• <tr id="yyy80"></tr>
  • <sup id="yyy80"></sup>
  • <tfoot id="yyy80"><noscript id="yyy80"></noscript></tfoot>
  • 99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

    MBR-超濾-反滲透工藝深度處理化學合成橡膠廢水的生產(chǎn)性試驗

    2012-12-24 11:25:14張衍鄭煒劉銳李偉馬敏杰李熒陳呂軍
    環(huán)境工程技術(shù)學報 2012年1期
    關(guān)鍵詞:丁基橡膠濁度電導率

    張衍,鄭煒,劉銳,李偉,馬敏杰,李熒,,陳呂軍,*

    1.清華大學環(huán)境學院,北京 100084

    2.浙江清華長三角研究院生態(tài)環(huán)境研究所,浙江省水質(zhì)科學與技術(shù)重點實驗室,浙江 嘉興 314006

    3.浙江雙益環(huán)??萍及l(fā)展有限公司,浙江 嘉興 314000

    丁基橡膠是一種化學合成橡膠,由異丁烯和少量異戊二烯聚合而成。生產(chǎn)過程包括催化劑配制、堿洗、聚合、干燥等多個步驟,產(chǎn)生大量廢水,其中堿洗產(chǎn)生的高濃廢水水量小、污染物濃度大、含鹽量高,擠壓脫水等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的低濃度廢水主要為有機溶劑和反應物的殘留,污染程度小,含鹽量低。目前雖然對橡膠類生產(chǎn)廢水的處理研究較多[1-6],但對深度處理回用的研究較少[7],而對丁基橡膠廢水的處理研究鮮有報道。

    筆者以低濃度丁基橡膠廢水為處理對象,根據(jù)其污染程度小、含鹽量低、水量大的特點,結(jié)合企業(yè)需求,建立了一套MBR生化處理與超濾(UF)、反滲透(RO)相結(jié)合的丁基橡膠廢水深度處理回用系統(tǒng)。通過對整體工藝進行跟蹤,評價了處理回用系統(tǒng)的有效性、穩(wěn)定性及經(jīng)濟效益。

    1 廢水水質(zhì)

    企業(yè)生產(chǎn)過程排放的低濃度廢水包括膠粒廢水、甲醇廢水、沖洗廢水、循環(huán)冷卻排污水。膠粒廢水為丁基橡膠合成結(jié)束后通過擠壓脫出的介質(zhì)水,是排放量最大的一類廢水;甲醇廢水是原料處理環(huán)節(jié)甲醇脫除后排放的甲醇洗脫水,主要污染物為甲醇,水量很小;沖洗廢水主要是廠區(qū)內(nèi)地面和設(shè)備的沖洗廢水,包含少量生活污水;循環(huán)冷卻排污水為連續(xù)從循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中排出的污水。企業(yè)生產(chǎn)廢水水質(zhì)情況如表1所示。

    表1 企業(yè)生產(chǎn)廢水水質(zhì)Table 1 Wastewater characteristics

    2 工藝流程

    筆者針對上述廢水水質(zhì),同時結(jié)合廢水回用的需要,設(shè)計了MBR,UF和RO工藝組合的丁基橡膠廢水深度處理回用系統(tǒng)。膠粒廢水、甲醇廢水、沖洗廢水等有機污染廢水由MBR進行生化處理,MBR出水與循環(huán)冷卻排污水混合進行UF處理,最后經(jīng)RO脫鹽,回用。其中,MBR單元設(shè)計處理水量為1000 m3/d,實際處理水量為1181 m3/d;循環(huán)冷卻排污水設(shè)計處理水量為2160 m3/d,實際處理水量為430 m3/d,整套系統(tǒng)的工藝流程如圖1所示,主要構(gòu)筑物及設(shè)備規(guī)格如表2所示。

    3 分析方法

    CODCr用HACH微回流消解比色法測定,消解器型號DRB200,比色計型號DR890;BOD5用稀釋接種法測定[8];TN濃度用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法測定[8];TP濃度用鉬銻抗分光光度法測定[8];電導率用美國 Rosemount在線電導率儀及JENCO 3250臺式電導率儀測定;濁度用 HACH 2100N濁度儀測定。

