MBR工藝處理化工廢水的試驗(yàn)效果分析

駱蘇蘇+陳春霞+吳耀榮

摘??要：傳統(tǒng)的生物處理工藝已無法滿足新的廢水處理標(biāo)準(zhǔn)，以膜分離技術(shù)為基礎(chǔ)的反應(yīng)器——MBR膜生物反應(yīng)器引起了業(yè)界的重視。對某制藥公司的醫(yī)藥污水進(jìn)行了研究，采用膜生物反應(yīng)器工藝處理醫(yī)藥化工廢水，全面分析了膜生物反應(yīng)器醫(yī)藥廢水中的各項(xiàng)工藝參數(shù)。通過一系列分析，試驗(yàn)結(jié)果證明了膜生物反應(yīng)器處理醫(yī)藥化工業(yè)廢水的效果明顯。

關(guān)鍵詞：MBR膜生物反應(yīng)器;膜壓;膜污染;醫(yī)藥廢水

中圖分類號：X703???????????????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.078

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷增長，制藥工業(yè)得到了良好的發(fā)展，我國藥品的生產(chǎn)和出口均位列世界領(lǐng)先地位。但在生產(chǎn)藥品時(shí)，由于廢水處理工藝不夠先進(jìn)，排出的廢水有機(jī)污染物含量高，對水環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害。因此，如何使用先進(jìn)的工藝對醫(yī)藥化工廢水進(jìn)行充分處理成為了人們關(guān)心的問題。下面就此進(jìn)行討論、分析。

1??試驗(yàn)部分

1.1??原水水質(zhì)

本次試驗(yàn)與工程同步，試驗(yàn)設(shè)備放在好氧池內(nèi)。原水主要為中、低濃度的廢水，主要包括循環(huán)排污水、設(shè)備清洗水、車間清洗水和溶劑回收洗滌水等。生產(chǎn)性的高濃廢水經(jīng)過物化處理后，與生活污水、循環(huán)排污水混合進(jìn)入生物處理系統(tǒng)。廢水中的BOD5/CODTN、TP含量較高，NH4+-N濃度較低。從整體看，此類化學(xué)合成廢水較難生物降解，大量的有機(jī)氮、有機(jī)磷和較高的含鹽量均不利于微生物生長。

1.2??中試裝置、工藝流程和測試方法

1.2.1??膜裝置

試驗(yàn)采用本公司加工制造的MBR膜生物反應(yīng)器集成設(shè)備，處理規(guī)模為3?m3/h左右。膜片采用聚偏氟乙烯（PVDF）中空纖維微孔過濾膜（MF），纖維孔徑為0.2～0.4?μm，運(yùn)行方式為負(fù)壓式。

1.2.2??設(shè)備裝置

設(shè)備為集成裝置，控制采用PLC全自動控制系統(tǒng)，自動化

程度較高、操作方便。同時(shí)，設(shè)備配有自動在線清洗、維護(hù)系統(tǒng)，能對膜組件進(jìn)行在線清洗。

1.2.3??工藝流程

本廠現(xiàn)有處理系統(tǒng)1套，具體工藝流程如圖1所示。

圖1??工藝流程圖

1.2.4??測試方法

化學(xué)需氧量、污泥濃度和污泥沉降比等均采用國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)方法測定，并對膜透水量、過濾壓力、通過流量計(jì)壓力表測定。

2??試驗(yàn)效果分析

2.1??膜片運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

本次MBR改造試驗(yàn)始于2012-04，終于2012-10，對試驗(yàn)過程中試驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和整理進(jìn)行以下分析。

2012-04為設(shè)備改造運(yùn)行初期，最初出水流量設(shè)定為4?m3/h，短時(shí)間內(nèi)抽吸壓力出現(xiàn)明顯上升的現(xiàn)象，經(jīng)過調(diào)整，初步將出水流量控制在3?m3/h。此時(shí)，MBR系統(tǒng)的膜壓力差為-0.025?MPa。在連續(xù)運(yùn)行的第一個(gè)月，時(shí)間、流量、壓力差均恒定，設(shè)備運(yùn)

行穩(wěn)定，在正常的在線清洗和日常維護(hù)情況下，基本未出現(xiàn)波動。由此可見，設(shè)備試運(yùn)行良好。

2012-05，MBR系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況與2012-04基本相同，狀態(tài)良好，在日常清洗和維護(hù)下沒有出現(xiàn)不良狀況，MBR系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，膜運(yùn)行良好，未出現(xiàn)膜污染跡象。

2012-06，運(yùn)行數(shù)據(jù)出現(xiàn)了小范圍的波動，恒流量條件下，第7天的膜壓力差由-0.025?MPa上升至-0.027?MPa。原因可能為隨著MBR系統(tǒng)的運(yùn)行，從第3個(gè)月開始出現(xiàn)了膜微污染跡象，主要表現(xiàn)在膜壓力差的變化上。經(jīng)過維護(hù)性清洗后，中試運(yùn)行恢復(fù)穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)壓力差持續(xù)上升的現(xiàn)象，說明膜運(yùn)行穩(wěn)定、膜污染情況不嚴(yán)重，通過清洗可恢復(fù)。由于現(xiàn)場出水方式等原因，膜池偶爾出現(xiàn)液位差變化較大的情況。為了避免因液位差的變化對膜運(yùn)行壓力差造成的較大沖擊，從第3個(gè)月第28天開始，調(diào)節(jié)出水流量控制在2.5?m3/h，同時(shí)，隨著流量的降低，膜壓力差恢復(fù)至-0.025?MPa。從運(yùn)行情況看，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可以繼續(xù)連續(xù)運(yùn)行。

