膜生物反應(yīng)器在制藥廢水處理中的應(yīng)用

蘇蘇

摘 要：采用混凝沉淀、水解酸化與新型膜生物反應(yīng)器結(jié)合工藝處理制藥廢水。工程實(shí)踐表明，采用新型的膜生物反應(yīng)器技術(shù)，利用耐污染的PVDF中空纖維超濾膜組成的高效、節(jié)能浸沒式超濾膜組件處理制藥廢水，達(dá)到了新出臺(tái)的《制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB21908-2008，COD、BOD及SS的去除率分別達(dá)到了91%、93%和86%。采用這種工藝具有運(yùn)行穩(wěn)定、抗污染負(fù)荷強(qiáng)、維護(hù)方便、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：制藥廢水 膜生物反應(yīng)器 超濾膜

中圖分類號(hào)：X7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）10（c）-0108-01

膜生物反應(yīng)器（MBR）是膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型廢水處理工藝，由生化反應(yīng)系統(tǒng)和膜組件組成。它利用膜分離組件將好氧生物反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)截留從而使得活性污泥濃度提高，水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）可以分別得到控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)、降解。膜生物反應(yīng)器工藝通過膜分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能。

1 污水特征

該藥廠主要從事以中藥為原材料進(jìn)行提取、制劑生產(chǎn)、加工的制藥企業(yè)。污水來源為：辦公樓的生活污水、提取車間沖洗廢水、針劑車間反滲透濃水和鍋爐房生產(chǎn)廢水以及雨水。污水特征為：有機(jī)污染物濃度高；懸浮物，尤其是木質(zhì)素等比重較輕，難于沉淀的有機(jī)物質(zhì)含量高；色度較高；廢水的可生化性較差；間歇排放，污水成分復(fù)雜，水質(zhì)水量變化大。項(xiàng)目設(shè)計(jì)排水量為2000 m3/d，進(jìn)水水質(zhì)如下：

2 工藝流程

廢水自流，經(jīng)粗格柵過濾后進(jìn)入集水井，大顆粒固體及漂浮物被攔截，再通過水泵提升進(jìn)入沉砂沉淀池，在水泵出口投加適量的PAC溶液進(jìn)行混凝、絮凝和沉淀，上清液流入調(diào)節(jié)池進(jìn)行預(yù)曝氣，使水質(zhì)、水量均勻。經(jīng)過預(yù)處理的廢水由提升泵打入水解酸化池，之后自流到MBR池，在此期間，微生物將有機(jī)污染物降解，并由膜組件進(jìn)行固液分離。

膜池排放的少量剩余污泥回流到沉砂沉淀池和水解酸化池，剩余污泥從沉砂沉淀池排出，外運(yùn)。

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

3.1 沉砂沉淀池、調(diào)節(jié)池

為了消除廢水中的懸浮物對后續(xù)處理工藝造成的負(fù)荷壓力，在調(diào)節(jié)池前加沉砂沉淀池，通過投加混凝劑的形式可以去除水中大量的懸浮物和色度。調(diào)節(jié)池內(nèi)采用穿孔管通入空氣，調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì)、水量，使水質(zhì)得到均衡。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)提升泵1臺(tái)，提升泵的開停根據(jù)水位由液位計(jì)自動(dòng)控制。

3.2 水解酸化池

調(diào)節(jié)池內(nèi)的提升泵將污水提升到水解酸化池。在水解、產(chǎn)酸菌的作用下，使污水中的大分子長鏈、難生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子、易生物降解的有機(jī)物。水依靠自流，從水解酸化池進(jìn)入MBR池。

3.3 MBR池

膜生物反應(yīng)池包括接觸氧化區(qū)和膜分離區(qū)，兩者隔開，成為分體式膜生物反應(yīng)器，主要是對污水有機(jī)物進(jìn)行好氧生化處理和泥水分離。接觸氧化區(qū)設(shè)置有2m高的立體彈性填料，活性污泥附著在填料上，不僅增強(qiáng)了污泥的降解能力，而且使懸浮污泥減少，減輕了膜絲的污堵。水在自吸泵的作用下，透過膜組件進(jìn)入清水池，以備回用。池底設(shè)有1臺(tái)污泥回流泵，將剩余的污泥回流到水解酸化池和沉砂沉淀池。

池內(nèi)設(shè)有兩套曝氣系統(tǒng)，一套是設(shè)在池底的穿孔曝氣管，供池內(nèi)微生物生長；一套設(shè)在膜組件本體的底部，用來沖刷膜絲，減緩膜表面的污染。

膜組件采用浸沒式中空纖維超濾膜組件。這種組件獨(dú)特的一端集水或兩端集水形式能夠充分發(fā)揮每段膜面積的產(chǎn)水作用，每個(gè)組件都自帶曝氣裝置，消除了污泥聚集的死角，同時(shí)形成了對膜表面有效的氣體擦洗，既能延長產(chǎn)品的使用壽命，又降低了MBR工藝所需的氣體量，降低了能耗。超濾膜采用截留分子量為50kDa的PVDF材質(zhì)，既能保證出水的效果，又能維持設(shè)計(jì)要求的出水通量。

3.4 設(shè)備間及控制系統(tǒng)

設(shè)備間內(nèi)安裝自吸泵2臺(tái)，1備1用，自吸泵的啟動(dòng)和停止根據(jù)水位高低由設(shè)在膜池內(nèi)的浮球閥自動(dòng)控制。鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，24小時(shí)運(yùn)行，每12小時(shí)切換一次。

本套水處理由可編程控制器（PLC）控制，設(shè)備的運(yùn)行完全通過PLC進(jìn)行全自動(dòng)控制（也可切換成手動(dòng)模式），污水泵均采用液位計(jì)控制，并備有過壓、缺相、短流等保護(hù)和報(bào)警功能。

3.5 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

本工程總投資為71萬元，其中土建費(fèi)用為35萬元，設(shè)備材料費(fèi)用為27.59萬元，其余為設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試等其他費(fèi)用。處理能力150 m3/d，直接運(yùn)行成本1.11 m3/d.

4 工程運(yùn)行及討論

4.1 運(yùn)行條件說明

用純堿調(diào)節(jié)進(jìn)水的pH值保持為7.5左右，然后加入濃度為5%的PVC溶液，加入量為15 L/h（經(jīng)過初期小型實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果）；保持接觸氧化區(qū)的溶解氧為2～3 mg/L；為保持膜組件良好的抖動(dòng)效果，供膜絲抖動(dòng)的曝氣量為2～4 L/m2min；自吸泵在膜池高液位的情況下間歇運(yùn)行，運(yùn)行9分鐘，停1分鐘。

4.2 運(yùn)行結(jié)果

本工程2009年4月中旬投入使用，到目前為止，每月由當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門進(jìn)行抽樣檢測，檢測結(jié)果平均值于表2中列出。

5 結(jié)論

混凝沉淀-水解酸化-接觸氧化MBR工藝處理高濃度制藥廢水，在啟動(dòng)3個(gè)月后可以達(dá)到較好的處理效果。由于廢水懸浮物濃度較高，所以首先進(jìn)行預(yù)處理，以保證后續(xù)水解酸化池的正常運(yùn)行，超濾膜的高效截留作用，保證了整個(gè)處理系統(tǒng)內(nèi)高的微生物濃度，降低了處理負(fù)荷。合理的曝氣強(qiáng)度，保證了膜絲既能適度抖動(dòng)，降低膜表面的污染程度，又不會(huì)對膜絲造成大的沖擊，保證了膜絲在長期運(yùn)行中完好無損。

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