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试论工业废水处理中 MBR 的应用

来源:华盛论文咨询网时间:2020-04-10所属栏目:工业论文

  

  工业废水指的是在工业生产过程中所产生的废水、废液,具体包括着生产废水、冷却水、冲洗水等。在进行工业生产的过程中所用到的部分生产原料、产生的中间产物和污染物等都会进入生产用水当中,随尾水的排放或者设备、设施冲洗形成工业废水。工业废水有着许多不同的种类,组成成分也是十分复杂的,污染物浓度也较高,正是由于工业废水种类繁多、组成成分复杂、污染物浓度高的特点,才使得工业废水在处理起来十分的困难,处理后的废水很难达标排放,影响企业正常生产,并对环境造成污染和破坏。在电解盐工业废水中含有大量的汞,精细化工工业废水中含有大量的高分子难降解有毒废水,石油炼制废水中含有大量的苯类、酚类,这些物质如果不处理达标,会对环境造成极大的破坏,甚至危害到人身体健康。

试论工业废水处理中 MBR 的应用

  一、膜生物反应器(MBR)的技术特点

  1 膜生物反应器(MBR)的优点

  (1)占地面积小,工艺设备集中。(2)工艺参数易于控制。膜的高截流作用,使微生物完全截流在反应器内,实现了反应器水力停留时间( HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离。反应器内可控制较长的 SRT,使世代时间较长的硝化细菌得以富集,提高消化效果。同时,膜分离技术使废水中的大分子难降解成分,在有限体积的生物反应器中有足够停留时间,以达到较高去除率。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,可以实现基本无剩余污泥排放。(3)出水水质好。用膜组件取代二沉池,可使生物反应器内获得比活性污泥高出很多的生物浓度,极大地提高了生物降解能力。其分离效果比传统的沉淀池要好,通过膜分离装置所获得的水质很好,达到生活杂用水水质标准(CJ25.1- 89),可以直接再利用。

  2 膜生物反应器(MBR)的缺点

  (1)膜生物反应器(MBR)的能耗高要想降低能耗,主要是设备选型合理,工艺流程设计优化。因为膜生物反应器(MBR)的能耗主要来自供水泵、循环泵、 渗透水抽吸泵和曝气系统。能耗值与膜通量、膜污染状况、污泥浓度、曝气量、 系统规模、泵的选型及设计均有关系。

  (2)容易出现膜污染,给操作管理带来不便,使运行费用提高影响膜污染的主要因素包括膜的性质、料液性质和膜分离操作条件。因此,需要对膜生物反应器(MBR)进行改进,在设计过程中,根据水质和水处理要求选择膜材料;为了达到膜组件进水的水质指标,需要对料液进行预处理;通过实验选择合适的操作运行条件;为了防止滞留物在此变质,扩大膜污染,在设计中,注意减少设备结构中的死角和死空间间隙;防止微生物、细菌及有机物的污染。同时,还需要通过反冲洗等清洗方法,及时对膜污染进行处理。

  二、MBR 的运行管理

  1 曝气强度及溶解氧(DO)

  在 MBR 实际运行中,曝气过程中会出现溶解氧物质,这种物质在后期的处理废水中,会降低膜反应器中悬浮生长的微生物的活性,从而影响整体的生物膜的厚度,降低工业废水的处理效率。因此,针对这种情况,需要重视控制 MBR 中的曝气强度。生物膜的结构和厚度的主要影响因素是溶解氧(DO)的浓度,并且还会影响 MBR 的污染物处理效率和膜表面的污染情况。在 MBR 的实际运行中,制定两组实验数据,一组的溶解氧(DO)的浓度为 6.0mg/L,另一组小于 3.0mg/L,然后同时利用 MBR 进行处理污染废水,得到的处理效果为:低氧条件下的处理效率是高氧效率的六倍,因此需要控制合适的溶解氧,这样不仅可以提高处理效果,而且能够减少运行成本[1]。

  2 有机负荷

  在 MBR 运行中,有机负荷是指单位体积反应器在单位时间内能够去除的有机物量,它是判定 MBR 设计和运行的重要参数。吴志超等利用膜生物工艺对工业废水进行处理,从而的得出有机负荷限制,即当其他条件保持不变时,膜的表面流水量随着 COD 浓度的提高而减少。何义亮等采用厌氧 MBR 和板框式 UM 组件处理高浓度的工业废水,研究厌氧 MBR 的处理效率和产生的有机负荷是否稳定,研究结果表明,当 COD 的浓度在 2-3kg/(m3·d)时,膜出水 COD 去除率可达 80%-90%;当 COD 负 荷 超 过 4.5kg/(m3·d) 时,有机负荷出现积累,COD 去除率下降至70%。通过以上情况可知,虽然 MBR 有机负荷远远大于传统生物反应器,但当有机负荷过高后,MBR 处理效果会明显降低,影响 MBR 系统正常工作[2]。

  3 水温

  MBR 在运行过程中,温度的变化能够直接影响到膜生物反应器中的污泥粘稠度的变化和污泥的活性。通过对膜通量和过滤阻力的实验分析得出,在一定范围内如果通入的废水的温度超过 30°C时,会增加膜生物反应器中的膜通量,但污泥的粘稠度会变低,菌胶团被破坏且污泥活性开始降低,影响 MBR 的反应效果;当水温高于 45°C时污泥基本解体和失活。吕红等利用分体式膜生物反应器(R MBR)处理不同温度的工业废水,通过对实验数据的分析,废水温度在 22-30°C时,透膜压力70kPa,膜侧流速 1.3m/s 的条件下,每提高 l°C可提高膜通量 19%,且不影响处理效果,当水温低于 20°C后,膜通量和污染物去除效果均大大降低。根据实验结果,在处理工业废水时,需要控制废水合适温度,这样既能提升 MBR 的处理废水效率,也能减少清洗次数降低其运行成本[3]。

  四、结语

  综上所述,与传统的生化水处理技术相比,MBR 具有以下主要特点:处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单,但MBR 投资和运行费用比传统生物处理方法高,且膜需要经常更换。工业废水应该根据废水特性选择合适的膜组件,同时根据水质选择合适的膜通量,保证 MBR 系统的正常运行,延长使用寿命,减少投资成本。因此在后期的 MBR 发展过程中,需要加强对膜耐污染能力,成本控制等问题的研究,使 MBR 运用更广泛和省钱,同时应结合其他成熟的污水处理工艺,使MBR 在工业废水处理中的应用达到更理想、更科学的效果。

  参考文献:

  [1]MBR工艺技术在工业废水处理的应用 [J]. 黄科茂 , 张洁茹 . 广东化工 ,2018(13).

  [2]MBR 在制药工业废水处理中的设计要求及应用效果 [J]. 蔡书涛 . 生物技术世界 ,2017(04):66.

  [3]工业废水处理项目建设实施中的风险管理研究[J].奚沙.绿色科技 .2018(12):368.

  [4] 工业废水处理现状及问题研究 [J].谭月春 . 民营科技 .2017(05):258.

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