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MBR+RO工艺在印染废水处理中的应用

天津膜天膜科技股份有限公司浙江津膜环境科技有限公司 2013-05-27
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  我国是纺织印染大国,印染行业每天有400多万吨/日的废水排放,占工业废水的1/10,且每年要耗用100多亿吨清洁水,是我国用水量大、排放量大的工业行业之一。按1吨印染废水污染20吨清洁水体计算,每年未达标排放的废水又会污染清洁水150亿吨。“清洁生产,节能减排”依旧是十二五规划的重点,同时,对印染等传统、覆盖面较广的行业,在此方面提出了更高的要求。目前在全国范围内,印染废水的达标排放均是一个难题,尤其是国家新的排放标准出台之后,几乎所有的印染企业均面临着升级改造和再生回用的迫切压力。因此为了实现印染行业健康、平稳、可持续发展,必须有效处理污染废水,走以低能耗、高效率、生产清洁化为特征的低碳、环保和循环经济之路。

  膜生物反应器(MBR)工艺,是一种将超滤膜浸没于活性污泥混合液中的使用方式,其有效截留各种微生物,具有强化有机物、氨氮、总氮的去除效果,减少占地面积,易于自动化操作等特点,因此在用地紧张及高标准排放要求地区得到广泛应用。相关研究试验及我公司工程实践证明,MBR技术能很好的处理印染工业废水,实现印染废水达到《纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-2012)》的要求,且具有传统工艺不具备的特有优势,并正以超乎想象的速度在污水处理领域拓展其应用空间。

  反渗透(RO)工艺,是一种使用半透膜实现水分子和水溶液中细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子分离的工艺,现在,反渗透技术在全世界范围内已被广泛应用于锅炉补给水处理、循环冷却水处理、市政废水回用处理、中水回用处理、纯净水处理、医药行业水处理、食品行业水处理、工业废水处理或物料回收、海水淡化处理、药物分离等特种行业。印染废水经过物化、生化处理后,废水中的主要污染物是小分子有机物、染料分子和助剂分子,通过RO工艺可以很好的实现以上物质的去除,得到低色度、低COD、低盐份的脱盐水,实现污水的循环使用。

  MBR技术

  MBR技术概述

  膜生物反应器(MBR:Membrane bioreactor)是膜分离技术与生化技术有机结合的新型废水处理技术,其直接作用是泥水分离,间接作用是可以提高污泥浓度。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住,生化池中的活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制,而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此,膜生物反应器通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。

  技术优势及特点

  MBR技术在节省占地、实现扩容、对污染物去除效果等方面与传统技术相比显示出巨大优势,主要体现在以下几方面:

  分离效果远好于传统沉淀池, SS和浊度去除率高于99%.

  膜分离将全部的活性污泥都截留在反应器内,污泥浓度可达到较高的水平,大大降低了污泥负荷,提高了有机物的去除效率。

  由于膜组件的高效截留作用,使得生物反应器的水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)完全分离,使世代时间较长的微生物(如硝化细菌)也能在反应器中生存下来,保证MBR具有良好的去除有机物效果及硝化作用。

  具有较大的灵活性和实用性,工艺因流程短、占地面积小、处理水量灵活。

  解决了剩余污泥处理难的问题。可不用进行污泥浓缩,而直接进行脱水。另外由于膜的高效截留作用,即使出现污泥膨胀问题也不会影响出水水质。

  应用方向及发展趋势

  MBR工艺在国内发展十余年来,发展快速,工艺日趋完善,随着应用规模的扩大,投资成本不断降低。现在MBR技术已经在市政污水处理回用、工业废水处理回用、粪便污水处理、土地填埋场、堆肥渗滤液处理等领域得到了较为广泛的工程化应用。在一些特殊的工业领域,比如印染、化工、造纸、石化等行业,由于其废水的成分复杂,循环使用存在较大的技术难度,MBR工艺在这些领域也都表现出了极大的优势,不仅能够实现难处理工业废水的达标排放,而且也为回收利用创造了很好的条件,因此,在我国工业经济发展同环境保护矛盾日益突出的情况下,MBR工艺将有更为广泛的应用前景。

  工程实例

  2.1浙江东方华强纺织印染废水处理项目概况

  浙江东方华强纺织印染有限公司(以下简称华强)是由浙江华强纺织集团有限公司与香港迅宇国际有限公司、浙江东方集团股份有限公司三方强强联合,于2001年12月成立的一家大型纺织、印染、服装、贸易企业,公司主要生产各种棉质服装,日产生废水量12000m3/d。公司原有一套12000 m3/d的污水预处理处理设施,根据绍兴市环保局要求,结合企业实际情况,从减量提标角度考虑,扩建原有污水处理设施,2012年2月,由我司建成一套 “水解酸化池+接触氧化池” 生化工艺,并由我司以BOO模式,以MBR+RO的膜处理工艺投资建设再生水处理设施一套,每日回收再生水6000 m3/d,处理后的排放水达到印染废水排放标准。

  2.2处理工艺及水质指标

  2.1.1工艺流程

  华强污水处理工程,采用的总体流程是“混凝、气浮+水解酸化+接触氧化+MBR+RO”的处理工艺,流程如图1。

  2.1.2水质指标

  2.3工艺介绍

  2.3.1 物化预处理

  物化预处理是原有的处理设施。车间废水通过收集渠汇集到废水调节池里,调节池内废水由泵提升至pH调整池,通过投加硫酸将pH调至混凝反应所需的最佳pH值,在混凝反应池内投加PAC(FeCl3)和PAM进行混凝反应,pH调整池和混凝反应池内均设有机械搅拌机。重污染废水先经过酸析,再通过板框压滤机过滤,除去主要污染物对苯二甲酸。滤液pH约2~3,打入轻污染废水pH调节池与轻污染废水综合处理;泥饼主要为对苯二甲酸,可回收利用。

