Каково полное объяснение проблемы пены в биохимическом резервуаре и как с ней бороться?

Тип пены

Пена при вводе в эксплуатацию

Механизм образования пены при вводе в эксплуатацию:

1. Поскольку активный ил в аэротенке не адаптирован к качеству поступающей сточной воды, он легко образует пену из-за отсутствия адаптации к среде роста. Но при адаптации активного ила к качеству воды пена будет уменьшаться.

2. Количество активного ила в аэротенке относительно мало, а нагрузка на активный ил относительно высока, что легко приводит к образованию пены, а с увеличением количества активного ила пена постепенно исчезает.

3. На начальном этапе работы активного ила в сточных водах содержится некоторое количество поверхностно-активных веществ, которые могут легко вызвать образование поверхностной пены. Но с постепенным созреванием активного ила эти поверхностно-активные вещества в результате биологической деградации постепенно исчезают.

Денитрификационная пена

Механизм образования денитрификационной пены: когда система обработки активного ила работает с низкой нагрузкой, в отстойнике или в месте с недостаточной аэрацией происходит денитрификация и образуется азот, выделение азота снижает плотность ила до определенной степени и поднимает часть ила вверх, таким образом, возникает пена, и полученная взвешенная пена обычно не очень стабильна.

Биологическая пена

Механизм образования биологической пены:

1. Большинство микроорганизмов, образующих пену, содержат липиды, поэтому эти микроорганизмы легче воды и легко всплывают на поверхность.

2. Большинство микроорганизмов, образующих пену, нитевидные или разветвленные, они легко образуют сеть, которая может захватывать частицы, пузырьки и т.д., и всплывать на поверхность воды. Пузырьки, окруженные сеткой, увеличивают ее поверхностное натяжение, так что пузырек нелегко разбить, пузырек более стабилен.

3. Аэрационные пузырьки, образующиеся при воздушной флотации, часто являются основной движущей силой для образования пены. Частицы, использующие воздушные пузырьки для флотации, должны быть мелкими, легкими и гидрофобными веществами. Поэтому при наличии в воде нефти, липидных веществ и липидосодержащих микроорганизмов легко возникает поверхностное пенное явление.

Факторы, вызывающие образование пены

Время отстаивания осадка

Микроорганизмы, образующие пену, обычно имеют более низкую скорость роста и более длительные циклы роста, поэтому более длительное время пребывания в иле (SRT) благоприятно для роста этих микроорганизмов. Поэтому метод активного ила с отсроченной аэрацией с большей вероятностью приведет к образованию пены. Кроме того, после образования пены время биологического пребывания в пенном слое не зависит от времени пребывания ила в аэротенке, поэтому пена легко образуется стабильной и долговечной.

Значение pH

Различные нитчатые микроорганизмы имеют различные требования к рН, рост Nocardia чрезвычайно чувствителен к рН, оптимальное значение рН составляет 7,8, когда значение рН снижается с 7,0 до 5,0-5,6, это может эффективно снизить образование пены. В основном это связано с тем, что низкое значение pH превышает предел pH для микробного сообщества, которое производит пену. Поэтому, когда рН составляет 5,0, он эффективно контролирует их рост. Однако изменение pH может также вызвать дезадаптацию активного ила, что может привести к образованию пены.

Растворенный кислород

Группа Nocardia в биопене — это строго аэробные микроорганизмы, которые не могут использовать субстрат для роста ни в аноксических, ни в анаэробных условиях, но не погибают, в отличие от нитчатых бактерий, которые могут использовать нитрат в качестве конечного акцептора электронов. Поэтому даже в аноксичной или анаэробной секции существующей системы денитрификации и удаления фосфора он может успешно производиться. При недостатке растворенного кислорода и низкой нагрузке на систему легко образуется денитрификационная пена.

Температура

Бактерии, участвующие в образовании биопены, имеют свою собственную температуру роста и оптимальную температуру, когда окружающая среда или температура воды благоприятны для роста бактерий, может возникнуть явление пены. Кроме того, температура также влияет на микробное сообщество в системе активного ила, что приводит к образованию биопены, о чем можно судить по тому, что многие случаи образования биопены имеют сезонный характер.

