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膜反应器(MBR)在工业废水处理中的应用进展

北极星环保网来源:当代化工 李思2018/6/21 10:14:47我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:工业废水 废水处理 MBR

北极星环保网讯:“十二五”期间,工业废水污染治理总投资约为1250亿元左右,年均治理投资约为250亿元左右。其中高浓度难降解工业废水的处理将成为产业发展的重点领域。膜生物反应器(MembraneBio-Reactor,MBR)[1]是一种由生物处理单元与膜分离单元相结合的新型水处理技术。是一种新型的水处理技术,具有出水水质好、处理效率高、占地面积小、运行管理简单等特点,对各种高浓度有机废水与难降解废水的COD、NH3-N等都能达到良好的去除效果等优点。笔者从印染废水、制药废水、含油废水、焦化废水、精细化工废水五个方面介绍了各种膜反应器在工业废水处理中的应用,并提出几点建议。

1MBR对工业废水的处理

1.1印染废水的处理

印染废水成分复杂,色度深,碱性强,并且含有许多有毒、有害物质,对环境污染严重。膜生物反应器能对印染废水进行好氧生物活性的处理,并对水样的色度和浊度、生物耗氧量、化学耗氧量等各项水质指标进行测定、分析和处理。

孙艳霞[2]利用锰砂催化海绵铁内电解-膜生物反应器(MBR)耦合法来处理模拟印染废水,原印染废水COD为700~800mg/L,BOD5为230~250mg/L,色度为1000~1200倍,当其经过锰砂催化海绵铁内电解法预处理后,COD可降低到570~670mg/L之间,BOD5降低到200~320mg/L,色度降低到4~150倍。

随后使用MBR进行后续生物处理,出水COD值可降至3~31mg/L之间,平均COD值为8mg/L,MBR生物段脱色率为66.94%,整个MBR段对色度的去除率为76.29%。刘久清等[3]采用膜生物反应器对华纶印染有限公司的印染废水进行好氧生物活性处理,实验结果表明:在混合液悬浮固体质量浓度5~8g/L的条件下,若系统进水CODCr为750~900mg/L,BOD为130~250mg/L,色度为100~200倍时,出水CODCr去除率可高达86.6%,且出水中BOD、色度、浊度以及悬浮固体(SS)质量浓度几乎为0,处理效果良好。

但是,随着染料分子在MBR中的不断积累,试验后期系统出水的色度有所提高,造成最低色度去除率只有68%,去除效果不理想。曹凤波[4]用ASBR-MBR工艺对广东省江门市新会区美景兴业纺织有限公司的印染废水进行处理。

第一阶段运用单纯的MBR工艺,MBR容积负荷在0.21~0.26kgCOD/(m3˙d)之间;第二阶段采用ASBR-MBR组合工艺,在所涉及到的MBR容积负荷下,COD去除率分别在45%和65%以上,出水可满足此公司的回用标准;第三阶段采用单纯MBR工艺处理该公司污水处理厂的出水,在系统稳定运行阶段,系统对COD的去除率基本保持在92.0%~942%之间,出水pH、CODCr、色度皆优于广东省水污染物排放限值(GB4426-2001)中的排放标准。

且通过对比试验发现在色度、铁、硬度等方面,ASBR-MBR组合工艺的去除效果优于单纯的MBR工艺。刘冰[5]采用混凝-MBR-RO工艺对山东岱银集团金龙制衣有限公司牛仔布水洗过程中所产生的靛蓝染料废水进行处理,在MBR试验中,考察了污泥浓度、曝气量、HRT等操作条件对于出水的影响,进而试验确定了MBR反应器的最佳参数为:HRT为8h,曝气量为1.5m3/h,污泥浓度为6g/L。由于采用山东岱银集团金龙制衣有限公司调节池出水,水质较稳定,因此并未考察系统的耐受冲击负荷的能力,有待进一步研究。

总的来说,MBR利用膜的高效固液分离作用代替了传统活性污泥法中的二沉池,从而克服了污泥膨胀、占地面积大等问题,具有一定的应用价值。但应用MBR工艺需要定期对膜进行清洗,以去除纤维膜面的物质,因此运行成本高。

1.2制药废水的处理

制药生产过程中会产生大量的废水,其虽具有一定的可生化性,但色度和COD高,且含有众多毒性物质,若不经过有效处理,将会造成严重的污染环境。胡雪利[6]等采用一体式平板膜生物反应器对郑州拓洋实业有限公司生产的维生素制药废水进行实验研究,当HRT=12h时,系统对COD和NH4+-N的去除率分别为75.29%、85.81%;当HRT=22h时,去除率分别为81.01%、90.21%;当HRT=26h时,去除率分别为82.05%、90.84%。

但当污泥质量浓度升高、膜稳态通量降低时,膜通量的降低又会限制出水流量,从而降低了整个膜生物反应器的处理能力。FarshidPajoumShariatid[7]等人采用循环气升式膜生物反应器(ELAMBR)对药物中的对乙酰氨基酚进行了处理,一个月后,COD的含量降低了20%,MLSS的含量升高了20%,ELAMBR能有效的处理药物废水中的污染物。

李振红[8]等采用浸没一体式MBR工艺对某制药厂污水处理站的出水进行处理,实验表明,在HRT=9h条件下,若DO质量浓度为2、4、6mg/L,出水COD去除率分别为63%,75%,80%,出水NH3-N的去除率分别为88.5%,93.6%,94%。周平英[9]等采用厌氧-好氧平板膜生物反应器对哈药集团制药总厂污水处理调节池的废水进行实验处理,实验表明当MLSS=14000~15000mg/L,HRT=5.5h,进水COD在1000~4000mg/L间变化时,出水COD可基本保持在100mg/L以下,去除率达到90%以上。

胡雪利[10]采用一体式膜生物反应器(SMBR)工艺对维生素类制药废水进行试验研究,实验表明,在启动阶段,反应器对COD、NH4+-N的去除率也分别达到了80%、85%以上;运行阶段,系统对COD和NH4+-N去除率基本稳定在85%及90%以上。完全达到了《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB21903-2008)的排放要求。但污泥质量浓度越的升高,将导致膜稳态通量的降低,从而限制出水流量,导致整个膜反应器的处理能力降低。

延伸阅读:

12个MBR膜工艺经典流程图

收藏|全面了解膜生物反应器MBR经典技术路线

污水处理技术之6种最常用的MBR组合工艺

高盐废水MBR水处理工艺

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