膜生物反應器在制藥廢水處理中的應用

蘇蘇

摘 要：采用混凝沉淀、水解酸化與新型膜生物反應器結合工藝處理制藥廢水。工程實踐表明，采用新型的膜生物反應器技術，利用耐污染的PVDF中空纖維超濾膜組成的高效、節能浸沒式超濾膜組件處理制藥廢水，達到了新出臺的《制藥工業水污染物排放標準》GB21908-2008，COD、BOD及SS的去除率分別達到了91%、93%和86%。采用這種工藝具有運行穩定、抗污染負荷強、維護方便、投資少、運行費用低等優點。

關鍵詞：制藥廢水 膜生物反應器 超濾膜

中圖分類號：X7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（c）-0108-01

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

1 污水特征

該藥廠主要從事以中藥為原材料進行提取、制劑生產、加工的制藥企業。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廢水以及雨水。污水特征為：有機污染物濃度高；懸浮物，尤其是木質素等比重較輕，難于沉淀的有機物質含量高；色度較高；廢水的可生化性較差；間歇排放，污水成分復雜，水質水量變化大。項目設計排水量為2000 m3/d，進水水質如下：

2 工藝流程

廢水自流，經粗格柵過濾后進入集水井，大顆粒固體及漂浮物被攔截，再通過水泵提升進入沉砂沉淀池，在水泵出口投加適量的PAC溶液進行混凝、絮凝和沉淀，上清液流入調節池進行預曝氣，使水質、水量均勻。經過預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，微生物將有機污染物降解，并由膜組件進行固液分離。

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。

3 主要構筑物及設備

3.1 沉砂沉淀池、調節池

為了消除廢水中的懸浮物對后續處理工藝造成的負荷壓力，在調節池前加沉砂沉淀池，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。調節池內采用穿孔管通入空氣，調節廢水的水質、水量，使水質得到均衡。調節池內設提升泵1臺，提升泵的開停根據水位由液位計自動控制。

3.2 水解酸化池

調節池內的提升泵將污水提升到水解酸化池。在水解、產酸菌的作用下，使污水中的大分子長鏈、難生物降解的有機物轉化為小分子、易生物降解的有機物。水依靠自流，從水解酸化池進入MBR池。

3.3 MBR池

膜生物反應池包括接觸氧化區和膜分離區，兩者隔開，成為分體式膜生物反應器，主要是對污水有機物進行好氧生化處理和泥水分離。接觸氧化區設置有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，透過膜組件進入清水池，以備回用。池底設有1臺污泥回流泵，將剩余的污泥回流到水解酸化池和沉砂沉淀池。

池內設有兩套曝氣系統，一套是設在池底的穿孔曝氣管，供池內微生物生長；一套設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。這種組件獨特的一端集水或兩端集水形式能夠充分發揮每段膜面積的產水作用，每個組件都自帶曝氣裝置，消除了污泥聚集的死角，同時形成了對膜表面有效的氣體擦洗，既能延長產品的使用壽命，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，既能保證出水的效果，又能維持設計要求的出水通量。

3.4 設備間及控制系統

設備間內安裝自吸泵2臺，1備1用，自吸泵的啟動和停止根據水位高低由設在膜池內的浮球閥自動控制。鼓風機2臺，24小時運行，每12小時切換一次。

本套水處理由可編程控制器（PLC）控制，設備的運行完全通過PLC進行全自動控制（也可切換成手動模式），污水泵均采用液位計控制，并備有過壓、缺相、短流等保護和報警功能。

3.5 主要技術經濟指標

本工程總投資為71萬元，其中土建費用為35萬元，設備材料費用為27.59萬元，其余為設計、安裝調試等其他費用。處理能力150 m3/d，直接運行成本1.11 m3/d.

4 工程運行及討論

4.1 運行條件說明

用純堿調節進水的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（經過初期小型實驗得出的結果）；保持接觸氧化區的溶解氧為2～3 mg/L；為保持膜組件良好的抖動效果，供膜絲抖動的曝氣量為2～4 L/m2min；自吸泵在膜池高液位的情況下間歇運行，運行9分鐘，停1分鐘。

4.2 運行結果

本工程2009年4月中旬投入使用，到目前為止，每月由當地環保部門進行抽樣檢測，檢測結果平均值于表2中列出。

5 結論

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3個月后可以達到較好的處理效果。由于廢水懸浮物濃度較高，所以首先進行預處理，以保證后續水解酸化池的正常運行，超濾膜的高效截留作用，保證了整個處理系統內高的微生物濃度，降低了處理負荷。合理的曝氣強度，保證了膜絲既能適度抖動，降低膜表面的污染程度，又不會對膜絲造成大的沖擊，保證了膜絲在長期運行中完好無損。

參考文獻

[1] 王明霞，丁乃春，馮曉環，等.制藥廢水處理技術研究進展[J].環境污染與防治（網絡版），2006（12）：1-8.

[2] 陸杰，徐高田，張玲.制藥工業廢水處理技術[J].工業水處理，2001，21（10）：1-4.

[3] 龐家勝，楊淵.MBR工藝在制藥工業廢水處理中的設計及應用[J].化工設計.2012（2）.endprint