Опасности, связанные с пеной

1. Она влияет на нормальную индикацию прибора, особенно на очистных сооружениях с автоматическим управлением DCS, что может привести к неправильной работе системы. Для ультразвукового уровнемера это приведет к ложному уровню; станция очистки сточных вод, использующая нулевой расходомер, может привести к ошибке общего расхода сточных вод.

2. Влияние на окружающую среду: образуется большое количество биопены, которая распространяется на доски пешеходной дорожки и мешает нормальному обслуживанию. Зимой биопена может замерзнуть, что затрудняет уборку; летом она развевается на ветру, образуя неприятные запахи и серьезно загрязняя окружающую среду.

3. Био-пена, как правило, вязкая, в ней будет большое количество активного ила и других твердых частиц в плавающем пенном слое аэрационного бака, пенный слой на поверхности аэрационного бака подбрасывает, препятствуя поступлению кислорода в смесь аэрационного бака, снижая эффективность оксигенации, особенно на механический режим поверхностной аэрации наибольшее влияние.

4. При смешивании с пеной смеси аэрационного бака во второй раковине, пена, обернутая активным илом и другими твердыми частицами, увеличит содержание взвешенных частиц в стоках, что приведет к ухудшению качества сточных вод, и в то же время во второй раковине образуется большое количество отбросов на поверхности, что приводит к увеличению содержания SS, COD и других загрязняющих веществ во внешних дренажных водах.

Методы борьбы с пеной

Распыление воды

Это один из наиболее часто используемых физических методов снижения пенообразования путем распыления потоков воды или капель воды для разрушения пузырьков воздуха, плавающих на поверхности воды. Разбитые частицы осадка частично восстанавливают свои осаждающие свойства, но нитевидные бактерии все еще присутствуют в смеси, поэтому полностью устранить явление пенообразования невозможно;

Добавить антипенообразующий агент

Можно использовать биоциды с сильными окислительными свойствами, такие как хлор, озон и пероксид. Существуют также коммерческие средства, изготовленные на основе полиэтиленгликоля, силикона, смеси хлорида железа и травильного раствора меди. Действие этих средств заключается только в уменьшении роста пены, но не в устранении ее образования. Широко используемые биоциды, как правило, оказывают негативное воздействие, поскольку чрезмерное количество или неправильное размещение дозаторов может существенно снизить количество флокулирующих бактерий и общее количество организмов в реакционном резервуаре. Распространенные дозируемые агенты;

Сокращение времени пребывания осадка

Сокращение времени пребывания ила в аэротенке, то есть уменьшение среднего времени пребывания клеток, позволяет эффективно бороться с биопеной в процессе обработки активного ила. Сокращение времени пребывания ила — это, по сути, стратегия биологического отбора, т.е. использование характеристики длительного среднего времени генерации пенообразующих микроорганизмов для подавления чрезмерного размножения пенообразующих микроорганизмов в аэротенке или для их исключения, чтобы достичь цели контроля биопены;

Добавление носителей в аэрационный реактор

В некоторых системах активного ила вводятся подвижные или фиксированные наполнители, чтобы заставить некоторые микроорганизмы, склонные к расширению ила и пенообразованию, расти в твердом состоянии, что позволяет не только увеличить биомассу в аэротенке и улучшить эффект очистки, но и уменьшить или контролировать образование пены.

Что означает обратный осмос?

Обратный осмос, также известный как обратный осмос, — это мембранное разделение, в котором разница давлений используется в качестве движущей силы для отделения растворителя от раствора. Он называется обратным осмосом, поскольку протекает в направлении, противоположном естественному осмосу. В соответствии с различными осмотическими давлениями различных материалов, для достижения целей разделения, экстракции, очистки и концентрации можно использовать давление, превышающее осмотическое давление, то есть обратный осмос.

В чем заключается принцип процесса обратного осмоса?

1. полупроницаемая мембрана: может пропускать только молекулы растворителя, и не пропускает молекулы растворителя через мембрану, называется идеальной полупроницаемой.

2. осмос: при одинаковом внешнем давлении, когда раствор и чистый растворитель на полупроницаемой мембране разделяются, чистый растворитель пройдет через полупроницаемую мембрану, явление разбавления раствора называется осмосом. 3. осмотическое равновесие: процесс осмоса называется осмосом.

