MBR工藝處理化工廢水的試驗效果分析

駱蘇蘇+陳春霞+吳耀榮

摘??要：傳統的生物處理工藝已無法滿足新的廢水處理標準，以膜分離技術為基礎的反應器——MBR膜生物反應器引起了業界的重視。對某制藥公司的醫藥污水進行了研究，采用膜生物反應器工藝處理醫藥化工廢水，全面分析了膜生物反應器醫藥廢水中的各項工藝參數。通過一系列分析，試驗結果證明了膜生物反應器處理醫藥化工業廢水的效果明顯。

關鍵詞：MBR膜生物反應器;膜壓;膜污染;醫藥廢水

中圖分類號：X703???????????????文獻標識碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.078

隨著我國經濟的不斷增長，制藥工業得到了良好的發展，我國藥品的生產和出口均位列世界領先地位。但在生產藥品時，由于廢水處理工藝不夠先進，排出的廢水有機污染物含量高，對水環境造成了嚴重的危害。因此，如何使用先進的工藝對醫藥化工廢水進行充分處理成為了人們關心的問題。下面就此進行討論、分析。

1??試驗部分

1.1??原水水質

本次試驗與工程同步，試驗設備放在好氧池內。原水主要為中、低濃度的廢水，主要包括循環排污水、設備清洗水、車間清洗水和溶劑回收洗滌水等。生產性的高濃廢水經過物化處理后，與生活污水、循環排污水混合進入生物處理系統。廢水中的BOD5/CODTN、TP含量較高，NH4+-N濃度較低。從整體看，此類化學合成廢水較難生物降解，大量的有機氮、有機磷和較高的含鹽量均不利于微生物生長。

1.2??中試裝置、工藝流程和測試方法

1.2.1??膜裝置

試驗采用本公司加工制造的MBR膜生物反應器集成設備，處理規模為3?m3/h左右。膜片采用聚偏氟乙烯（PVDF）中空纖維微孔過濾膜（MF），纖維孔徑為0.2～0.4?μm，運行方式為負壓式。

1.2.2??設備裝置

設備為集成裝置，控制采用PLC全自動控制系統，自動化

程度較高、操作方便。同時，設備配有自動在線清洗、維護系統，能對膜組件進行在線清洗。

1.2.3??工藝流程

本廠現有處理系統1套，具體工藝流程如圖1所示。

圖1??工藝流程圖

1.2.4??測試方法

化學需氧量、污泥濃度和污泥沉降比等均采用國標標準方法測定，并對膜透水量、過濾壓力、通過流量計壓力表測定。

2??試驗效果分析

2.1??膜片運行數據分析

本次MBR改造試驗始于2012-04，終于2012-10，對試驗過程中試驗數據的收集和整理進行以下分析。

2012-04為設備改造運行初期，最初出水流量設定為4?m3/h，短時間內抽吸壓力出現明顯上升的現象，經過調整，初步將出水流量控制在3?m3/h。此時，MBR系統的膜壓力差為-0.025?MPa。在連續運行的第一個月，時間、流量、壓力差均恒定，設備運

行穩定，在正常的在線清洗和日常維護情況下，基本未出現波動。由此可見，設備試運行良好。

2012-05，MBR系統的整體運行情況與2012-04基本相同，狀態良好，在日常清洗和維護下沒有出現不良狀況，MBR系統運行穩定，膜運行良好，未出現膜污染跡象。

2012-06，運行數據出現了小范圍的波動，恒流量條件下，第7天的膜壓力差由-0.025?MPa上升至-0.027?MPa。原因可能為隨著MBR系統的運行，從第3個月開始出現了膜微污染跡象，主要表現在膜壓力差的變化上。經過維護性清洗后，中試運行恢復穩定，沒有出現壓力差持續上升的現象，說明膜運行穩定、膜污染情況不嚴重，通過清洗可恢復。由于現場出水方式等原因，膜池偶爾出現液位差變化較大的情況。為了避免因液位差的變化對膜運行壓力差造成的較大沖擊，從第3個月第28天開始，調節出水流量控制在2.5?m3/h，同時，隨著流量的降低，膜壓力差恢復至-0.025?MPa。從運行情況看，系統運行穩定，可以繼續連續運行。