    表2 主要構(gòu)筑物及設(shè)備規(guī)格Table 2 Characteristics of main structures

    4 結(jié)果與討論

    2010年11月—2011年6月,對系統(tǒng)進行了為期8個月的現(xiàn)場跟蹤監(jiān)測,期間MBR單元水溫變化較大,從18℃逐步上升至35℃。在線加藥系統(tǒng)調(diào)整調(diào)節(jié)池廢水的pH至中性,以保證生化反應的順利進行,實際運行過程廢水pH為5.7~8.5。為實現(xiàn)較強的紊流效果,保持對膜絲表面的沖刷,增強了膜池內(nèi)的曝氣強度,MBR單元內(nèi)溶解氧控制在4.5 mg/L。MBR,UF和RO單元均由DCS系統(tǒng)自動控制,MBR單元出水泵為抽吸7 min,停止1 min交替運行,UF單元為每0.5 h沖洗一次,RO單元為每6 h沖洗一次,系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。

    4.1 MBR單元處理效果

    MBR能夠高效截留污泥,實現(xiàn)污泥停留時間與水力停留時間的分離,保持較高的污泥濃度,豐富污泥中微生物種類,同時截留大分子污染物,延長生化作用時間,表現(xiàn)出優(yōu)良的CODCr去除能力[9-10]。工程從2010年11月開始調(diào)試,經(jīng)過27 d的啟動和穩(wěn)定,12月MBR基本進入穩(wěn)定運行階段,其CODCr去除效果如圖2所示。

    由圖2可知,2011年3月初,MBR運行過程中出現(xiàn)了一次有機負荷沖擊,進水CODCr高達1192 mg/L,是由于企業(yè)進行生產(chǎn)設(shè)備維護,使少量原料殘余進入廢水造成的。MBR出水CODCr短期內(nèi)有所上升,但進水水質(zhì)恢復后出水CODCr迅速恢復到正常水平,表明MBR具有較好的抗沖擊能力。在水質(zhì)正常的穩(wěn)定運行階段,進水 CODCr為158~451 mg/L(平均 258 mg/L),出水 CODCr為 5~101 mg/L(平均31 mg/L),去除率為(88±6)%。MBR出水濁度低于0.2 NTU,滿足UF系統(tǒng)進水要求。

    圖2 MBR單元CODCr去除效果Fig.2 CODCrremoval of MBR

    MBR工藝中膜污染是眾多學者最關(guān)注的問題[11-14],適宜的在線化學清洗可以有效緩解膜污染的發(fā)展[15]。試驗中采用NaClO溶液對MBR進行在線化學清洗,包括低濃度(300~500 mg/L)和高濃度(3000~5000 mg/L)化學在線清洗。通常,針對不同廢水和膜材料進行在線化學清洗頻次和組合方式的優(yōu)化,該試驗優(yōu)化過程經(jīng)歷了三個階段,實現(xiàn)了膜污染的有效控制,運行期間MBR膜壓差變化如圖3所示。第一階段為2011年2月23日前,該階段不對MBR的膜進行在線化學清洗,系統(tǒng)開始運行后41 d內(nèi)基本保持6 kPa穩(wěn)定的低壓差,比通量下降緩慢,而后膜污染加劇,壓差逐步上升,至2011年2月中旬已接近 45 kPa,比通量從 4 L/(m2·h·kPa)下降至小于0.5 L/(m2·h·kPa);第二階段為2011年2月23日—4月20日,該階段每20 d對膜進行一次高濃度在線化學清洗,膜污染得到緩解,壓差逐步降至7.5 kPa,比通量也逐步恢復;第三階段為2011年4月20日后,對MBR每15 d一次交替進行低濃度和高濃度在線化學清洗,膜壓差穩(wěn)定在7.30~8.17 kPa,比通量穩(wěn)定在2.2 ~2.8 L/(m2·h·kPa),膜污染得到有效控制,該階段的清洗方式適宜MBR的長效運行。