3. осмотическое равновесие: процесс осмоса, когда количество молекул растворителя в единицу времени с двух противоположных направлений через полупроницаемую мембрану равно друг другу, то есть достигается осмотическое равновесие.

4. осмотическое давление: когда полупроницаемая мембрана отделяет раствор от чистого растворителя, к исходному раствору добавляют столько, чтобы этого было достаточно для предотвращения попадания чистого растворителя в раствор, дополнительное давление называется осмотическим давлением. Обычно чем концентрированнее раствор, тем больше осмотическое давление раствора. 5.

5. обратный осмос: если давление, добавляемое к раствору, превышает осмотическое давление, растворитель в растворе направляется в сторону чистого растворителя, этот процесс называется обратным осмосом.

Обратный осмос является использование мембраны обратного осмоса избирательно только через растворитель (обычно вода) и удержание ионных веществ, статическая разница давления между двумя сторонами мембраны в качестве движущей силы для преодоления осмотического давления растворителя, так что растворитель через мембрану обратного осмоса для достижения разделения жидких смесей мембранных процессов.

Его рабочая разница давления обычно составляет 1,5 ~ 10,5 МПа, размер удерживаемого компонента составляет 1 ~ 10197; малые молекулы растворителя. Кроме того, из жидкой смеси могут быть удалены все другие взвешенные, растворенные и коллоидные вещества.

Каковы технические характеристики процесса обратного осмоса?

1. при условии отсутствия фазовых изменений при комнатной температуре, растворитель и вода могут быть разделены, подходит для разделения термочувствительных веществ, концентрации, и по сравнению с методом разделения фазовых изменений, более низкое потребление энергии.

2. Широкий диапазон удаления примесей, не только растворенные неорганические соли могут быть удалены, но и все виды органических ариловых примесей могут быть удалены.

3. высокая скорость удаления солей и скорость повторного использования воды, может удерживать растворители с размером частиц в несколько нанометров или более.

4, потому что только использование давления в качестве движущей силы мембранного разделения, поэтому устройство разделения является простым, простым в эксплуатации, самоконтроля и технического обслуживания.

5. Устройство обратного осмоса требует, чтобы исходная вода достигла определенной цели, чтобы работать нормально, медицинская эта сырая вода в устройство обратного осмоса перед использованием определенных мер предварительной обработки. Чтобы продлить срок службы мембраны, ее следует регулярно очищать от грязи.

Каково обычное применение?

Технология обратного осмоса обычно используется для очистки морской, солоноватой и пресной воды; умягчения воды; очистки сточных вод, а также в пищевой, фармацевтической, химической промышленности, для очистки, концентрации, разделения и так далее.

Кроме того, технология обратного осмоса, применяемая для предварительного обессоливания, также достигла лучших результатов, может сделать нагрузку ионообменной смолы, чтобы уменьшить рыхлость более чем на 90%, дозировка агента регенерации смолы также может быть уменьшена на 90%.

Таким образом, это не только экономит затраты, но и способствует защите окружающей среды. Технология обратного осмоса также может быть использована в дополнение к частицам в воде, органическим веществам, коллоидным веществам, для уменьшения загрязнения ионообменной смолы, продления срока службы имеет хороший эффект.

В чем разница между мембраной обратного осмоса, ультрафильтрационной мембраной и нанофильтрационной мембраной?

Сравнение мембраны обратного осмоса, ультрафильтрационной мембраны и нанофильтрационной мембраны

1. Мембрана обратного осмоса: Это самый тонкий продукт мембранного разделения, который может эффективно удерживать все растворенные соли и органические вещества с молекулярной массой более 100, позволяя при этом молекулам воды проходить через него. Мембрана обратного осмоса широко используется для опреснения морской и солоноватой воды, подпиточной воды для котлов, чистой воды для промышленности и подготовки высокочистой воды для электроники, производства чистой питьевой воды, очистки сточных вод и специальных процессов разделения.

2. Ультрафильтрационная мембрана: она может удерживать крупные молекулы и белки размером 0,002-0,1 микрон. Ультрафильтрационная мембрана позволяет небольшим молекулам и растворенным твердым веществам (неорганическим солям) и т.д. проходить через, в то же время оставит коллоиды, белки, микроорганизмы и макромолекулы органических веществ, используемых для обозначения размера пор ультрафильтрационной мембраны, молекулярно-массовый диапазон разреза обычно находится в диапазоне 1,000-500,000. Рабочее давление ультрафильтрационной мембраны обычно составляет 1-7 бар.

