降低MBR和反滲透工藝在印染廢水回用中的運(yùn)營(yíng)成本

孫國(guó)飛 沈林海

摘 要：由于環(huán)保要求日益提高和企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，很多印染企業(yè)目前都開始使用MBR加反滲透的工藝對(duì)外排廢水進(jìn)行深度回用，實(shí)現(xiàn)印染廢水的循環(huán)回用，以此減少排污量。但是印染廢水的處理一直是我國(guó)廢水治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其具備有機(jī)物成分復(fù)雜、難降解物質(zhì)多、色度高、水質(zhì)變化大、含鹽量大等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)制約著MBR加反滲透工藝的成熟運(yùn)用，導(dǎo)致膜壽命偏短、清洗頻繁，最終導(dǎo)致運(yùn)行運(yùn)營(yíng)成本過高。該文討論影響MBR和反滲透工藝運(yùn)營(yíng)成本的主要因素，以此來降低MBR和反滲透工藝在印染廢水回用中的運(yùn)營(yíng)成本。

關(guān)鍵詞：MBR和反滲透工藝 印染廢水回用 運(yùn)營(yíng)成本

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）05（c）-0068-02

就目前紹興印染企業(yè)而言，在不考慮其他間接費(fèi)用的情況下，考慮到排污費(fèi)用和自來水費(fèi)用，MBR和反滲透工藝的運(yùn)行費(fèi)用在4.5元/t產(chǎn)水的情況下是可以被接受的，由于影響MBR和反滲透工藝運(yùn)行成本的原因很多，以下就列舉了運(yùn)營(yíng)成本的主要構(gòu)成，包括膜元件的壽命、電耗、藥劑、管理等，最終使使用單位了解費(fèi)用的構(gòu)成，優(yōu)化分項(xiàng)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

1 MBR運(yùn)行模式對(duì)運(yùn)營(yíng)成本的影響

目前每個(gè)膜廠家及工程實(shí)際的工藝參數(shù)均有所差別，表1列舉了比較常規(guī)的兩種運(yùn)行模式，假設(shè)這兩種運(yùn)行模式效果相當(dāng)，從表1比較可看出“運(yùn)行15 min反洗30 s”較“開8停2”運(yùn)行模式更具有優(yōu)勢(shì)，設(shè)備的利用率更高。

從原理上分析“開8停2”的運(yùn)行模式，其采用停止產(chǎn)水空曝氣的方式來恢復(fù)膜元件通量，模絲內(nèi)部負(fù)壓卸除較慢，效率較低（見表1）。

2 MBR曝氣強(qiáng)度對(duì)運(yùn)營(yíng)成本的影響

曝氣可有效控制膜污染，但會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)能耗增加，一般MBR系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的能耗占MBR系統(tǒng)總能耗的80%；同時(shí)曝氣強(qiáng)度過大還會(huì)對(duì)膜污染控制產(chǎn)生負(fù)面影響，會(huì)導(dǎo)致污泥破碎，影響混合液過濾特性，進(jìn)而加劇膜污染、降低膜通量；所以系統(tǒng)存在一個(gè)經(jīng)濟(jì)曝氣強(qiáng)度和保證處理效果、控制膜污染的最佳平衡點(diǎn)，確定適宜的曝氣強(qiáng)度，不僅可降低能耗而且有利于保持較高的膜通量。

3 MBR膜元件的清洗費(fèi)用對(duì)運(yùn)營(yíng)成本的影響

MBR膜元件的清洗也是MBR系統(tǒng)運(yùn)行中一筆不小的費(fèi)用，不僅包括藥劑費(fèi)用，還增加了操作管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了設(shè)備的停機(jī)時(shí)間，同時(shí)清洗好的強(qiáng)酸強(qiáng)堿廢水又需要進(jìn)行處理。

只有減低膜元件的清洗周期，選用合適的清洗藥劑才能有效降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，同時(shí)建議酸洗堿洗水池分開，某些情況下清洗液可以重復(fù)使用，減低藥劑的添加量（見表2）。

4 MBR膜元件壽命對(duì)運(yùn)營(yíng)成本的影響

MBR膜元件是MBR加反滲透工藝中主要的設(shè)備，其費(fèi)用一般占據(jù)30%左右的設(shè)備投資，同時(shí)它又是一種耗材，MBR的壽命將在很大程度上影響運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。表3列舉了膜元件在不同壽命情況下對(duì)運(yùn)營(yíng)成本的影響。

MBR膜元件使用壽命主要取決于原水水質(zhì)，在劣質(zhì)原水的情況下，MBR膜元件的壽命只有1年，在優(yōu)良水質(zhì)的情況下MBR膜元件的壽命可以在5年以上，為此控制好MBR進(jìn)水是提高M(jìn)BR膜使用壽命的關(guān)鍵因數(shù)，其中包括降低進(jìn)水COD、SS的濃度，有條件的話對(duì)堿減量廢水和漿料廢水預(yù)處理后進(jìn)行單獨(dú)分流處理，使其不進(jìn)入MBR系統(tǒng)（見表3）。

