上(shang)海市莘(xin)莊(zhuang)工(gong)業區某涂料生(sheng)產企業生(sheng)產過(guo)程(cheng)中排(pai)出的廢水(shui)主(zhu)要(yao)是(shi)反應(ying)罐和生(sheng)產設備(bei)的清洗液,其污染物主(zhu)要(yao)成分是(shi)各種水(shui)溶性涂料、溶劑(ji)、清洗液和填料。廢水(shui)的水(shui)質狀況為:COD≤1500mg/L,BOD5≤500mg/L,SS≤1000mg/L,pH值6~9。

1　工藝設計

1.1　工藝選擇

根(gen)據涂(tu)料廢水的特(te)性(xing),即(ji)涂(tu)料是難以生(sheng)化(hua)的污染(ran)物,可(ke)以采(cai)用物化(hua)處(chu)(chu)理;而水溶(rong)性(xing)溶(rong)劑是難以物化(hua)分(fen)離的材料,可(ke)以生(sheng)化(hua)處(chu)(chu)理。因而,選(xuan)擇混凝過濾作為預處(chu)(chu)理工藝,生(sheng)化(hua)法采(cai)用處(chu)(chu)理效果好、自動化(hua)程度高的膜生(sheng)物反應器工藝。

1.2　工藝(yi)流程

工藝流程見(jian)圖1。

原(yuan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)首先進(jin)入(ru)(ru)調(diao)節(jie)池(chi)(chi),調(diao)節(jie)池(chi)(chi)為(wei)混(hun)(hun)(hun)凝土結構(gou),有 效容積20m3,能(neng)夠(gou)容納一天的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang),其作(zuo)用是均(jun)(jun)衡 進(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)和水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質,特別是控(kong)制污(wu)(wu)染(ran)物(wu)的(de)均(jun)(jun)衡。混(hun)(hun)(hun) 凝曝氣(qi)池(chi)(chi)和調(diao)節(jie)池(chi)(chi)合建,底部連通(tong),原(yuan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)在混(hun)(hun)(hun)凝曝氣(qi) 池(chi)(chi)中加(jia)藥(yao)混(hun)(hun)(hun)凝并曝氣(qi),用NaOH調(diao)pH值后,通(tong)過水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui) 泵輸(shu)送入(ru)(ru)過濾(lv)(lv)器(過濾(lv)(lv)器下進(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、上(shang)出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui),升流(liu)式運(yun) 行(xing),濾(lv)(lv)料為(wei)Φ2mm的(de)聚苯(ben)乙(yi)烯球(qiu))。經過濾(lv)(lv)器過濾(lv)(lv) 后,SS基本完全(quan)去除。物(wu)化處理后,廢水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)可生(sheng)(sheng)化 性(xing)提高,依靠重(zhong)力作(zuo)用流(liu)入(ru)(ru)膜(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應器(膜(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan) 應器系(xi)統由(you)中空纖維膜(mo)組件、曝氣(qi)系(xi)統、出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)收(shou)集系(xi) 統和自動(dong)控(kong)制箱組成),經活性(xing)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)曝氣(qi)生(sheng)(sheng)化處理 后,借助重(zhong)力出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui),實現固(gu)液分離。調(diao)節(jie)池(chi)(chi)、過濾(lv)(lv)器 和膜(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應器的(de)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)全(quan)部排至污(wu)(wu)泥(ni)(ni)砂濾(lv)(lv)池(chi)(chi),污(wu)(wu)泥(ni)(ni) 砂濾(lv)(lv)池(chi)(chi)為(wei)混(hun)(hun)(hun)凝土結構(gou),有效容積6m3。主要構(gou)筑物(wu) 尺寸見(jian)表1,主要設(she)計(ji)運(yun)行(xing)參數見(jian)表2。

2　結果與討(tao)論

2.1　混(hun)凝過濾的運行結果

混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)過濾(lv)(lv)的(de)主(zhu)要作用(yong)在于去(qu)除SS,同時(shi)(shi)提高廢 水(shui)的(de)可生化性,為膜(mo)(mo)生物反(fan)應器的(de)穩(wen)定(ding)、高效運行(xing)創 造條件。運行(xing)結果(guo)(guo)表(biao)明,混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)過濾(lv)(lv)系(xi)統(tong)運行(xing)效果(guo)(guo)良(liang) 好,當原水(shui)COD為1395mg/L,SS為760mg/L時(shi)(shi), 混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)過濾(lv)(lv)出(chu)水(shui)的(de)COD、SS分(fen)別(bie)為1014mg/L、 113mg/L(相應的(de)去(qu)除率(lv)(lv)分(fen)別(bie)為27%和85%)。此 外(wai),當原水(shui)水(shui)質變化較大時(shi)(shi),混(hun)(hun)(hun)(hun)凝(ning)過濾(lv)(lv)系(xi)統(tong)仍(reng)(reng)能穩(wen)定(ding) 運行(xing),對有機(ji)物仍(reng)(reng)有一(yi)定(ding)的(de)去(qu)除能力(去(qu)除率(lv)(lv)在 20%以(yi)上),對SS仍(reng)(reng)有較好的(de)去(qu)除效果(guo)(guo)(去(qu)除率(lv)(lv)在 82%以(yi)上),這為膜(mo)(mo)生物反(fan)應器的(de)穩(wen)定(ding)高效運行(xing)創造 了(le)條件。