3. Нанофильтрационная мембрана: она может удерживать наноразмерные (0,001 микрон) вещества. Нанофильтрационная мембрана работает в диапазоне между ультрафильтрацией и обратным осмосом, молекулярная масса удерживаемых органических веществ составляет около 200-800 МВ, способность удерживать растворенные соли между 20%-98%, скорость удаления растворимых моновалентных ионов ниже, чем скорость удаления высоковалентных ионов, нанофильтрация обычно используется для удаления органических веществ и пигментов в поверхностных водах, жесткости и радия в подземных водах и частичного удаления растворенных солей в производстве продуктов питания и лекарств. Извлечение и концентрация полезных веществ. Нанофильтрационные мембраны обычно работают при давлении 3,5-30 бар.

Преимущества и недостатки мембран обратного осмоса по сравнению с ультрафильтрационными мембранами

Размер пор обратноосмотической мембраны составляет всего 1/100 от размера ультрафильтрационной мембраны, поэтому оборудование для очистки воды обратным осмосом может эффективно удалять тяжелые металлы, пестициды, трихлорметан и другие химические загрязнители в воде, а ультрафильтрационный водоочиститель бессилен. Ультрафильтрационный водоочиститель может удалить частицы загрязняющих веществ и бактерий, обратный осмос все удалит.

Обратный осмос и ультрафильтрация, основными компонентами которых являются мембранные элементы. Есть два основных отличия:

1. Качество воды и стандарты тестирования департамента здравоохранения различны, чтобы дать вам пример для иллюстрации, бактериальные показатели воды, ультрафильтрация в соответствии с «общим процессором воды», общее количество колоний 100 / мл; и обратный осмос оборудование для очистки воды для 20 / мл, требования более строгие, конечно, обратный осмос оборудование для очистки воды, качество воды намного лучше, чем ультрафильтрация. Также намного лучше, чем ультрафильтрация.

2. Оборудование для очистки воды обратного осмоса — это качественное водоснабжение, подача чистой воды для питья, концентрированной воды, используемой для мытья; а ультрафильтрация обычно используется для мытья воды; когда качество водопроводной воды относительно высокое, она также может быть использована в качестве оборудования для получения питьевой воды сверхчистой воды.

Преимущества ультрафильтрации: как правило, не используется насос, нет энергопотребления, нет проблем с электробезопасностью; меньше соединений, низкое давление воды, частота отказов и вероятность утечки относительно низкая; простая структура, недорогая;

Недостатки: плохое удаление химических загрязнителей в воде; плохое влияние на водоснабжение специальных мероприятий; немного хуже вкус воды; не может уменьшить жесткость воды, например, жесткость водопроводной воды, контейнеры для приготовления воды могут быть накипью. Ультрафильтрационная мембрана может удалять макромолекулы, коллоиды, белки, частицы и т.д. в растворе, при использовании низкого давления, большого выхода воды, проста в эксплуатации. При испытании лечебного эффекта ультрафильтрационного мембранного устройства из полых волокон для глубокой очистки сырой воды для производства вина, доказано, что ультрафильтрационное мембранное устройство очистки воды может эффективно устранить вторичное загрязнение воды в трубопроводной сети и дополнительно улучшить качество воды.

Преимущества оборудования для очистки воды с обратным осмосом: безопасность воды, может эффективно удалять все виды вредных примесей в качестве воды; для водоснабжения специальных мероприятий с лучшими результатами; лучший вкус воды; может эффективно снизить жесткость воды, приготовление воды контейнеры не легко накипи; недостатки: насосы, потребление электроэнергии, вопросы электрической безопасности; больше суставов, высокое давление воды, частота отказов и вероятность утечки относительно высока; структура более сложная, относительно дорогая.

Ультрафильтрационная мембрана и разница между нанофильтрацией и обратным осмосом

Ультрафильтрационная мембрана

Ультрафильтрационная мембрана представляет собой мембранную технологию разделения под давлением, то есть под определенным давлением, так что малые молекулы растворителей и растворители через определенное отверстие специальной пленки, в то время как макромолекулы растворителей не могут пройти через мембрану, чтобы остаться на стороне мембраны, так что большие молекулы веществ были частично очищены.