  混凝反应池出水自流进入浅层气浮池,在气浮池内进行泥水分离。出水自流进入中间水池,污泥进到浓缩池进一步处理。

  2.3.2生化处理

  经过物化预处理后的废水自流进入中间水池,由中间水池提升泵提升至冷却塔,将水温冷却至35℃以下。冷却塔出水进入水解酸化池,在厌氧菌和兼性菌的作用下,废水中高分子有机物被降解成易生化的小分子有机物,以提高废水的可生化性。水解酸化池出水自流进入接触氧化池,接触氧化池内安装有弹性填料,在填料上附着生长生物膜,主要是好氧菌利用水中溶解氧,降解水中有机物并最终转化为CO2和H2O等物质,实现水体的净化。

  2.3.3 MBR工艺段

  接触氧化池出水进入MBR池,MBR池内布置有浸没式的超滤膜组件,超滤膜采用天津膜天膜公司生产的FP系列PVDF帘式膜组件,膜过滤孔径为0.02μm,设计膜通量为12 L/( m2.h)。由于超滤膜的高效截留作用,使得MBR池内的污泥富集速度很快,污泥浓度达到8000~10000mg/L,生化功能在MBR池内进一步加强。MBR系统对COD去除率一直稳定在80%~90%之间,产水COD稳定在80~110mg/L,浊度小于0.24NTU,色度稳定在60PCU。MBR污泥大部分回流到水解酸化池和接触氧化池,剩余污泥排放量约10-20%,先经过加药混凝、气浮处理后出水达标排放,污泥排放到污泥浓缩池。

  2.3.4 反渗透工艺段

  MBR出水直接经过输送泵送入RO系统,RO系统采用一级两段式设计,膜元件采用性能稳定的海德能公司生产的抗污染、宽流道LFC系列膜元件,RO系统配备有保安过滤器、阻垢剂、还原剂加药系统。RO系统进水电导率在3000~4000μS/cm之间,RO系统回收率在50%~60%之间,RO产水COD均在10mg/L以下,浊度低于0.2NTU,色度低于20PCU,电导去除率稳定在98%以上,电导率均低于100μS/cm

  处理效果

  检测6个月运行数据,对MBR系统、RO系统进出水CODCr 、氨氮、电导率、色度、MBR膜池污泥浓度等进行31次测试。

  MBR出水水质远远优于《纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-2012)》的要求,并能够保证RO系统稳定运行,RO系统的产水满足印染企业再生回用水的水质需要,循环使用于印染工艺。MBR系统进水CODCr最高值为2952mg/L,最低值为1867mg/L,平均值为2310.35mg/L,MBR出水CODCr平均为94mg/L,平均去除率高达95.93%。MBR进水氨氮平均值为189.9mg/L,MBR产水氨氮平均值为15.87 mg/L,去除率平均为91.64%。MBR出水浊度<0.5NTU, SS<10mg/L。RO系统出水浊度<0.3NTU,色度<并20pcu,ro系统进水电导率平均值为3420us cm,产水电导率平均值为73.97 us cm,盐分脱除率平均为97.83%。由于印染企业生产波动较大,进而导致进水水质指标波动很大,在此波动的情况下,产水水质仍能稳定,mbr表现出很强的耐冲击负荷能力,也进而保证了ro系统的稳定运行。< p>

  运行状况

  该系统自2012年3月份投入运行,至2013年3月已经完整运行一年,除初始系统调试阶段外,MBR系统污泥浓度基本维持在6000~8000mg/L,并可通过提高污泥回流量及排泥操作,调节系统污泥浓度,既保证了有较高的处理效果,又避免增加膜污染风险。MBR膜曝气量与产水量之比控制在12:1~15:1范围内,即可使DO值维持在较适合的水平,又可较好的避免膜表面积泥现象。本工程MBR膜区污泥回流比在300%,在满足生化要求同时有效避免污泥在膜表面淤积;RO系统回收率控制在60%,从而保证RO浓水依旧能够达到国家排放标准。

  经过一年的运行,随着运行经验的丰富,目前系统的产水率逐步提高、水质指标控制在一个稳定合理范围内,运行能耗及耗材费用有所降低,作为一个BOO投资项目,不仅为华强企业的生产经营起到了保驾护航的作用,而且也为保证了投资方的利益,起到了双赢的效果。

  结论与展望

  本工程自建成运行以来,运行稳定,出水效果理想,对CODCr、NH4-N、色度、浊度、盐分均有很好的去除效果,出水水质优于《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)和印染用水水质标准的要求,并且在进水水质的波动剧烈的情况下仍能保证出水质量,表现出良好的抗冲击性。与传统处理工艺相比,浙江东方华强MBR工程占地小,处理效果好,RO系统运行稳定,设备清洗及维护少,各工段的自动控制保证系统良好持续运行。

  MBR膜生物反应器系统在国内已发展多年,随着膜制造技术的不断提升,MBR处理工艺仍将继续完善,其相对于传统处理技术的优势也将愈发明显。大量试验研究以及本公司成功的工程应用经验表明,MBR技术可以很好的印染废水的达标排放和再生回用,实现系统良好运行。MBR膜生物反应器处理系统在为印染废水提供了一条更加高效、合理的选择道路。在工业废水排放标准不断升级的情况下,采用MBR技术可满足更为严格的排放标准。在今后的污水处理领域,MBR处理技术作为一项日趋成熟、不断完善的技术必将获得更广泛的应用。

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