連續(xù)超濾技術(shù)在海水養(yǎng)殖水處理中的應(yīng)用

1、 目前,我國(guó)的水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量居世界之首,是唯一的水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量超過捕撈產(chǎn)量的國(guó)家。工廠化海水養(yǎng)殖是海水養(yǎng)殖的重要組成部分。高密度的養(yǎng)殖方式需要投喂大量的飼料,其中相當(dāng)一部分不能被魚類食用而成為污染物。魚類的大量的排瀉物也是主要污染物。這些污染物含有碳、氮、磷等有機(jī)質(zhì),使水體富營(yíng)養(yǎng)化突出,大大超過了水體的自凈能力。大量有機(jī)物的氧化分解,使水體中的溶解氧被消耗殆盡,分解的產(chǎn)物主要成份為氨氮等有害物質(zhì),并容易產(chǎn)生致病微生物大量繁殖,對(duì)養(yǎng)殖魚類造成巨大的威脅1。為此需要通過頻繁地更換養(yǎng)殖水,這增加了水、電、煤的消耗,增加了養(yǎng)殖成本。1工廠化海水養(yǎng)殖水的膜凈化工藝工廠化海水養(yǎng)殖水的污染問題成為工廠化海水養(yǎng)殖

2、業(yè)發(fā)展的瓶頸?，F(xiàn)有的凈化處理技術(shù)包括過濾技術(shù)、泡沫分離技術(shù)、生化處理技術(shù)和臭氧氧化技術(shù)等1-4,由于技術(shù)性能和成本的限制遠(yuǎn)不能滿足工廠化海水養(yǎng)殖發(fā)展的需要。研究開發(fā)高效、節(jié)能、低成本的養(yǎng)殖廢水處理新技術(shù)是解決當(dāng)前養(yǎng)殖海水污染制約養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的需要。1.1分離膜的選擇膜分離技術(shù)包括反滲透、納濾、超濾、微濾等,其分離精度從0.1納米到幾十微米,能去除水體中的懸浮物、有機(jī)物、細(xì)菌、病毒直至鹽分,而且過程無(wú)相變、常溫操作,具有獨(dú)特的分離性能。將膜分離技術(shù)應(yīng)用于海水養(yǎng)殖水的處理,具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。在四大類分離膜中,反滲透和納濾的膜孔徑在10納米以下,能截留細(xì)菌、病毒、有機(jī)物等,同時(shí)對(duì)海水起脫鹽作用,使海

3、水中的離子含量發(fā)生變化,影響海水的化學(xué)成分,因此不能選擇反滲透和納濾膜用于養(yǎng)殖海水處理。而超濾膜能夠讓海水中的離子透過的同時(shí)截留懸浮物、細(xì)菌、病毒和大分子的有機(jī)物,其操作壓力低,產(chǎn)水流量高,其性能適合養(yǎng)殖海水的處理。經(jīng)過篩選,選擇聚醚砜(PES材料的超濾膜作為海水養(yǎng)殖水處理膜元件。因?yàn)樵撃さ慕亓舴肿恿考s5000060000,具有良好的去除濁度、細(xì)菌、病毒等性能,又能保持較高的通量,而且具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性能,適合進(jìn)行化學(xué)清洗對(duì)膜性能進(jìn)行恢復(fù)。膜元件的外徑為125mm,總長(zhǎng)度為1410mm,總膜面積為12m2。該膜元件采用內(nèi)壓式中空纖維絲。1.2工藝流程的確定為了防止較大顆粒的懸浮物進(jìn)

4、入膜元件造成嚴(yán)重堵塞,在超濾元件前設(shè)置了傳統(tǒng)的過濾設(shè)備-袋式過濾器,直徑為200mm,過濾精度為25m,使傳統(tǒng)的過濾技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合,發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),達(dá)到較好的處理效果。超濾膜凈化裝置為該工藝流程的核心,通過直接去除懸浮物、細(xì)菌、病毒等污染物,間接去除氨氮和BOD5,提高溶解氧。由于采用臭氧處理后水體中含有的臭氧需要滯留較長(zhǎng)時(shí)間并需經(jīng)過活性碳吸附后才能回用5。而紫外殺菌器通過波長(zhǎng)為254nm的紫外線殺滅細(xì)菌、病毒等病原收稿日期:2005-02-25基金項(xiàng)目:浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2003C33045作者簡(jiǎn)介:黃寶能(1964-,男,教授級(jí)高工,主要從事膜分離技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用工作;聯(lián)系電話:0

5、571-*;E-mail:hzhuangbn。超濾膜凈化裝置在PLC 程序控制下通過自動(dòng)閥門的開、關(guān)組合實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行過程。即在正常運(yùn)行15min 時(shí)關(guān)閉產(chǎn)水閥,使產(chǎn)水側(cè)和氣囊升壓。當(dāng)壓力上升到設(shè)定值時(shí),壓力開關(guān)信號(hào)輸出,打開濃水排放閥,氣囊提供動(dòng)力和水進(jìn)行反洗,然后切換閥門進(jìn)行正洗。正洗結(jié)束后閥門自動(dòng)切換恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài),周而復(fù)始實(shí)現(xiàn)連續(xù)超濾?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果裝置產(chǎn)水量和回收率根據(jù)海水養(yǎng)殖池的循環(huán)量要求,我們確定采用二支超濾膜元件。調(diào)節(jié)操作壓力,使兩支膜的產(chǎn)水流量保持1700L/h 。測(cè)得水的回收率為86%。2.2操作壓力與運(yùn)行時(shí)間的關(guān)系隨著運(yùn)行時(shí)間的進(jìn)行,超濾膜表面受到污染膜阻力不斷增加,

