試論工業廢水處理中 MBR 的應用

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試論 廢水 工業 應用 處理    時間:2020-12-06 21:48:02
試論工業廢水處理中 MBR 的應用簡介
工業廢水指的是在工業生產過程中所產生的廢水、廢液,具體包括著生產廢水、冷卻水、沖洗水等。在進行工業生產的過程中所用到的部分生產原料、產生的中間產物和污染物等都會進入生產用水當中,隨尾水的排放或者設備、設施沖洗形成工業廢水。工業廢水有著許多不……
試論工業廢水處理中 MBR 的應用正文

工業廢水指的是在工業生產過程中所產生的廢水、廢液,具體包括著生產廢水、冷卻水、沖洗水等。在進行工業生產的過程中所用到的部分生產原料、產生的中間產物和污染物等都會進入生產用水當中,隨尾水的排放或者設備、設施沖洗形成工業廢水。工業廢水有著許多不同的種類,組成成分也是十分複雜的,污染物濃度也較高,正是由於工業廢水種類繁多、組成成分複雜、污染物濃度高的特點,才使得工業廢水在處理起來十分的困難,處理后的廢水很難達標排放,影響企業正常生產,並對環境造成污染和破壞。在電解鹽工業廢水中含有大量的汞,精細化工工業廢水中含有大量的高分子難降解有毒廢水,石油煉製廢水中含有大量的苯類、酚類,這些物質如果不處理達標,會對環境造成極大的破壞,甚至危害到人身體健康。


      一、膜生物反應器(MBR)的技術特點

      1 膜生物反應器(MBR)的優點

      (1)佔地面積小,工藝設備集中。(2)工藝參數易於控制。膜的高截流作用,使微生物完全截流在反應器內,實現了反應器水力停留時間( HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離。反應器內可控制較長的 SRT,使世代時間較長的硝化細菌得以富集,提高消化效果。同時,膜分離技術使廢水中的大分子難降解成分,在有限體積的生物反應器中有足夠停留時間,以達到較高去除率。反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡下運行,可以實現基本無剩餘污泥排放。(3)出水水質好。用膜組件取代二沉池,可使生物反應器內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。其分離效果比傳統的沉澱池要好,通過膜分離裝置所獲得的水質很好,達到生活雜用水水質標準(CJ25.1- 89),可以直接再利用。

      2 膜生物反應器(MBR)的缺點

      (1)膜生物反應器(MBR)的能耗高要想降低能耗,主要是設備選型合理,工藝流程設計優化。因為膜生物反應器(MBR)的能耗主要來自供水泵、循環泵、 滲透水抽吸泵和曝氣系統。能耗值與膜通量、膜污染狀況、污泥濃度、曝氣量、 系統規模、泵的選型及設計均有關係。

      (2)容易出現膜污染,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、料液性質和膜分離操作條件。因此,需要對膜生物反應器(MBR)進行改進,在設計過程中,根據水質和水處理要求選擇膜材料;為了達到膜組件進水的水質指標,需要對料液進行預處理;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,擴大膜污染,在設計中,注意減少設備結構中的死角和死空間間隙;防止微生物、細菌及有機物的污染。同時,還需要通過反衝洗等清洗方法,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,曝氣過程中會出現溶解氧物質,這種物質在後期的處理廢水中,會降低膜反應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。生物膜的結構和厚度的主要影響因素是溶解氧(DO)的濃度,並且還會影響 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,制定兩組實驗數據,一組的溶解氧(DO)的濃度為 6.0mg/L,另一組小於 3.0mg/L,然後同時利用 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器在單位時間內能夠去除的有機物量,它是判定 MBR 設計和運行的重要參數。吳志超等利用膜生物工藝對工業廢水進行處理,從而的得出有機負荷限制,即當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。何義亮等採用厭氧 MBR 和板框式 UM 組件處理高濃度的工業廢水,研究厭氧 MBR 的處理效率和產生的有機負荷是否穩定,研究結果表明,當 COD 的濃度在 2-3kg/(m3·d)時,膜出水 COD 去除率可達 80%-90%;當 COD 負 荷 超 過 4.5kg/(m3·d) 時,有機負荷出現積累,COD 去除率下降至70%。通過以上情況可知,雖然 MBR 有機負荷遠遠大於傳統生物反應器,但當有機負荷過高后,MBR 處理效果會明顯降低,影響 MBR 系統正常工作[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,在一定範圍內如果通入的廢水的溫度超過 30°C時,會增加膜生物反應器中的膜通量,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 的反應效果;當水溫高於 45°C時污泥基本解體和失活。呂紅等利用分體式膜生物反應器(R MBR)處理不同溫度的工業廢水,通過對實驗數據的分析,廢水溫度在 22-30°C時,透膜壓力70kPa,膜側流速 1.3m/s 的條件下,每提高 l°C可提高膜通量 19%,且不影響處理效果,當水溫低於 20°C后,膜通量和污染物去除效果均大大降低。根據實驗結果,在處理工業廢水時,需要控制廢水合適溫度,這樣既能提升 MBR 的處理廢水效率,也能減少清洗次數降低其運行成本[3]。

      四、結語

      綜上所述,與傳統的生化水處理技術相比,MBR 具有以下主要特點:處理效率高、出水水質好;設備緊湊、佔地面積小;易實現自動控制、運行管理簡單,但MBR 投資和運行費用比傳統生物處理方法高,且膜需要經常更換。工業廢水應該根據廢水特性選擇合適的膜組件,同時根據水質選擇合適的膜通量,保證 MBR 系統的正常運行,延長使用壽命,減少投資成本。因此在後期的 MBR 發展過程中,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,同時應結合其他成熟的污水處理工藝,使MBR 在工業廢水處理中的應用達到更理想、更科學的效果。


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