连续超滤技术在海水养殖水处理中的应用

1、 目前,我国的水产养殖产量居世界之首,是唯一的水产养殖产量超过捕捞产量的国家。工厂化海水养殖是海水养殖的重要组成部分。高密度的养殖方式需要投喂大量的饲料,其中相当一部分不能被鱼类食用而成为污染物。鱼类的大量的排泻物也是主要污染物。这些污染物含有碳、氮、磷等有机质,使水体富营养化突出,大大超过了水体的自净能力。大量有机物的氧化分解,使水体中的溶解氧被消耗殆尽,分解的产物主要成份为氨氮等有害物质,并容易产生致病微生物大量繁殖,对养殖鱼类造成巨大的威胁1。为此需要通过频繁地更换养殖水,这增加了水、电、煤的消耗,增加了养殖成本。1工厂化海水养殖水的膜净化工艺工厂化海水养殖水的污染问题成为工厂化海水养殖

2、业发展的瓶颈。现有的净化处理技术包括过滤技术、泡沫分离技术、生化处理技术和臭氧氧化技术等1-4,由于技术性能和成本的限制远不能满足工厂化海水养殖发展的需要。研究开发高效、节能、低成本的养殖废水处理新技术是解决当前养殖海水污染制约养殖业发展的需要。1.1分离膜的选择膜分离技术包括反渗透、纳滤、超滤、微滤等,其分离精度从0.1纳米到几十微米,能去除水体中的悬浮物、有机物、细菌、病毒直至盐分,而且过程无相变、常温操作,具有独特的分离性能。将膜分离技术应用于海水养殖水的处理,具有一定的现实意义。在四大类分离膜中,反渗透和纳滤的膜孔径在10纳米以下,能截留细菌、病毒、有机物等,同时对海水起脱盐作用,使海

3、水中的离子含量发生变化,影响海水的化学成分,因此不能选择反渗透和纳滤膜用于养殖海水处理。而超滤膜能够让海水中的离子透过的同时截留悬浮物、细菌、病毒和大分子的有机物,其操作压力低,产水流量高,其性能适合养殖海水的处理。经过筛选,选择聚醚砜(PES材料的超滤膜作为海水养殖水处理膜元件。因为该膜的截留分子量约5000060000,具有良好的去除浊度、细菌、病毒等性能,又能保持较高的通量,而且具有良好的机械强度和化学稳定性能,适合进行化学清洗对膜性能进行恢复。膜元件的外径为125mm,总长度为1410mm,总膜面积为12m2。该膜元件采用内压式中空纤维丝。1.2工艺流程的确定为了防止较大颗粒的悬浮物进

4、入膜元件造成严重堵塞,在超滤元件前设置了传统的过滤设备-袋式过滤器,直径为200mm,过滤精度为25m,使传统的过滤技术与膜分离技术相结合,发挥各自的优势,达到较好的处理效果。超滤膜净化装置为该工艺流程的核心,通过直接去除悬浮物、细菌、病毒等污染物,间接去除氨氮和BOD5,提高溶解氧。由于采用臭氧处理后水体中含有的臭氧需要滞留较长时间并需经过活性碳吸附后才能回用5。而紫外杀菌器通过波长为254nm的紫外线杀灭细菌、病毒等病原收稿日期:2005-02-25基金项目:浙江省科技计划项目(2003C33045作者简介:黄宝能(1964-,男,教授级高工,主要从事膜分离技术开发与应用工作;联系电话:0

5、571-*;E-mail:hzhuangbn。超滤膜净化装置在PLC 程序控制下通过自动阀门的开、关组合实现连续自动运行过程。即在正常运行15min 时关闭产水阀,使产水侧和气囊升压。当压力上升到设定值时,压力开关信号输出,打开浓水排放阀,气囊提供动力和水进行反洗,然后切换阀门进行正洗。正洗结束后阀门自动切换恢复到正常运行状态,周而复始实现连续超滤。现场试验效果装置产水量和回收率根据海水养殖池的循环量要求,我们确定采用二支超滤膜元件。调节操作压力,使两支膜的产水流量保持1700L/h 。测得水的回收率为86%。2.2操作压力与运行时间的关系随着运行时间的进行,超滤膜表面受到污染膜阻力不断增加,

