MBR-UF-RO工藝處理皮革廢水應(yīng)用探討

鄒 霞，王 瀅，劉建偉

（1.江西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院市政工程設(shè)計(jì)所，南昌 330077；

2.北京建筑工程學(xué)院城市雨水系統(tǒng)與水環(huán)境省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100044）

1 工程概況

某制革公司在皮革染色、加脂、再鞣等工序的過(guò)程中，生產(chǎn)廢水的污染程度較高。該公司建有兩處廢水處理站，本工程為二期工程，處理規(guī)模為2400m3/d，出水標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行廣東省水污染物排放限值（DB44/26-2001）之第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，廢水回用率60%，回用水標(biāo)準(zhǔn)由業(yè)主制定。設(shè)計(jì)水質(zhì)及出水、回用水的標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)水質(zhì)及出水、回用水標(biāo)準(zhǔn)

2 工藝流程（見(jiàn)圖1）

圖1 工藝流程圖

廢水經(jīng)格柵池?cái)r截較大雜物，在沉砂池去除砂、石子等小顆粒物后，出水收集入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后進(jìn)入氣浮池去除油脂類等物質(zhì)，再進(jìn)入反應(yīng)池，依次投加堿和亞鐵鹽后進(jìn)入沉淀池，上清液經(jīng)調(diào)整pH值至中性后進(jìn)入A/O生化系統(tǒng)。出水含有代謝脫落的菌體及SS，進(jìn)入MBR池，利用MBR膜對(duì)含泥污水進(jìn)行過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)泥水分離，出水由自吸泵引入清水池，可達(dá)標(biāo)排放，亦可提升至炭濾罐，再進(jìn)入超濾系統(tǒng)，產(chǎn)水由中間水箱進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，去除廢水中殘余的CODCr、NH3-N等污染物后，產(chǎn)水進(jìn)入回用水箱儲(chǔ)存，可回用至生產(chǎn)線。超濾和反滲透系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水排放至一期廢水處理站調(diào)節(jié)池，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。

生化系統(tǒng)和MBR系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余污泥排至污泥池，在板框壓濾機(jī)的作用下進(jìn)行脫水處理，泥餅交由具專業(yè)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)處理，濾液回調(diào)節(jié)池處理。

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)

該工程的主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)如下：

（1）調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)2座，每座尺寸15m×22.5m×3.5m（H），有效水深3m，停留時(shí)間20.3h，設(shè)置3臺(tái)型號(hào)為WS80-16A的提升泵，2用1備，Q = 58m3/h，H = 13.6m，N = 4kW。

（2）氣浮池

表面負(fù)荷設(shè)計(jì)3.5m3/m2·h，停留時(shí)間40min。配刮渣機(jī)1臺(tái)（寬4.0m，功率0.75kW），溶氣罐1個(gè)（φ1.2m×3.0m），溶氣泵2臺(tái)（Q=30.5m3/h，H=67m，N=11kW），空壓機(jī)1臺(tái)（Q=0.7m3/min，N=7.5kW ，0.6MPa），TS-Ⅳ型釋放器1批。

（3）反應(yīng)池

停留時(shí)間40min，配攪拌機(jī)2臺(tái)，功率5HP，加藥計(jì)量泵2臺(tái)，Q=331L/h，N=0.25kW，pH控制器1臺(tái)。

（4）沉淀池

設(shè)計(jì)為平流式，表面負(fù)荷1.32m3/m2·h，配3寸氣動(dòng)隔膜泵2臺(tái)，1用1備。

（5）pH調(diào)整池

停留時(shí)間24min，配攪拌機(jī)1臺(tái)，功率5HP，加藥泵1臺(tái)，Q = 331L/h，N = 0.25kW，pH控制器1臺(tái)。

（6）缺氧池

有效容積6209m3，停留時(shí)間62h，控制溶解氧在0.5mg/L左右。池內(nèi)安裝聚丙烯填料，內(nèi)設(shè)潛水推流器10臺(tái)，葉輪直徑1100mm，轉(zhuǎn)速740r/min，功率2.2kW。

（7）好氧池

有效容積2641m3，停留時(shí)間26h，控制溶解氧在1～3mg/L。池內(nèi)安裝聚丙烯填料和曝氣頭，配GRB200A型鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)，2用1備，Q=36.64m3/min，N=55kW，6000mmAq。

（8）MBR池

有效容積575m3，停留時(shí)間5.8h。中空纖維膜設(shè)計(jì)通量為11.1L/h·m2，配PVDF膜片9000m2，自吸泵6臺(tái)（3用3備，Q=60m3/h，H=20m，7.5 k W），污泥抽吸泵3臺(tái)（2用1備，Q=40m3/h，H=15m），鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)（2用1備，Q=12.65m/min，P=6mmH2O，N=30HP），反沖泵2臺(tái)（1用1備，Q=100m3/h，H=12.5m，N=5.5kW），化學(xué)清洗系統(tǒng)2套。