5 反滲透阻垢劑的投加對(duì)運(yùn)營(yíng)成本的影響

反滲透阻垢劑、分散劑是一種高效阻垢分散劑，特別適用于反滲透給水中鋇、鍶含量高，硫酸鋇、硫酸鍶結(jié)垢傾向嚴(yán)重的反滲透系統(tǒng)。它可以在結(jié)垢物質(zhì)很寬的濃度范圍內(nèi)有效地阻止結(jié)垢的發(fā)生。在反滲透系統(tǒng)（RO）、納濾系統(tǒng)（NF）或超濾系統(tǒng)（UF）中使用反滲透阻垢劑。

一般印染廢水回用系統(tǒng)的回收率受到有機(jī)物、懸浮物等多種因素的影響，回收率普遍不高，在清洗膜元件的過程中同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，膜元件一般多是堿洗效果較為明顯，可以認(rèn)為阻膜首要污染物主要為有機(jī)物和懸浮物，阻垢劑對(duì)延長(zhǎng)膜清洗周期的貢獻(xiàn)并不大，假設(shè)表4所示的阻垢劑的品牌及投加量效果一致，國(guó)產(chǎn)阻垢劑的優(yōu)勢(shì)較為明顯。

當(dāng)然，在添加硫酸或其他化學(xué)物質(zhì)用于生產(chǎn)或污水處理工藝時(shí)，阻垢劑的效果和投加量需根據(jù)實(shí)際情況而定，在有條件進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)的情況下，通過試驗(yàn)確定最優(yōu)方案（見表4）。

6 反滲透進(jìn)水壓力對(duì)運(yùn)營(yíng)成本的影響

反滲透由于采用高壓逆滲透的工作原理進(jìn)行脫鹽，原水的含鹽量和溫度將決定反滲透設(shè)備的運(yùn)行壓力，印染廢水一般而言溫度都比較高，所以壓力主要取決于原水含鹽量高低，一般電導(dǎo)率在2 000 ms/cm的原水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)后，操作壓力為0.9 MPa，如果電導(dǎo)率在10 000 ms/cm的原水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)后，操作壓力就高達(dá)1.4 MPa，高壓泵的功率將提高30%左右。同時(shí)高含鹽量原水里面的成分往往比較復(fù)雜，也會(huì)容易導(dǎo)致膜元件結(jié)垢問題的發(fā)生。

所以對(duì)于污水站含鹽量的控制也尤為重要，主要措施是對(duì)已知生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的高鹽水進(jìn)行分流處理，工藝允許的條件下減少污水處理藥劑的投加，對(duì)酸析廢水進(jìn)行分流處理，對(duì)污水處理站采購(gòu)的廢酸廢堿中的成分加以控制等。

7 反滲透膜元件壽命對(duì)運(yùn)營(yíng)成本的影響

反滲透膜元件是MBR加反滲透工藝中的核心設(shè)備，其具有脫鹽、脫色、脫COD的作用，表5所示反滲透膜壽命對(duì)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用的影響，延長(zhǎng)反滲透膜元件的壽命將大大降低系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

反滲透膜元件的壽命主要取決于原水的水質(zhì)、清洗周期和工藝控制等。但是往往一般企業(yè)對(duì)回用水水質(zhì)未必要求脫鹽率達(dá)到97%以上，在合適的情況下，選用脫鹽率90%的舊膜也是一種比較經(jīng)濟(jì)的方案（見表5）。

8 人員成本對(duì)運(yùn)營(yíng)成本的影響

人員是設(shè)備運(yùn)行的操作者，合理的人員配置將會(huì)減少運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，過于精簡(jiǎn)人員配置表面上運(yùn)營(yíng)成本有所下降，實(shí)際上操作不正確，工藝參數(shù)控制不合理，化驗(yàn)檢測(cè)不到位會(huì)帶來更大的損失，反而得不償失。

同時(shí)水量增加時(shí)操作人員增加量并不大，運(yùn)營(yíng)成本會(huì)大大減低，同時(shí)還可以考慮和污水站人員一起管理，減少人員成本（見表6）。

9 結(jié)語(yǔ)

影響MBR和反滲透工藝的運(yùn)行成本有很多，其中很主要的原因是MBR系統(tǒng)的進(jìn)水水質(zhì)，水質(zhì)的好差將直接或間接影響膜的壽命、清洗周期、系統(tǒng)回收率、管理人員數(shù)量、電耗等，因此需要將污水站和回水水站進(jìn)行統(tǒng)籌管理，尋求兩者的平衡點(diǎn)，對(duì)MBR加反滲透工藝的回用水站需要配置專業(yè)的技術(shù)人員，系統(tǒng)自動(dòng)化程度雖然較高，但很多工藝參數(shù)的需要技術(shù)人員來管控，合理地使用管理設(shè)備也會(huì)延長(zhǎng)膜元件的使用壽命。

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