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1、試論工業(yè)廢水處理中 MBR 的應(yīng)用
摘要
工業(yè)廢水指的是在工業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢水、廢液,具體包括著生產(chǎn)廢水、冷卻水、沖洗水等。在進行工業(yè)生產(chǎn)的過程中所用到的部分生產(chǎn)原料、產(chǎn)生的中間產(chǎn)物和污染物等都會進
工業(yè)廢水指的是在工業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢水、廢液,具體包括著生產(chǎn)廢水、冷卻水、沖洗水等。在進行工業(yè)生產(chǎn)的過程中所用到的部分生產(chǎn)原料、產(chǎn)生的中間產(chǎn)物和污染物等都會進入生產(chǎn)用水當(dāng)中,隨尾水的排放或者設(shè)備、設(shè)施沖洗形成工業(yè)廢水。工業(yè)廢水有著許多不同的種類,組成成分也是十分復(fù)雜的,污染物濃度也較高,正是由于工業(yè)廢水種類繁多、組成成分復(fù)雜、污染物濃度高的特點,才使得工業(yè)
2、廢水在處理起來十分的困難,處理后的廢水很難達標(biāo)排放,影響企業(yè)正常生產(chǎn),并對環(huán)境造成污染和破壞。在電解鹽工業(yè)廢水中含有大量的汞,精細化工工業(yè)廢水中含有大量的高分子難降解有毒廢水,石油煉制廢水中含有大量的苯類、酚類,這些物質(zhì)如果不處理達標(biāo),會對環(huán)境造成極大的破壞,甚至危害到人身體健康。
一、膜生物反應(yīng)器(MBR)的技術(shù)特點
1 膜生物反應(yīng)器(MBR)的優(yōu)點
(1)占地面積小,工藝設(shè)備集中。(2)工藝參數(shù)易于控制。膜的高截流作用,使微生物完全截流在反應(yīng)器內(nèi),實現(xiàn)了反應(yīng)器水力停留時間( HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離。反應(yīng)器內(nèi)可控制較長的 S
3、RT,使世代時間較長的硝化細菌得以富集,提高消化效果。同時,膜分離技術(shù)使廢水中的大分子難降解成分,在有限體積的生物反應(yīng)器中有足夠停留時間,以達到較高去除率。反應(yīng)器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡下運行,可以實現(xiàn)基本無剩余污泥排放。(3)出水水質(zhì)好。用膜組件取代二沉池,可使生物反應(yīng)器內(nèi)獲得比活性污泥高出很多的生物濃度,極大地提高了生物降解能力。其分離效果比傳統(tǒng)的沉淀池要好,通過膜分離裝置所獲得的水質(zhì)很好,達到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(CJ25.1- 89),可以直接再利用。
2 膜生物反應(yīng)器(MBR)的缺點
(1)膜生物反應(yīng)器(MBR)的能耗高要想降低能耗,主要是設(shè)備選
4、型合理,工藝流程設(shè)計優(yōu)化。因為膜生物反應(yīng)器(MBR)的能耗主要來自供水泵、循環(huán)泵、 滲透水抽吸泵和曝氣系統(tǒng)。能耗值與膜通量、膜污染狀況、污泥濃度、曝氣量、 系統(tǒng)規(guī)模、泵的選型及設(shè)計均有關(guān)系。
(2)容易出現(xiàn)膜污染,給操作管理帶來不便,使運行費用提高影響膜污染的主要因素包括膜的性質(zhì)、料液性質(zhì)和膜分離操作條件。因此,需要對膜生物反應(yīng)器(MBR)進行改進,在設(shè)計過程中,根據(jù)水質(zhì)和水處理要求選擇膜材料;為了達到膜組件進水的水質(zhì)指標(biāo),需要對料液進行預(yù)處理;通過實驗選擇合適的操作運行條件;為了防止滯留物在此變質(zhì),擴大膜污染,在設(shè)計中,注意減少設(shè)備結(jié)構(gòu)中的死角和死空間間隙;防止微生物、細菌及
5、有機物的污染。同時,還需要通過反沖洗等清洗方法,及時對膜污染進行處理。
二、MBR 的運行管理
1 曝氣強度及溶解氧(DO)