Преимуществами технологии ультрафильтрации являются простота эксплуатации, низкая стоимость, отсутствие добавления химических реагентов, особенно мягкие экспериментальные условия технологии ультрафильтрации, по сравнению с выпариванием, сублимационной сушкой, отсутствие фазовых изменений, а также не вызывает изменений температуры, pH, и таким образом может предотвратить денатурацию, инактивацию и автолиз биомолекул. В технологии подготовки биомолекул ультрафильтрация в основном используется для опреснения, обезвоживания и концентрации биомолекул.

Ультрафильтрация также имеет некоторые ограничения, она не может напрямую получить сухой порошок. Для белковых растворов, как правило, можно получить только 10-50% концентрацию. Можно использовать отечественные промышленные оба способа. Ключом к технологии ультрафильтрации является мембрана. Существуют различные типы и спецификации мембран, которые можно выбрать в зависимости от потребностей работы.

Нанофильтрация

Нанофильтрация находится между ультрафильтрацией и обратным осмосом. В настоящее время она в основном используется для опреснения воды на водопроводных станциях или в промышленности. Степень опреснения составляет более 90%. Степень опреснения при обратном осмосе 99 % и более Однако если требования к качеству воды не особенно высоки, использование нанофильтрации позволяет сэкономить значительные средства.

Обратный осмос

Обратный осмос — это использование разности давлений в таблице для питания мембранного разделения и технологии фильтрации, возникшей в США в 1960-х годах аэрокосмической науки и техники исследований, а затем постепенно преобразован в гражданское использование, был широко использован в научных исследованиях, медицине, пище, напитках, опреснения и других областях.

Она используется для подготовки космической воды, чистой воды, дистиллированной воды и т.д.; воды для производства и разложения спирта; предварительной подготовки воды для медицины, электроники и других отраслей промышленности; концентрации, разделения, очистки и подготовки воды для химического процесса; опреснения подпиточной воды котлов; опреснения морской воды, солоноватой воды; очистки воды и сточных вод для бумажного производства, гальваники, красильной и полиграфической промышленности.

Применение различных мембран в водоподготовке: прямой осмос, обратный осмос, ультрафильтрация, нанофильтрация

Принцип прямого осмоса (FO)

Растворитель и раствор разделены полупроницаемой мембраной, которая может пропускать только молекулы растворителя, но не молекулы растворенного вещества, и молекулы растворителя будут самопроизвольно проходить через мембрану со стороны растворителя на сторону раствора под действием осмотического давления, что и является явлением осмоса, также известным как «прямой осмос».

Применение мембраны прямого осмоса в водоподготовке

1. Опреснение морской воды Применение мембран прямого осмоса для опреснения морской воды является одной из наиболее широко изученных областей. Ранние исследования по его применению содержатся в основном в некоторых патентах, но большинство этих исследований незрелые и не очень осуществимые.

2. Очистка промышленных сточных вод В ранних исследованиях сообщалось об использовании мембран FO для очистки сточных вод с низкой концентрацией тяжелых металлов, но из-за серьезного загрязнения используемых мембран обратного осмоса поток быстро снижался, и поэтому глубокие исследования не проводились.

3.Очистка фильтрата отходов Полигон CoffinButte в Корваллисе, штат Орегон, США, может производить (2-4) × 104 м3 фильтрата отходов в год, и для того, чтобы соответствовать стандартам качества воды для землепользования, TDS сточных вод должен быть снижен до уровня ниже 100 мг/л.

Мембранная технология обратного осмоса

1. Принцип обратного осмоса (RO)

Обратный осмос является своего рода давление в качестве движущей силы мембранного процесса разделения в использовании для производства обратного осмоса давление должно быть перекачано в солевой раствор или давление сточных вод, чтобы преодолеть естественное осмотическое давление и сопротивление мембраны, чтобы сделать воду через мембрану обратного осмоса, растворенные соли в воде или загрязненные примеси в мембране обратного осмоса на другой стороне блока.

2. Обратноосмотическая мембрана в применении для очистки воды

2.1 Обратноосмотическая мембрана в водоподготовке При обычном применении воды люди полагаются на выживание и производственную деятельность, необходимые материальные условия. В связи с растущей нехваткой ресурсов пресной воды, мощность устройств для очистки воды методом обратного осмоса в мире достигла миллионов тонн в день.