運行(xing)(xing)一段時間后,過濾器的運行(xing)(xing)效(xiao)果(guo)下(xia)降,需(xu)要(yao) 進行(xing)(xing)反沖洗。實際采用的是空氣反沖洗,反沖洗周(zhou) 期(qi)由管理人(ren)員(yuan)根據運行(xing)(xing)的實際情況來確定。

2.2　膜生物反應(ying)器(qi)的啟動與運行

2.2.1　膜生物反應器的運(yun)行(xing)

工程(cheng)啟動時,首先向生物反應池中投加(jia)取自(zi)上 海市某城(cheng)市污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠二(er)沉池的回流(liu)污(wu)泥,悶(men)曝4d 后,污(wu)泥濃度(du)達到1.7g/L,再開始小流(liu)量進水(shui)(shui)和出 水(shui)(shui)并逐漸加(jia)大進、出水(shui)(shui)量。

2.2.2　膜組件的運行

采用的膜組件(jian)(jian)為聚偏(pian)氟乙烯(xi)(PVDF)中空(kong)纖維 簾(lian)式膜組件(jian)(jian),膜孔徑0.2μm,內/外徑為0.65/1. 0mm,總膜表面積(ji)(ji)100m2(8個(ge)FP-AI膜組件(jian)(jian))。膜 組件(jian)(jian)懸(xuan)掛安裝,以便于拆卸清洗,每(mei)個(ge)膜組件(jian)(jian)下都設 有(you)微孔曝(pu)氣管(guan),這樣(yang),送入的大量空(kong)氣既(ji)起到了(le)供 氧(yang)、攪拌的作用,同時(shi)向(xiang)上(shang)的混合(he)液(ye)還在膜表面產生(sheng) 足夠的向(xiang)上(shang)的剪切應力,有(you)效的去除膜表面的沉積(ji)(ji) 物,提高膜的抗污染能(neng)(neng)力,使膜能(neng)(neng)長期穩(wen)定(ding)地保持一 定(ding)的膜通量。

根(gen)據(ju)桂(gui)萍(ping)等[1]的(de)膜生(sheng)物(wu)反(fan)應器運(yun)(yun)行(xing)(xing)條件(jian)對膜 過(guo)濾特(te)性的(de)影響研究,確定該膜生(sheng)物(wu)反(fan)應器運(yun)(yun)行(xing)(xing) 10min、停5min,間歇運(yun)(yun)行(xing)(xing)。出水方(fang)式(shi)為重力(li)出水, 這樣,不但減(jian)少設(she)備(bei)、降(jiang)低(di)投資,而且(qie)減(jian)輕(qing)了(le)運(yun)(yun)行(xing)(xing)中(zhong) 的(de)設(she)備(bei)維護負擔、減(jian)少了(le)可能的(de)設(she)備(bei)故障對系統運(yun)(yun) 行(xing)(xing)的(de)影響。

2.2.3　對COD的去除

圖(tu)2為膜生(sheng)物反應(ying)器進、出水COD及COD去 除(chu)率(lv)變化曲線。

由圖(tu)2可(ke)知,膜生物(wu)反應(ying)器對(dui)COD具有良好的 去(qu)除效果(guo)(平均去(qu)除率為91%),且進水COD濃度 的波(bo)動對(dui)出(chu)水水質影響不大,這表明(ming)膜生物(wu)反應(ying)器 具有較強的抗負荷沖擊能(neng)力。

膜(mo)(mo)生(sheng)物(wu)反應器去除(chu)有機(ji)物(wu)主要依賴于生(sheng)物(wu)反應 器,膜(mo)(mo)分離(li)則直接或間接地起到了(le)(le)強化(hua)作(zuo)(zuo)用(yong),直接作(zuo)(zuo) 用(yong)體(ti)現在對(dui)生(sheng)物(wu)反應器出(chu)水有一定(ding)的截留作(zuo)(zuo)用(yong),并 在污(wu)泥特(te)性發生(sheng)變化(hua)的情況(kuang)下,保(bao)(bao)證(zheng)了(le)(le)出(chu)水的穩定(ding) 性;間接作(zuo)(zuo)用(yong)體(ti)現在由于膜(mo)(mo)分離(li)富集了(le)(le)污(wu)泥濃度(du)(du),導 致(zhi)了(le)(le)污(wu)泥濃度(du)(du)升高,污(wu)泥負荷下降,從(cong)而保(bao)(bao)證(zheng)了(le)(le)系統 最終處(chu)理的高效(xiao)性。