    圖3 MBR膜壓差及比通量變化Fig.3 Variation of TMP and specific flux

    膜截留使MBR的污泥濃度高于活性污泥法、SBR 法和接觸氧化法等好氧處理工藝[4,16],豐富的微生物種類,可增強污泥活性,利于很好地去除污染物。該系統(tǒng)MBR運行過程中排泥量小,MLSS濃度從運行初期的5.77 g/L升高至20.61 g/L,MLVSS濃度從1.62 g/L升高到10.58 g/L,實現(xiàn)了高污泥濃度運行。膜的截留會使無機顆粒物在反應池中有所積累,但系統(tǒng)中MLVSS/MLSS仍維持在0.5以上,保持較強污泥活性。

    由表3可知,MBR系統(tǒng)運行過程中總氮(TN)和總磷(TP)得到不同程度的去除,去除率分別為(53.4±39.2)%和(94.4 ±9.4)%。有報道[17]稱,在較低DO濃度(<1 mg/L)下,MBR能夠進行同步硝化反硝化過程,實現(xiàn)TN的較好去除;而在較高DO濃度下,MBR也能表現(xiàn)出一定的TN去除效果[18]。但該系統(tǒng)中MBR對TN的去除有待進一步研究。由于進水中存在少量SS,而廢水中TP濃度不高,且存在或吸附于固體顆粒上無法通過膜孔而截留在 MBR池內(nèi),因此表現(xiàn)出較高的 TP去除效果[19]。

    表3 MBR單元TN和TP的去除Table 3 TN and TP removal of MBR

    4.2 UF和RO單元運行效果

    UF進水由循環(huán)冷卻排污水和MBR出水混合組成,運行過程中分別單獨測定了循環(huán)冷卻排污水與MBR出水水質(zhì),而未對混合廢水進行水質(zhì)測定,采用在線儀表與實驗室儀器結(jié)合的方式對UF和RO單元的水質(zhì)進行長期監(jiān)測。穩(wěn)定運行階段,UF出水濁度小于0.2 NTU,CODCr為(31 ±7)mg/L,RO 出水電導率為30~45 μS/cm,2011年4月電導率變化情況如圖4所示。在有機負荷異常期間,含有較高CODCr的MBR出水直接排放到工業(yè)園區(qū)污水管網(wǎng)中,因此未對UF和RO單元造成影響。企業(yè)回用冷卻水水質(zhì)要求 CODCr<30 mg/L,電導率 <1000 μS/cm,濁度<1 NTU,該系統(tǒng)出水可滿足回用冷卻水水質(zhì)要求。半年實際運行過程中,企業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運轉(zhuǎn)良好。

    圖4 RO出水電導率變化Fig.4 Variation of conductivity of product water

    4.3 廢水的水回用率

    系統(tǒng)運行過程中,UF單元錯流水回流至緩沖池再次過濾,不發(fā)生損失,系統(tǒng)每運行0.5 h進行一組“正沖-反沖-正沖”程序,沖洗水排放城市污水管網(wǎng);RO單元膜的排列方式為一級兩段式,按照設(shè)計出水率75%運行,濃水排放城市污水管網(wǎng),系統(tǒng)每運行6 h進行一次低壓沖洗程序,沖洗水排放城市污水管網(wǎng)。目前UF和RO單元均為單組交替運行,對系統(tǒng)沖洗用水量核算情況如表4所示,水回用率計算情況如表5所示。UF和RO單組運行時需要的沖洗水量分別為172和24 m3/d,穩(wěn)定運行情況下系統(tǒng)水回用率為62.8%。

    表4 系統(tǒng)沖洗水量核算Table 4 Quality accounting of backwashing water

    表5 系統(tǒng)水回用率核算Table 5 Calculation of wastewater reuse rate

    4.4 運行成本

    運行成本是廢水處理中關(guān)注的重要問題,對該廢水處理系統(tǒng)各單元運行相關(guān)費用進行了核算。

    電費:MBR,UF和RO三個單元的裝機功率分別為94.15,66和119 kW,其中運行功率分別為48.12,26.4和47.6 kW,平均電價為0.85元/(kW·h)。