2012-07，MBR系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況與2012-06清洗后相同，狀態(tài)良好，在日常清洗和維護(hù)下沒有出現(xiàn)不良狀況，MBR系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，膜運(yùn)行良好，未出現(xiàn)膜污染跡象。

2012-08，前12天系統(tǒng)運(yùn)行情況與2012-07相同，膜系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，沒有出現(xiàn)污堵情況，第13天和14天由于將抽吸流量調(diào)到了1.5?m3/h，抽吸壓力也隨著流量的降低而升高，這主要是因系統(tǒng)停機(jī)而造成膜污堵嚴(yán)重。系統(tǒng)開機(jī)并經(jīng)反沖洗和在線加藥清洗后恢復(fù)正常，調(diào)節(jié)出水流量控制在3?m3/h，同時(shí)，隨著流量的升高，膜壓力差恢復(fù)至-0.03?MPa。從后續(xù)運(yùn)行情況看，對中試試驗(yàn)項(xiàng)目造成了一定的影響。

2012-09初期系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，抽吸壓力隨著流量的降低而逐步升高。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長，2012-09中、后期，膜污染情況更加嚴(yán)重，跨膜壓差上升較快，流量迅速下降?？缒翰钌仙土髁肯陆当砻髂の廴疽呀?jīng)非常嚴(yán)重。2012-09-25，對膜生物反應(yīng)器進(jìn)行了離線清洗。清洗后，膜壓恢復(fù)到-0.025?MPa，流量為3?m3/h。

離線清洗后，2012-10，MBR膜生物反應(yīng)器保持良好狀態(tài)，在日常清洗和維護(hù)下沒有出現(xiàn)不良狀況，MBR系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，膜性能良好。

從MBR系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況看，出水流量出現(xiàn)2次變化，均為人為調(diào)整，目的在于控制膜污染，在穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，可確保恒流量運(yùn)行;壓力差共出現(xiàn)5次變化。其中，2次是因人為調(diào)整出水流量而造成的，2012-06、2012-08、2012-09出現(xiàn)的壓力差升高現(xiàn)象是因膜系統(tǒng)長期運(yùn)行下的膜污染造成的，通過維護(hù)性清洗和離線清洗可基本恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。中試過程中采用在線維護(hù)性清洗的方式，有效減輕了膜污染，延長了膜污染的周期，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2??COD去除效果分析

圖2為試驗(yàn)過程中，2012-05—07的進(jìn)出水COD的變化情況。圖3為原生化系統(tǒng)和中試系統(tǒng)去除率的對比。

圖2??進(jìn)出水COD隨時(shí)間的變化情況

圖3??現(xiàn)有系統(tǒng)和中試系統(tǒng)去除率的變化情況

由圖2和圖3可知，在進(jìn)水波動性較大的情況下，中試膜系統(tǒng)出水COD基本上在400～500?mg/L之間波動，去除率在90%左右，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。與現(xiàn)有系統(tǒng)比較，中試膜出水COD比現(xiàn)有系統(tǒng)二沉池出水COD平均低100多個(gè)COD，且二沉池出水COD越高，膜系統(tǒng)優(yōu)勢越明顯，膜系統(tǒng)出水濁度基本為0.從整體去除效果看，中試去除率比現(xiàn)有系統(tǒng)的去除率高。其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在膜分離對生物的強(qiáng)化作用，微濾膜可對大分子有機(jī)物進(jìn)行物理截留，以及通過膜表面形成的沉積層過濾、吸附作用對溶解性有機(jī)物的去除進(jìn)一步提高了對COD的去除率。

3??結(jié)束語

綜上所述，在使用中試研究和長時(shí)間的觀察分析后，試驗(yàn)結(jié)果表明了膜生物反應(yīng)器在醫(yī)藥廢水中運(yùn)行穩(wěn)定，抗污染性能突出，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。由此可見，膜生物反應(yīng)器在處理醫(yī)藥化工廢水中有良好的效果，值得對其進(jìn)行推廣應(yīng)用，從而保證醫(yī)藥生產(chǎn)排出的廢水符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

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〔編輯：張思楠〕

Analysis?on?the?Effect?of?MBR?Process?for?Chemical?Wastewater?Treatment

Luo?Susu，?Chen?Chunxia，?Wu?Yaorong

Abstract：?The?traditional?biological?treatment?process?has?been?unable?to?meet?the?new?wastewater?treatment?standards，?membrane?separation?technology?based?reactor?-?MBR?membrane?bioreactor?has?caused?the?industry's?attention.?The?pharmaceutical?wastewater?of?a?pharmaceutical?company?was?studied，?and?the?membrane?bioreactor?was?used?to?process?the?pharmaceutical?wastewater，?and?the?parameters?of?the?membrane?bioreactor?were?comprehensively?analyzed.?Through?a?series?of?analysis，?the?experimental?results?proved?the?effect?of?membrane?bioreactor?for?treatment?of?pharmaceutical?wastewater?was?obvious.

Key?words：?MBR?membrane?bioreactor;?membrane?pressure;?membrane?fouling;?pharmaceutical?wastewater