膜法工藝處理日化行業洗滌廢水

李文魁，林立華，陳家彬，駱俏榕

（三達膜科技（廈門）有限公司，福建廈門 361000）

日化行業是關系著民生的重要行業。其生產的廢水特點是水質成分復雜，如LAS、AES、AOS、表面活性劑、磺酸、磷酸、亞硫酸鹽、三氯化鐵等。近年來含有氨基酸，低級脂肪酸，椰油等天然成分也越來越受大家歡迎。這些新的成分造成的廢水COD 也急劇上升，更加大了日化行業廢水的處理難度。常規的絮凝沉淀+壓氧+好氧處理處理方式會因為進料來水波動大而造成不穩定，出水容易不達標。三達膜公司與某知名化妝品企業公司合作。面對該企業生產日益擴大，而污水處理空間有限，進水來源變化大，絮凝效果不好，排放要求嚴格等特點。量身打造了進水—混合—陶瓷膜—Suntar—MBR—中水回用系統-達標排放等一套綜合性水處理方案。

該方案占地小，處理靈活，可調節范圍廣，出水達標，排放合格，并且實現了水的部分回用，減少了污水排放。

1 進出水情況與要求

1.1 進水情況

該化妝品企業主要生產彩色化妝品、沐浴液、身體和頭發護理產品等，而且是按需生產。生產產品變化大，生產過程中產生的廢水也有明顯的季節性波動。為了讓處理效果達到最好的狀態，連續取樣1～2個月，選取了幾個比較經典的產品與難處理產品水樣的一個綜合進水。進水情況請見表1。

表1 進水表

1.2 出水情況

項目現場要求是出水可達到《廣東省地方標準水污染物排放限值DB4426-2001》第二時段之第二類污染物最高允許排放濃度一級標準，部分指標如表2所示：

表2 出水表

2 水質特性分析

COD 超高，達13 600mg/L 以 上，而且成分復雜，含有可溶性、不可溶性油脂、化學粉末、多種合成或非合成有機酸與無機酸堿。有流動性好的也有較難以流動的物質。需要達到COD ≦90的目標。COD 去除率降幅極高，處理難度大。

部分水樣呈乳白色渾濁狀黏稠狀，SS 較高，黏度大。絮凝后還有大量懸浮乳白色物質，容易黏附堵塞水處理設備，對水處理設備要求高。

氨氮低，取樣氨氮僅為7mg/L，遠不能滿足大部分細菌生長的需要。整個污水是典型的工業型污水，可生化性能低，常規生化處理難以滿足需要。

某日化廠水樣電導僅為423μS/cm，進水pH=5.18.相對于常規進水pH 偏酸性，對于微生物大量的生產也有較大影響。

3 方案設計

本案設計的核心是在控制系統污堵和結垢的前提下去除較難降解的COD，提高生化性，達到排放水質要求。通過一系列的實驗，初步確定以陶瓷膜過濾+MBR+水回用系統結合的方式進行方案設計。本方案設計特點：

1）針對原水高COD 的水質情況，采用膜過濾+生化結合的工藝思路，利用過濾和生化降解協同作用去除COD，極大提高了COD 的去除效率，保障出水符合排放要求。

2）反滲透采用批次式運行設計，能極大提高系統的濃縮倍數，保證產水品質的同時減少系統的濃鹽水排放量。

3）末段根據需要與現場情況還可以采用人工濕地，既美觀又能夠進一步降解COD。

3.1 預處理陶瓷膜系統

預處理采用陶瓷膜微濾處理，目前市場上的微濾產品主要有以陶瓷膜為代表的無機膜和以中空纖維膜為代表的有機膜。其主要的特點如表3所示：

表3 預處理陶瓷膜系統特點

膜微濾是利用被過濾物質（固體）的水流透過膜后，進入產水側（水被凈化）。在高流速水流（錯流流速2.5～3m/s），流體呈現湍流的形態，被膜截留的固體顆粒不會停留在膜的表面。而是在膜表面起到一定的沖刷作用，避免污染物在膜表面停留。即使運行一段時間后污染物附著在膜表面，可以通過反沖洗而脫落。錯流式微濾是為了達到非常好的出水水質代替傳統的沉降或澄清工藝。微濾利用微孔的膜把廢水中的沉淀物分離出來。它不需要沉淀物粒徑足夠大和比重足夠大，所以當把物質從溶解狀態轉化為不溶狀態后，它是一種更有效的分離方法。