2.2 Применение обратноосмотической мембраны в городских сточных водах В настоящее время высоко ценится применение обратноосмотической мембраны в глубокой очистке городских сточных вод, особенно вторичного использования сточных вод очистных сооружений и повторного использования воды и т.д.

2.3 Применение мембраны обратного осмоса в очистке сточных вод от тяжелых металлов Традиционный метод очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, является только передача загрязнения, то есть сточные воды растворяют тяжелые металлы в осадок или более легко обрабатываемой форме, и его окончательное удаление часто на свалку, и тяжелые металлы на грунтовые воды и поверхностные воды окружающей среды, вызванные вторичным загрязнением опасности для окружающей среды по-прежнему существует в течение длительного времени.

2.4 мембрана обратного осмоса в применении маслянистых сточных вод Маслянистые сточные воды представляют собой большое количество промышленных сточных вод, если непосредственно сбрасывается в водоем, будет производить масляную пленку на поверхностном слое водоема, чтобы предотвратить кислород от растворения в воде, что приводит к недостатку кислорода в воде, биологические смерти, выделяют неприятный запах, серьезно загрязняя экологическую среду. Нефть 3,5 мг / л, общий органический углерод (TOC) (16 ~ 23) мг / л нефтепромысловой очистки воды для котла качество воды обрабатывается вода используется обратно в котел электростанции питательной воды.

Технология мембранной нанофильтрации

Принцип нанофильтрации (NF)

Нанофильтрация (NF) — это новый тип молекулярной мембранной технологии разделения, которая является одной из горячих точек в области мембранного разделения в мире в настоящее время. Размер пор NF мембраны составляет более 1 нм, обычно 1-2 нм; производительность удержания растворителя находится между RO и UF мембранами; RO мембрана имеет высокую скорость удаления почти всех растворителей, но NF мембрана имеет высокую скорость удаления только конкретных растворителей.NF мембрана способна удалить двухвалентные, трехвалентные ионы, Mn ≥ 200 органических ионов, и органические воды станции водоподготовки. , органические вещества с Mn ≥ 200, а также микроорганизмы, коллоиды, источники тепла, вирусы и т.д. Важной особенностью нанофильтрационной мембраны является то, что тело мембраны имеет электрический заряд, что является важной причиной того, что она по-прежнему имеет высокую производительность опреснения при очень низком давлении (всего 0,5 МПа) и неорганические соли могут быть удалены, даже если молекулярный вес мембраны составляет несколько сотен, и это также является основной причиной низкой стоимости эксплуатации NF. NF подходит для всех видов источников соленой воды, и коэффициент использования воды составляет 75% ~ 85%, и 30% ~ 50% для опреснения морской воды, и нет сброса кислотных и щелочных сточных вод. Сброс сточных вод.

Применение нанофильтрационной мембраны в водоподготовке

Применение нанофильтрационной мембраны в питьевой воде Нанофильтрация работает под низким давлением и является предпочтительным процессом для подготовки и глубокой очистки питьевой воды. Технология нанофильтрации позволяет удалить большую часть Ca, Mg и других ионов, поэтому опреснение (опреснение) является наиболее популярным применением технологии нанофильтрации.

Мембранная технология очистки воды с точки зрения инвестиций, эксплуатации и обслуживания и цены и обычное умягчение извести и ионный обмен процесс похож, но без осадка, без регенерации, полное удаление взвешенных частиц и органических веществ, прост в эксплуатации и занимает площадь провинции и т.д., больше примеров применения. Нанофильтрация может быть использована непосредственно для смягчения грунтовых, поверхностных и сточных вод, а также в качестве обратного осмоса (Reverse osmosis, RO), солнечного фотоэлектрического опреснительного устройства (Photovoltaic powered desalination system) и других предварительных обработок.

Применение нанофильтрационной мембраны в опреснении морской воды Опреснение морской воды относится к опреснению морской воды с содержанием солей 35 000 мг/л до питьевой воды менее 500 мг/л.

Применение нанофильтрационной мембраны в очистке сточных вод A, бытовых сточных вод B, текстильных, печатных и красильных сточных вод C, сточных вод кожевенных заводов D, гальванических сточных вод E, бумажных сточных вод.