煤化工廢水回用處理中MBR工藝的研究與應(yīng)用

韓凱

摘 要：煤制油作為目前煤化工產(chǎn)業(yè)一種新興能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，不僅是對煤炭能源的深度開發(fā)，而且對國家能源計劃有重要的戰(zhàn)略意義。但其在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生含油污水有機物含量好，常規(guī)工藝難以對其有效處理，對環(huán)境的危害較大。膜生物反應(yīng)器（MBR）是一種生化+物理的污水處理工藝，其具有占地面積小，處理量大，出水水質(zhì)好，運行成本低能特點，目前已在各個行業(yè)廣泛應(yīng)用，但在煤制油行業(yè)屬首次應(yīng)用。由于其屬于高端水處理工藝，對操作及相關(guān)運行參數(shù)的精細化管理，才能最大限度的發(fā)揮MBR工藝的優(yōu)勢。本文通過介紹某煤制油污水處理項目中MBR工藝的應(yīng)用特點及在調(diào)試、運行過程中遇到的問題，總結(jié)了影響其正常運行的主要因素。MBR工藝在7-15d內(nèi)能迅速提升生化工段的污泥濃度到7-10g/l，大大提高了污泥處理能力；通過調(diào)節(jié)曝氣量及頻率，采用生物膜+物理膜的雙層過濾模式，對其COD的去除率達到90%，濁度的去除率100%，油含量處理100%。污泥濃度，曝氣量，回流比及過濾指數(shù)是影響其正常運行的主要因素。

關(guān)鍵詞：MBR；含油污水；污泥濃度；影響因素

中圖分類號：X703.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）06-0016-02

1 MBR污水深度處理工藝介紹

1.1 項目介紹

污水深度處理項目MBR系統(tǒng)進水水質(zhì)相差較大，包括生活污水、低濃度含油污水生化出水及脫鹽回用工段的超濾反洗排水，三種水源的可生化性都較差。水源經(jīng)提升泵在配水廊道混合后經(jīng)過轉(zhuǎn)股格柵進入A/O生化階段，該階段能更好的除去含油污水的的乳化油口有機物，有利于后續(xù)MBR階段的進一步深度處理。經(jīng)過生化處理后的產(chǎn)水，進入MBR處理工段，經(jīng)過其處理后的出水經(jīng)檢測合格后脫鹽回用水工段，經(jīng)其處理后，產(chǎn)水泵送至回用水管網(wǎng)替代新鮮水和深度處理區(qū)域內(nèi)的用水減少地下水用量。

設(shè)計規(guī)模：MBR工段設(shè)計進水及進出水水質(zhì)：410m3/h，如表1所示。

1.2 工藝流程及其描述

MBR工段工藝流程。生活污水、低濃度含油污水生化出水脫鹽回用工段超濾反洗排水壓力進入MBR工段配水井，經(jīng)配水井將污水均勻分配到兩條格柵渠；污水經(jīng)轉(zhuǎn)鼓格柵去除污水中的顆粒物和漂浮物之后自流進入A/O池，轉(zhuǎn)鼓格柵除污機攔截的顆粒物和漂浮物運出廠外。

A/O池由兩個序列組成。A池為前置的反硝化池，A池中的異養(yǎng)型反硝化細菌利用來水中的有機物作為碳源將混合液中的亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮還原為氮氣。O池為推流式曝氣池，活性污泥中的微生物在有氧條件下，將污水中的有機物降解成CO2和H2O，將污水中的NH3-N氧化成亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮。來自MBR膜池中混合液回流至A池進行脫氮。A池補充營養(yǎng)鹽，O池補充堿度。A/O池出水自流進入MBR膜分離間。

AO池出水自流進入MBR分配渠后均勻進入MBR膜池進一步去除污水中有機物并將污水固液分離，MBR產(chǎn)水經(jīng)MBR產(chǎn)水泵進入MBR產(chǎn)水池。MBR產(chǎn)水池出水檢測合格后經(jīng)MBR產(chǎn)水池提升泵進入UF1原水罐。MBR膜池混合液經(jīng)活性污泥回流泵回流至A/O池；剩余污泥經(jīng)剩余污泥泵提升至原有污泥處理系統(tǒng)。

2 MBR運行影響因素探討

2.1 污泥濃度變化

通過現(xiàn)場實際運行數(shù)據(jù)分析，隨著時間的增長，活性污泥粘度逐漸增大，在20d左右達到一個高峰7-10g/l。

2.2 曝氣量的影響

圖1所示可以看出，隨著曝氣流量的增大，膜跨膜壓差逐漸減小，在6m3/h后，其變化穩(wěn)定。其變化與膜表面的污染層的形成有密切關(guān)系。

2.3 過濾指數(shù)的影響

圖2所示可以看出，過濾指數(shù)對膜過濾跨膜壓差的影響較大，在小于1.5左右處于穩(wěn)定狀態(tài)，當大于1.5后，跨膜壓差快速增加，表明污泥的粘度越大，膜表面被污染的越快。

2.4 回流比的影響

活性污泥回流比在實際運行過程中發(fā)現(xiàn)：在運行初期階段，應(yīng)采用小回流比流量回流，保證膜池的的正常運行，在15-20天后，膜池與生化池污泥濃度逐漸增大的情況下，增加回流比能更好的保證整個系統(tǒng)平衡。但提高生化系統(tǒng)的污泥濃度是快速增加整個MBR系統(tǒng)污泥濃度的有效方法。

2.5 系統(tǒng)運行期間MBR產(chǎn)水變化

經(jīng)過與MBR組合的工藝處理，出水COD均小于10mg/L，出水氨氮均小于2mg/L；與表4中原水水質(zhì)對比，平均去除率達到94%，氨氮去除率達到95%；對油、硫化物、揮發(fā)酚的去除率基本完全去除，顯示出非常好的處理效果；有研究表明，膜生物反應(yīng)器在進行傳統(tǒng)反硝化的同時，存在著不同程度的短程硝化反硝化和同步硝化反硝化現(xiàn)象；同時，合適的污泥濃度和曝氣量保證在膜表面的生物膜能最大限度的去除水中的COD和含油。

3 結(jié)語

通過對該項目的實際應(yīng)用表明：生化+MBR組合處理工藝對含油污水的處理效率較高，但運行參數(shù)的精確設(shè)定及控制是整個系統(tǒng)能穩(wěn)定高效運行的關(guān)鍵因素。得到以下一些經(jīng)驗及結(jié)論：

（1）污泥濃度、曝氣量、回流比及過濾指數(shù)是影響MBR系統(tǒng)運行的主要因素。（2）在運行初期，對原水中的含油量要嚴格控制，要小于5mg/l，同時，需逐步提高系統(tǒng)負荷，避免突然的如何沖擊；提高生化段的污泥濃度是提高整個系統(tǒng)污泥濃度的有效方式。（3）在運行過程中，需逐步摸索系統(tǒng)的最佳運行參數(shù)，嚴格控制調(diào)試運行過程，避免超量產(chǎn)水或超時產(chǎn)水情況的發(fā)生，定期執(zhí)行清洗程序，從而提高膜元件的使用壽命，實現(xiàn)系統(tǒng)高效運行。（4）在調(diào)試運行階段，對生產(chǎn)現(xiàn)場要定時巡檢，及時發(fā)現(xiàn)運行異常情況；定時對系統(tǒng)各監(jiān)測參數(shù)進行取樣檢驗，隨時掌握系統(tǒng)運行情況。