綜合考慮，本方案推薦化學穩定性好、耐酸堿、耐有機溶劑、耐高溫、機械強度高的進口納米陶瓷膜作為該項目除固形物的核心部分。而且實驗數據顯示，通過陶瓷膜處理，該廢水COD 的去除率可達到50%以上。

3.2 MBR處理系統

陶瓷膜產水COD 較高，為減輕后續反滲透的處理負荷，本案設計陶瓷膜產水采用一體化MBR 生化處理工藝進一步處理，降解COD。設計原則如下：

①核心技術采用膜生物反應器（MBR）；②出水水質好，抗負荷沖擊能力強，系統穩定性高；③占地少；④設備選型兼顧通用性和先進性，運行穩定可靠、效率高、管理方便、維修維護工作量少、價格適中；⑤污泥產率低，剩余污泥少；⑥易于完成自動控制，管理操作簡單。整個設備處理系統配有全自動電氣控制系統和設備故障報警系統，運行安全可靠，平時一般不需要專人管理，只需適時地對設備進行維護和保養。⑦設備可以做成移動式一體化污水處理設備，結構靈活、形式多變。

按照上述原則，綜合考慮到各方面因素，結合建設單位污水水量和水質現狀，采用在陶瓷膜后加上三達膜箱式一體化污水處理系統進一步處理。“三達膜箱”是集成式智能化生物膜反應裝置，具有完善的系統配置、控制自動化、運行無人化，安裝便捷、使用方便，出水指標穩定可靠。“三達膜箱”可置于地上或地下：若置于地上，安裝方便、可節約管路安裝等費用；若置于地下，箱體頂端可被綠化，節約占地面積。經過三達膜箱的有效處理，出水基本能達到《廣東省地方標準水污染物排放限值DB4426-2001》第二時段之第二類污染物最高允許排放濃度一級標準。

3.3 水回用工藝選擇

膜法除鹽技術是利用高分子半滲透膜為過濾介質，使鹽溶液在加壓條件下，實現溶質（鹽）和溶劑（水）的分離，達到脫鹽的目的。

反滲透膜（RO）是一種新型、成熟的脫鹽工藝。其對水中的溶解性離子可以達到99%以上的截留率，對多價離子、有機物、硬度離子等的截留則更為徹底。反滲透系統對原水脫鹽處理的脫鹽率一般達98%以上，本案通過設計批次式反滲透系統進行處理，日運行時間4h，設備配置靈活。MBR 處理后，COD 較低時可回收部分污水，MBR 處理后COD 達標時可直接排放；MBR 處理后COD 未達標時，可通過RO 膜處理達標排放。濃水再進一步進系統處理。可以有效地保障出水指標而且可回收部分廢水用于廠區要求不高的生活用水。

（1）膜法除鹽是一種物理分離過程，較少加入化學藥劑，不產生二次污染。

（2）廣譜脫鹽，對大部分溶解性離子有較高的脫除率，出水純凈低鹽。

（3）清洗周期長，清洗方法簡單，具有操作簡單、自動化程度高，應用范圍廣等優點。

結合工藝從以下幾點進行考慮：①膜廠商及反滲透產品特點；②廠商技術支持和服務；③系統設計；④運行操作控制和維護。

綜合以上考慮，根據本系統原水的特點及其他類似項目的經驗。反滲透膜系統采用一套系統設計進行批次式處理濃縮，當一批次產水無法滿足排放要求時，可以收集后再過一次反滲透系統，以提高系統收率及濃縮倍數。本工程RO 系統采用Suntar 進口8040型抗污染反滲透膜，通過合適的膜管并、串聯排列，形成科學的流量、壓力，保證反滲透膜系統最低的動力消耗和組件水量平衡。配合三達膜自主研發的清洗劑實際運行后，能使設備達到很好的運行狀態。

4 結束語

合成化妝品的廢水通過陶瓷膜+MBR+水回用系統達標排放與水回用的工藝的成功在國內具有應用推廣的價值。第一，它響應建設備綠水青山就是金山銀山。第二，它擴大了化妝品化工企業的建設范圍，在適合的工業園區都可以保證進出水達標、第三，它最大限度地利用廢水減少了廢水的排放量。在探索零排放工廠的道路上邁出了堅實的一步。