6、在保持產(chǎn)水量不變的情況下,其操作壓力逐步上升。結(jié)果見圖2。2.3水質(zhì)分析結(jié)果試驗(yàn)開始前取養(yǎng)殖池水樣進(jìn)行水質(zhì)分析,分析結(jié)果如表1所示。取超濾進(jìn)水(即養(yǎng)殖水池海水海水養(yǎng)殖池經(jīng)過連續(xù)7d 循環(huán)處理后的水質(zhì)主要指標(biāo)如表3所示。以上水質(zhì)分析報(bào)告表明,經(jīng)過連續(xù)7d 循環(huán)處理后的養(yǎng)殖池海水水質(zhì)均符合GB11607-89漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)說明采用膜凈化裝置后換水周期可以樣品名稱pH BOD 5氨氮非離子氨懸浮物COD Mn 養(yǎng)殖池水7.152.252.560.01141.71表3養(yǎng)殖池海水水質(zhì)分析報(bào)告(mg/L Table 3Analytic report on seawater quality in bre

7、eding tank(mg/L序號(hào)項(xiàng)目超濾進(jìn)水超濾產(chǎn)水去除率(%1234567懸浮物pH 值BOD 5COD Mn 溶解氧非離子氨總大腸菌群157.1217.3236.060.009170735340100表2超濾處理效果水質(zhì)分析報(bào)告(mg/L Table 2Analytic report on water quality after UF (mg/L圖1工藝流程Fig.1Technological process1234561.2.3.4.5.6.圖2進(jìn)水壓力隨時(shí)間的變化Table 2Influent pressure vs.time0.00.51.01.52.00510152025300.

8、000.050.100.150.20(M P a (d(m 3/h 溫,這增加能源消耗和養(yǎng)殖成本。以25m 3水池,升2劉鷹,王玲玲.集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖污水處理技術(shù)及應(yīng)用J.淡水漁業(yè),1999,29(10:22-24.3周華,孫建敏.水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的水處理技術(shù)綜述J.漁業(yè)現(xiàn)代化,2000,(4:27-29.4黃正,等.固定化消化細(xì)菌去除養(yǎng)殖廢水中的氨氮的研究J.2002,31(1:18-20.5于瑞海,王如才.臭氧處理水技術(shù)原理及其在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用綜述J.海洋湖沼通報(bào),1997,(3:67-69.6劉夢(mèng)霞,劉崗.水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)中水質(zhì)的監(jiān)測(cè)與控制J.海水養(yǎng)殖,2000,(55:41-46.表4運(yùn)行費(fèi)用比

9、較(元Table 4Comparison of operating cost(yuan序號(hào)項(xiàng)目換水方法膜凈化方法備注123456取水費(fèi)加溫費(fèi)電費(fèi)組件更換費(fèi)設(shè)備折舊費(fèi)合計(jì)5.028.5005.539.00.7(每天補(bǔ)充3.5m 34.08.75.55.524.40.2元/m 31.14元/m 30.6元/度壽命3年10年折舊APPLICATION OF CONTINUOUS UF TECHNIQUE IN WATER TREATMENT FOR MARINE CULTUREHuang Bao-neng,Zhou Ni-min,Yi Ping-zhao,Fan Xiong(Development

10、Center of Water Treatment technology,SOA,Hangzhou 310012,ChinaAbstract:With a combined technological process with bag-type filter,continuous UF and UV sterilization was used for water treatment of marine cul-ture with circulation and utilization.The technological process can effectively remove suspe

11、nded substances,such as COD,BOD 5,bacteria etc.harmful substances to make the treated seawater reach the standard of GB11607-89Fishery Breeding WaterKey words:marine culture;circulating utilization;continuous UF;PES 北京市電力行業(yè)將年節(jié)水1.45億立方米熱電廠一直被視為用水大戶,但一個(gè)個(gè)節(jié)水項(xiàng)目的建設(shè),使得以往的用水大戶正在變成節(jié)水大戶。國(guó)華熱電、華能熱電、京能熱電、高井熱電、京豐

12、熱電等五家電力企業(yè)目前正積極進(jìn)行具體節(jié)水項(xiàng)目的實(shí)施工作。截止到2005年年底,主要節(jié)水項(xiàng)目已完工6項(xiàng),年節(jié)水共計(jì)459萬(wàn)立方米;開工在建3項(xiàng),項(xiàng)目完成后,年節(jié)水共計(jì)208萬(wàn)立方米,電力行業(yè)節(jié)水工作取得有效進(jìn)展。在過去的一年中,京能熱電投入460萬(wàn)元,對(duì)1號(hào)爐干灰系統(tǒng)進(jìn)行了改造。通過技術(shù)改造,取消了水力除灰,實(shí)現(xiàn)100%干灰輸送。每小時(shí)節(jié)水150噸,一年下來,就能節(jié)水131萬(wàn)噸。高井熱電在冬季三個(gè)月比往年少開一臺(tái)沖灰水泵,按每小時(shí)節(jié)水250噸計(jì)算,預(yù)計(jì)可節(jié)水40余萬(wàn)噸。華能熱電的用水系統(tǒng)計(jì)量表完善工作正在進(jìn)行中,并將持續(xù)開展。僅這一個(gè)項(xiàng)目,去年就節(jié)約自來水19.5萬(wàn)噸。京豐熱電在建的京周公路棄水再利用工程,收集公路周邊排棄的地下水,引入廠內(nèi)處理再利用記者日前從市工業(yè)促進(jìn)局了解到,全市將在今年進(jìn)一步推進(jìn)電力行業(yè)節(jié)水工作。至今年年底,全市共實(shí)施節(jié)水項(xiàng)目20項(xiàng),項(xiàng)目總投資2.57億元。其中2005年完成項(xiàng)目共計(jì)投資4590萬(wàn)