（9）MBR清水池

有效容積175m3，停留時(shí)間1.8h。配過(guò)濾泵3臺(tái)，Q=50m3/h，H=32m，N=7.5kW。

（10）炭濾罐

共2套，每套尺寸φ2.6m×3.5m，濾速9.4m/h。配反沖洗泵2臺(tái)，1用1備， Q=100m3/h，H=32m，N=15kW。

（11）中間水池

有效容積60m3，停留時(shí)間0.6h。配中轉(zhuǎn)泵3臺(tái)，2用1備，Q = 61m3/h，H=24m，N=7.5kW。

（12）超濾裝置

采用PVDF中空纖維膜，膜孔徑0.1μm，回收率95%，配反洗泵2臺(tái)。

（13）中間水箱

尺寸為φ2.6m×3.5m，停留時(shí)間14min。配中轉(zhuǎn)泵3臺(tái)，2用1備，Q=50m3/h，H=32m，N=7.5kW，2900r/min。

（14）反滲透裝置

設(shè)計(jì)兩段式布置，系統(tǒng)回收率65%，設(shè)計(jì)除鹽率90%以上。配高壓泵3臺(tái)（2用1備，SV6608/1型，Q=50m3/h，H=195m，N=45kW），抗污染型RO膜元件108支，六芯裝RO膜殼18支，φ0.8m保安過(guò)濾器2套，阻垢劑加藥系統(tǒng)2套，化學(xué)清洗系統(tǒng)1套。

（15）回用水箱

設(shè)計(jì)2套，每套尺寸為φ2.6m×3.5m，停留時(shí)間47min。

（16）污泥池

有效容積500m3，配板框脫水機(jī)3臺(tái)（過(guò)濾面積100m2，功率3kW），氣動(dòng)隔膜泵4臺(tái)，3用1備。

4 運(yùn)行效果及經(jīng)濟(jì)分析

4.1 運(yùn)行效果分析

該工程自2009年開(kāi)始運(yùn)行，各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)較理想，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。廢水處理隨機(jī)監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 隨機(jī)監(jiān)測(cè)結(jié)果

在本次長(zhǎng)達(dá)135日的監(jiān)測(cè)運(yùn)行期間，超濾系統(tǒng)跨膜壓差TMP隨著清洗周期呈現(xiàn)周期性變化（見(jiàn)圖2），跨膜壓差穩(wěn)定上升（20天上升到0.6bar），化學(xué)清洗CIP周期約20天，清洗后基本能恢復(fù)先前通量。

RO系統(tǒng)的清洗周期根據(jù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)壓差的變化來(lái)確定，即進(jìn)水和濃水的之間的標(biāo)準(zhǔn)化壓差上升了15%時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗。RO系統(tǒng)進(jìn)水運(yùn)行壓力隨運(yùn)行時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖3所示。從圖3可以看出，平均一個(gè)月化學(xué)清洗一次，清洗效果良好，每次化學(xué)清洗能使進(jìn)水壓力得到明顯下降，說(shuō)明膜因堵塞而損失的通量得到較大的恢復(fù)。RO系統(tǒng)脫鹽率和脫色率的變化如圖4所示，系統(tǒng)脫鹽率在96%以上，脫色率100%。

圖2 跨膜壓差（TMP）的變化情況

圖3 RO運(yùn)行壓力的變化情況

圖4 RO系統(tǒng)脫鹽率和脫色率的變化情況

4.2 運(yùn)行成本分析

本工程運(yùn)行費(fèi)用約3.1元/噸水，詳見(jiàn)表3。

本工程可實(shí)現(xiàn)回用水量1440m3/d，按年運(yùn)行365天計(jì)，自來(lái)水費(fèi)按2.5元/t計(jì)，年可節(jié)省自來(lái)水52.56萬(wàn)t，節(jié)省自來(lái)水費(fèi)131.4萬(wàn)元人民幣，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。

表3 運(yùn)行費(fèi)用一覽表

5 結(jié)語(yǔ)

皮革廢水采用A/O-MBR-UF-RO的處理工藝，出水達(dá)到廣東省水污染物排放限值（DB44/26-2001）之第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，回用水色度未檢出，電導(dǎo)率明顯下降，處理效果好。

采用A/O-MBR-UF-RO工藝處理皮革廢水回用工程需注意以下問(wèn)題：

（1）好氧池溶解氧控制在2～3 mg/L，MBR膜池污泥濃度控制在6～8g/L，污泥沉降比和生化效果較好。MBR膜曝氣量與產(chǎn)水量之比控制在12∶1～16∶1，可有效控制膜污染。

（2）在有RO膜系統(tǒng)工藝廢水處理中，需要謹(jǐn)慎使用各種藥劑（比如PAM、脫色劑等），以免加重膜污染。

（3）重視RO濃水的處理，由于反滲透系統(tǒng)為物理性無(wú)相變過(guò)濾，相當(dāng)于進(jìn)水中有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物濃縮的過(guò)程，濃水中含有高濃度的溶解性有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，若污染物僅回到處理系統(tǒng)前端循環(huán)，勢(shì)必會(huì)造成污染物的積累，因此建議RO濃水宜單獨(dú)處理排放。

[1]周秀鳳.國(guó)內(nèi)制革廢水的處理方法[J].皮革與化工，2009（4）.

[2]邵武，李中和，李亞卿.制革廢水處理回用方案探討[J].廣東化工，2006（12）.