    藥劑費:系統(tǒng)運行過程中使用的藥劑主要包括鹽酸,氫氧化鈉,次氯酸鈉,混凝劑PAC,阻垢劑和還原劑等,使用量由運行過程中統(tǒng)計得出,價格按當?shù)厥袌鏊巹┚鶅r計。

    膜折舊費:根據(jù)水質(zhì)及運行情況預測,MBR,UF和RO膜的使用壽命分別為5年,5年和3年,按照實際價格及水量進行計算。

    人工費:按72000元/a〔1500元/(月·人)×4人×12月/a〕計,平攤至三個單元。

    系統(tǒng)運行費用統(tǒng)計結(jié)果如圖5所示,由圖5可知,MBR單元運行費用高于其他兩個單元,其主要原因是MBR的運行功率大、電耗多,處理水量較小,而調(diào)節(jié)MBR進水pH需消耗的酸堿藥劑量大。MBR,UF和RO各單元的運行費用分別為1.57,0.63和0.95元/m3,三者運行費用總體上與其他學者的研究結(jié)果[20-22]相近。若企業(yè)進行生產(chǎn)調(diào)整,循環(huán)冷卻排污水量達到設(shè)計標準,則膜折舊費用可大幅下降。按照生產(chǎn)廢水和循環(huán)冷卻排污水水量權(quán)重并折算系統(tǒng)水回用率得出,回用水的制水成本為4.34 元/m3。

    圖5 系統(tǒng)運行費用分析Fig.5 Analysis of operation cost

    5 結(jié)論

    (1)采用MBR工藝處理低濃度丁基橡膠廢水效果良好。進水CODCr為158~451 mg/L(平均258 mg/L)時,出水 CODCr為5~101 mg/L(平均 31 mg/L),CODCr去除率為(88±6)%,出水濁度小于0.2 NTU,出水滿足后續(xù)UF處理進水要求。

    (2)MBR采用15天一次交替進行低濃度和高濃度在線化學清洗,可使膜壓差穩(wěn)定在7.30~8.17 kPa,比通量穩(wěn)定在2.2 ~2.8 L/(m2·h·kPa),膜污染得到有效控制,是一種適宜MBR長效運行的清洗方式。

    (3)系統(tǒng)可長期穩(wěn)定運行,UF出水濁度小于0.2 NTU,RO 出水電導率維持在 30~45 μS/cm,系統(tǒng)出水滿足企業(yè)回用冷卻水水質(zhì)要求。

    (4)整套廢水深度處理回用系統(tǒng)對廢污水的回用率達到62.8%,回用水的制水成本為4.34元/m3。

    [1]WEI Y,WANG Y,ZHANG X,et al.Treatment of simulaed brominated butylrubberwastewaterby bipolarmembrane electrodialysis[J].Sep Purif Technol,2011,80(2):196-201.

    [2]JAWJIT S,LIENG C W.Anaerobic treatment of concentrated latex processing wastewater in two-stage upflow anaerobic sludge blanket[J].Can J Civil Eng,2010,37(5):805-813.

    [3]KANTACHOTE D,TORPEE S,UMSAKUL K.The potential use of anoxygenic phototrophic bacteria for treating latex rubber sheet wastewater[J].Electron J Biotechn,2005,8(3):314-323.

    [4]陳新宇,陳翼孫,李長興.水解酸化-生物接觸氧化工藝處理合成橡膠廢水[J].化工環(huán)保,1997,17(4):221-225.

    [5]裘碧英,韓勇濤,譚溯睿.水力循環(huán)澄清池+MBR工藝處理橡膠廢水的中試研究[J].工業(yè)水處理,2010,30(4):52-55.

    [6]張勝,徐立榮,竺建榮,等.微電解-生化組合工藝處理氯丁橡膠生產(chǎn)廢水[J].環(huán)境工程,2008,26(3):18-19,58.

    [7]尤作亮,蔣展鵬,祝萬鵬.橡膠工業(yè)廢水深度處理回用的研究[J].環(huán)境科學,1998,19(2):47-50.

    [8]國家環(huán)境保護總局.水和廢水監(jiān)測分析方法[M].4版.北京:中國環(huán)境科學出版社,2002:227-256.