2012-07，MBR系統的整體運行情況與2012-06清洗后相同，狀態良好，在日常清洗和維護下沒有出現不良狀況，MBR系統運行穩定，膜運行良好，未出現膜污染跡象。

2012-08，前12天系統運行情況與2012-07相同，膜系統運行情況良好，沒有出現污堵情況，第13天和14天由于將抽吸流量調到了1.5?m3/h，抽吸壓力也隨著流量的降低而升高，這主要是因系統停機而造成膜污堵嚴重。系統開機并經反沖洗和在線加藥清洗后恢復正常，調節出水流量控制在3?m3/h，同時，隨著流量的升高，膜壓力差恢復至-0.03?MPa。從后續運行情況看，對中試試驗項目造成了一定的影響。

2012-09初期系統運行不穩定，抽吸壓力隨著流量的降低而逐步升高。隨著運行時間的延長，2012-09中、后期，膜污染情況更加嚴重，跨膜壓差上升較快，流量迅速下降?？缒翰钌仙土髁肯陆当砻髂の廴疽呀浄浅乐?。2012-09-25，對膜生物反應器進行了離線清洗。清洗后，膜壓恢復到-0.025?MPa，流量為3?m3/h。

離線清洗后，2012-10，MBR膜生物反應器保持良好狀態，在日常清洗和維護下沒有出現不良狀況，MBR系統運行穩定，膜性能良好。

從MBR系統的整體運行情況看，出水流量出現2次變化，均為人為調整，目的在于控制膜污染，在穩定運行的情況下，可確保恒流量運行;壓力差共出現5次變化。其中，2次是因人為調整出水流量而造成的，2012-06、2012-08、2012-09出現的壓力差升高現象是因膜系統長期運行下的膜污染造成的，通過維護性清洗和離線清洗可基本恢復正常運行狀態，從而保證系統的穩定運行。中試過程中采用在線維護性清洗的方式，有效減輕了膜污染，延長了膜污染的周期，保證了系統的穩定運行。

2.2??COD去除效果分析

圖2為試驗過程中，2012-05—07的進出水COD的變化情況。圖3為原生化系統和中試系統去除率的對比。

圖2??進出水COD隨時間的變化情況

圖3??現有系統和中試系統去除率的變化情況

由圖2和圖3可知，在進水波動性較大的情況下，中試膜系統出水COD基本上在400～500?mg/L之間波動，去除率在90%左右，系統運行穩定。與現有系統比較，中試膜出水COD比現有系統二沉池出水COD平均低100多個COD，且二沉池出水COD越高，膜系統優勢越明顯，膜系統出水濁度基本為0.從整體去除效果看，中試去除率比現有系統的去除率高。其優勢主要表現在膜分離對生物的強化作用，微濾膜可對大分子有機物進行物理截留，以及通過膜表面形成的沉積層過濾、吸附作用對溶解性有機物的去除進一步提高了對COD的去除率。

3??結束語

綜上所述，在使用中試研究和長時間的觀察分析后，試驗結果表明了膜生物反應器在醫藥廢水中運行穩定，抗污染性能突出，整個系統運行穩定。由此可見，膜生物反應器在處理醫藥化工廢水中有良好的效果，值得對其進行推廣應用，從而保證醫藥生產排出的廢水符合相關標準。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕

Analysis?on?the?Effect?of?MBR?Process?for?Chemical?Wastewater?Treatment

Luo?Susu，?Chen?Chunxia，?Wu?Yaorong

Abstract：?The?traditional?biological?treatment?process?has?been?unable?to?meet?the?new?wastewater?treatment?standards，?membrane?separation?technology?based?reactor?-?MBR?membrane?bioreactor?has?caused?the?industry's?attention.?The?pharmaceutical?wastewater?of?a?pharmaceutical?company?was?studied，?and?the?membrane?bioreactor?was?used?to?process?the?pharmaceutical?wastewater，?and?the?parameters?of?the?membrane?bioreactor?were?comprehensively?analyzed.?Through?a?series?of?analysis，?the?experimental?results?proved?the?effect?of?membrane?bioreactor?for?treatment?of?pharmaceutical?wastewater?was?obvious.

Key?words：?MBR?membrane?bioreactor;?membrane?pressure;?membrane?fouling;?pharmaceutical?wastewater