之间设有弹簧320,所述膜组件200包括安装于对应壳体100内的膜壳210,两个所述膜壳210 之间具有多个纤维膜220,每个所述膜壳210上均开设有用于插设卡块310的卡槽211,当人们膜壳210安装于对应的壳体100 时,,人们需要将驱动件400通电,使得驱动件400产生磁力,因卡块310是由金属铁制作,使得卡块310受磁力的作用向壳体100内部缩回,即,使得卡块310缩进对应的容纳槽110内,与此同时,弹簧320受力压缩,当膜壳210OO对应的壳体100 内,并且卡槽211对准对应的卡块310时,驱动件400断电,此时的卡块310有且仅受到弹簧320的弹力作用,使得卡块310从容纳槽110向卡槽211方向运动,直至卡块310的一端OO对应的卡槽211内,卡块310的另一端始终位于容纳槽110内,如此,实现卡块310OO膜壳210相对壳体100移动,也即,避免模壳从对应的壳体100内脱离出去。
4、绕有线圈420,当铁棒410上的线圈420 通电时,铁棒410的周围将产生磁力,因卡块310是由金属铁材料制作,使得卡块310受该磁力的作用,缩进容纳槽110内,当线圈420断电时,铁棒410的周围不再产生磁力,使得卡块310 受弹簧320的弹力作用,重新向容纳槽110的外部运动。
1、超滤膜是超滤设备的核心元件,最早开发的高分子分离膜之一,被用于超纯水制备中的中端处理装置。由于超滤膜是多空材料,以物理截留的方式去除水中的杂质,所以超滤膜要定期清洗,以保证超滤膜的通过量延长超滤膜的使用寿命。
2、MBR膜生物反应器,在膜的一侧施以适当压力,就能筛出小于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2~20纳米的颗粒。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一,在60年代超滤装置就实现了工业化。
3、在污水处理,水资源再利用领域,MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。按照膜的结构可分为平板膜、管状膜和中空纤维膜等,按膜孔径可划分为超滤膜、微滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。
1、膜生物反应器(MBR)工艺是生物处理技术与膜分离技术的有机结合。污水在反应器中经生物处理完成对有机污染物质的分解与转化后,利用超滤膜(UF0.04чm滤孔)的高效分离完成污水的固液分离,从而达到污水的净化效果。MBR是一种将活性污泥法和一体化浸没式膜分离系统相结合的新型污水处理技术。这一过程可广泛应用于市政和工业污水处理领域,包括免水免电移动厕所,水资源回用,社区发展,公园景点水资源回用等。
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