    [9]黃霞,桂萍,范曉軍.膜生物反應器廢水處理工藝的研究進展[J].環(huán)境科學研究,1998,11(1):40-43.

    [10] VISVANATHANC,BENAR,PARAMESHWARANK.Membrane separation bioreactors for wastewater treatment[J].Crit Rev Env Sci Tec,2000,30(1):1-48.

    [11]CHANG I S,LE CLECH P,JEFFERSON B,et al.Membrane fouling in membrane bioreactors for wastewater treatment[J].Environ Eng-Asce,2002,128(11):1018-1029.

    [12]ZHANG H F.Impactofsoluble microbial products and extracellular polymeric substances on filtration resistance in a membrane bioreactor[J].Environ Eng Sci,2009,26(6):1115-1122.

    [13]KHALID B M,MARIA E.Development of a novel submerged membrane electro-bioreactor(SMEBR):performance for fouling reduction[J].Environ Sci Technol,2010,44(9):3298-3304.

    [14]MENG F G,CHAE S R,DREWS A,et al.Recent advances in membrane bioreactors(MBRs):membrane fouling and membrane material[J].Water Res,2009,43(6):1489-1512.

    [15]劉銳,黃霞,汪誠文,等.一體式膜-生物反應器長期運行中的膜污染控制[J].環(huán)境科學,2000,21(2):58-61.

    [16]周躍光,馮勇.厭氧-好氧(SBR)工藝治理天然橡膠生產(chǎn)廢水工程實例[J].四川環(huán)境,2004(4):51-53.

    [17]李紹峰,崔崇威,黃君禮,等.DO和HRT對MBR同步硝化反硝化影響研究[J].哈爾濱工業(yè)大學學報,2007,39(6):887-890.

    [18]張立,封莉,鄒聯(lián)沛,等.一體式與復合式MBR運行特性對比研究[J].給水排水,2002,28(12):17-19.

    [19]王榮昌,童浩,郅玉聲.MBR和BAF用于城市污水深度處理的工藝特性比較[J].水處理技術(shù),2010,36(4):82-85.

    [20]王敏,雷易.一體式膜生物反應器處理中藥廢水[J].化工環(huán)保,2004,24(增刊):237-240.

    [21]鎮(zhèn)祥華,于水利,龐煥巖,等.超濾膜處理油田采出水用于回注的試驗研究[J].環(huán)境污染與防治,2006,28(5):329-333.

    [22]曾杭成,張國亮,孟琴,等.印染廢水深度處理中納濾和反滲透工藝的比較[J].工業(yè)水處理,2009,29(1):58-62. ○

    猜你喜歡
    丁基橡膠濁度電導率
    丙烯酰胺強化混凝去除黑河原水濁度的研究
    動態(tài)濁度補償技術(shù)在總磷在線自動監(jiān)測儀上的應用
    云南化工(2021年6期)2021-12-21 07:31:06
    11°角應用于啤酒過濾濁度測量
    基于比較測量法的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)電導率檢測儀研究
    低溫脅迫葡萄新梢電導率和LT50值的研究
    溴化丁基橡膠成套技術(shù)升級
    制備丁基橡膠溶液的方法及其應用
    高電導率改性聚苯胺的合成新工藝
    辣木籽粕粗提液對水中濁度及水質(zhì)的影響
    清洗工藝對藥用丁基橡膠塞殘余水分的影響
    機電信息(2014年23期)2014-02-27 15:53:30
    惠州市| 安庆市| 延吉市| 图片| 湖南省| 延吉市| 龙里县| 沙洋县| 和硕县| 龙川县| 平江县| 密山市| 汉沽区| 南乐县| 临沂市| 崇义县| 芜湖市| 井冈山市| 修武县| 瑞丽市| 大连市| 稷山县| 肇庆市| 卓资县| 安塞县| 平和县| 甘德县| 南京市| 德江县| 安顺市| 资溪县| 朝阳区| 皮山县| 吉木乃县| 广平县| 特克斯县| 新乡市| 天祝| 双柏县| 永靖县| 临漳县|