在 MBR 實際運行中,曝氣過程中會出現(xiàn)溶解氧物質(zhì),這種物質(zhì)在后期的處理廢水中,會降低膜反應(yīng)器中懸浮生長的微生物的活性,從而影響整體的生物膜的厚度,降低工業(yè)廢水的處理效率。因此,針對這種情況,需要重視控制 MBR 中的曝氣強度。生物膜的結(jié)構(gòu)和厚度的主要影響因素是溶解氧(DO)的濃度,并且還會影響 MBR 的污染物處理效率和膜表面的污染情況。在 MBR 的實際運行中,制定兩組實驗數(shù)據(jù),一組的溶解氧(DO)的濃度為 6.0mg
6、/L,另一組小于 3.0mg/L,然后同時利用 MBR 進行處理污染廢水,得到的處理效果為:低氧條件下的處理效率是高氧效率的六倍,因此需要控制合適的溶解氧,這樣不僅可以提高處理效果,而且能夠減少運行成本[1]。
2 有機負荷
在 MBR 運行中,有機負荷是指單位體積反應(yīng)器在單位時間內(nèi)能夠去除的有機物量,它是判定 MBR 設(shè)計和運行的重要參數(shù)。吳志超等利用膜生物工藝對工業(yè)廢水進行處理,從而的得出有機負荷限制,即當(dāng)其他條件保持不變時,膜的表面流水量隨著 COD 濃度的提高而減少。何義亮等采用厭氧 MBR 和板框式 UM 組件處理高濃度的工業(yè)廢水,研究厭氧 MBR 的
7、處理效率和產(chǎn)生的有機負荷是否穩(wěn)定,研究結(jié)果表明,當(dāng) COD 的濃度在 2-3kg/(m3&d)時,膜出水 COD 去除率可達 80%-90%;當(dāng) COD 負 荷 超 過 4.5kg/(m3&d) 時,有機負荷出現(xiàn)積累,COD 去除率下降至70%。通過以上情況可知,雖然 MBR 有機負荷遠遠大于傳統(tǒng)生物反應(yīng)器,但當(dāng)有機負荷過高后,MBR 處理效果會明顯降低,影響 MBR 系統(tǒng)正常工作[2]。
3 水溫
MBR 在運行過程中,溫度的變化能夠直接影響到膜生物反應(yīng)器中的污泥粘稠度的變化和污泥的活性。通過對膜通量和過濾阻力的實驗分析得出,在一定范圍內(nèi)如果通入的廢水的溫度超
8、過 30C時,會增加膜生物反應(yīng)器中的膜通量,但污泥的粘稠度會變低,菌膠團被破壞且污泥活性開始降低,影響 MBR 的反應(yīng)效果;當(dāng)水溫高于 45C時污泥基本解體和失活。呂紅等利用分體式膜生物反應(yīng)器(R MBR)處理不同溫度的工業(yè)廢水,通過對實驗數(shù)據(jù)的分析,廢水溫度在 22-30C時,透膜壓力70kPa,膜側(cè)流速 1.3m/s 的條件下,每提高 lC可提高膜通量 19%,且不影響處理效果,當(dāng)水溫低于 20C后,膜通量和污染物去除效果均大大降低。根據(jù)實驗結(jié)果,在處理工業(yè)廢水時,需要控制廢水合適溫度,這樣既能提升 MBR 的處理廢水效率,也能減少清洗次數(shù)降低其運行成本[3]。
四、結(jié)語
9、
綜上所述,與傳統(tǒng)的生化水處理技術(shù)相比,MBR 具有以下主要特點:處理效率高、出水水質(zhì)好;設(shè)備緊湊、占地面積小;易實現(xiàn)自動控制、運行管理簡單,但MBR 投資和運行費用比傳統(tǒng)生物處理方法高,且膜需要經(jīng)常更換。工業(yè)廢水應(yīng)該根據(jù)廢水特性選擇合適的膜組件,同時根據(jù)水質(zhì)選擇合適的膜通量,保證 MBR 系統(tǒng)的正常運行,延長使用壽命,減少投資成本。因此在后期的 MBR 發(fā)展過程中,需要加強對膜耐污染能力,成本控制等問題的研究,使 MBR 運用更廣泛和省錢,同時應(yīng)結(jié)合其他成熟的污水處理工藝,使MBR 在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用達到更理想、更科學(xué)的效果。
參考文獻:
[1]MBR工藝技術(shù)在工業(yè)廢水處理的應(yīng)用 [J]. 黃科茂 , 張潔茹 . 廣東化工 ,2018(13).
[2]MBR 在制藥工業(yè)廢水處理中的設(shè)計要求及應(yīng)用效果 [J]. 蔡書濤 . 生物技術(shù)世界 ,2017(04):66.
[3]工業(yè)廢水處理項目建設(shè)實施中的風(fēng)險管理研究[J].奚沙.綠色科技 .2018(12):368.
[4] 工業(yè)廢水處理現(xiàn)狀及問題研究 [J].譚月春 . 民營科技 .2017(05):258.
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