6、在保持产水量不变的情况下,其操作压力逐步上升。结果见图2。2.3水质分析结果试验开始前取养殖池水样进行水质分析,分析结果如表1所示。取超滤进水(即养殖水池海水海水养殖池经过连续7d 循环处理后的水质主要指标如表3所示。以上水质分析报告表明,经过连续7d 循环处理后的养殖池海水水质均符合GB11607-89渔业水质标准。试验说明采用膜净化装置后换水周期可以样品名称pH BOD 5氨氮非离子氨悬浮物COD Mn 养殖池水7.152.252.560.01141.71表3养殖池海水水质分析报告(mg/L Table 3Analytic report on seawater quality in bre

7、eding tank(mg/L序号项目超滤进水超滤产水去除率(%1234567悬浮物pH 值BOD 5COD Mn 溶解氧非离子氨总大肠菌群157.1217.3236.060.009170735340100表2超滤处理效果水质分析报告(mg/L Table 2Analytic report on water quality after UF (mg/L图1工艺流程Fig.1Technological process1234561.2.3.4.5.6.图2进水压力随时间的变化Table 2Influent pressure vs.time0.00.51.01.52.00510152025300.

8、000.050.100.150.20(M P a (d(m 3/h 温,这增加能源消耗和养殖成本。以25m 3水池,升2刘鹰,王玲玲.集约化水产养殖污水处理技术及应用J.淡水渔业,1999,29(10:22-24.3周华,孙建敏.水产养殖业的水处理技术综述J.渔业现代化,2000,(4:27-29.4黄正,等.固定化消化细菌去除养殖废水中的氨氮的研究J.2002,31(1:18-20.5于瑞海,王如才.臭氧处理水技术原理及其在水产养殖中的应用综述J.海洋湖沼通报,1997,(3:67-69.6刘梦霞,刘岗.水产养殖生产中水质的监测与控制J.海水养殖,2000,(55:41-46.表4运行费用比

9、较(元Table 4Comparison of operating cost(yuan序号项目换水方法膜净化方法备注123456取水费加温费电费组件更换费设备折旧费合计5.028.5005.539.00.7(每天补充3.5m 34.08.75.55.524.40.2元/m 31.14元/m 30.6元/度寿命3年10年折旧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 北京市电力行业将年节水1.45亿立方米热电厂一直被视为用水大户,但一个个节水项目的建设,使得以往的用水大户正在变成节水大户。国华热电、华能热电、京能热电、高井热电、京丰

12、热电等五家电力企业目前正积极进行具体节水项目的实施工作。截止到2005年年底,主要节水项目已完工6项,年节水共计459万立方米;开工在建3项,项目完成后,年节水共计208万立方米,电力行业节水工作取得有效进展。在过去的一年中,京能热电投入460万元,对1号炉干灰系统进行了改造。通过技术改造,取消了水力除灰,实现100%干灰输送。每小时节水150吨,一年下来,就能节水131万吨。高井热电在冬季三个月比往年少开一台冲灰水泵,按每小时节水250吨计算,预计可节水40余万吨。华能热电的用水系统计量表完善工作正在进行中,并将持续开展。仅这一个项目,去年就节约自来水19.5万吨。京丰热电在建的京周公路弃水再利用工程,收集公路周边排弃的地下水,引入厂内处理再利用记者日前从市工业促进局了解到,全市将在今年进一步推进电力行业节水工作。至今年年底,全市共实施节水项目20项,项目总投资2.57亿元。其中2005年完成项目共计投资4590万