2.2.4　對SS的去除(chu)

運行結果表明,當膜生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器的(de)進(jin)水SS為 110mg/L時(shi),出水SS為12mg/L(去除率為89%)。 分析認為,膜生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器對SS具有良好的(de)去除效 果主要是因為膜的(de)高效截留(liu)作用帶來的(de)出色的(de)泥水 分離效果。

2.2.5　污(wu)泥的沉降性對出(chu)水(shui)的影響

運行中(zhong)發(fa)現,生物反應(ying)(ying)(ying)池中(zhong)污泥(ni)的(de)沉(chen)降性(xing)能(neng)(neng)變(bian) 化很大,活性(xing)污泥(ni)的(de)SV30為(wei)30%~95%。傳統(tong)的(de)活 性(xing)污泥(ni)工藝中(zhong),沉(chen)降性(xing)能(neng)(neng)變(bian)差將直(zhi)接導致出水(shui)水(shui)質 變(bian)差,而膜生物反應(ying)(ying)(ying)器因為(wei)是(shi)利用膜進行分(fen)離(li),所以 無論(lun)沉(chen)降性(xing)能(neng)(neng)好壞(huai)都(dou)能(neng)(neng)將污泥(ni)完全截留在(zai)反應(ying)(ying)(ying)池 中(zhong),使系統(tong)能(neng)(neng)夠正常(chang)出水(shui)。

2.2.6　膜組件的清洗(xi)

運行(xing)120d后(hou)發(fa)現,膜生物(wu)反應(ying)器的出水(shui)量很小 且衰減很快,基本上不(bu)宜再繼續運行(xing),此時應(ying)該(gai)對膜 采取(qu)清洗(xi)措施。

清洗(xi)前將(jiang)膜(mo)(mo)組(zu)件(jian)從反應(ying)池中取出(chu)(chu),放入(ru)清洗(xi)槽 內(nei)。先用清水將(jiang)膜(mo)(mo)表面的(de)沉積污泥(ni)沖洗(xi)干凈,然后 用1%NaOH+2.5%NaOC1溶(rong)液浸泡6h,發現浸泡 時(shi),膜(mo)(mo)的(de)顏色(se)(se)(se)(se)由灰(hui)白色(se)(se)(se)(se)變為淡紅色(se)(se)(se)(se),同時(shi)膜(mo)(mo)孔內(nei)有部(bu) 分(fen)物(wu)(wu)質向溶(rong)液滲出(chu)(chu),這說明堵塞在膜(mo)(mo)孔內(nei)的(de)污染物(wu)(wu) 已被清洗(xi)出(chu)(chu),再用1%的(de)硫(liu)酸溶(rong)液浸泡4h,發現膜(mo)(mo)的(de) 顏色(se)(se)(se)(se)又從原(yuan)來的(de)淡紅色(se)(se)(se)(se)變為乳白色(se)(se)(se)(se)。清洗(xi)后膜(mo)(mo)通量 恢復狀況良好(hao),可以過(guo)到新膜(mo)(mo)的(de)膜(mo)(mo)通量的(de)96%。

2.3　污泥處理

該(gai)廢水(shui)(shui)處(chu)理系(xi)統的(de)(de)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)主要來自調節池(chi)的(de)(de)沉淀 污(wu)泥(ni)(ni)(ni)、過濾器排放的(de)(de)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)以及生物(wu)反(fan)應池(chi)排放的(de)(de)剩 余污(wu)泥(ni)(ni)(ni)。每(mei)天排放的(de)(de)濕(shi)污(wu)泥(ni)(ni)(ni)總量(liang)約為160kg,若采 用機械脫水(shui)(shui)設備,既占用空(kong)間(jian),又增加(jia)人(ren)工維(wei)護(hu),加(jia) 大了管理難(nan)度(du)。實(shi)際(ji)采用的(de)(de)是(shi)砂石濾池(chi)自然滲(shen)(shen)透(tou)法 脫水(shui)(shui)干化,然后(hou)定期清理污(wu)泥(ni)(ni)(ni),滲(shen)(shen)透(tou)水(shui)(shui)進(jin)入調節池(chi)。

3　結　　論

①混凝過濾(lv)作為膜生(sheng)物反(fan)應(ying)(ying)器的預處(chu)理工藝, 可(ke)部分去除(chu)COD(去除(chu)率(lv)在(zai)20%以(yi)上),有效去除(chu) SS(去除(chu)率(lv)在(zai)82%以(yi)上),減輕(qing)了(le)膜生(sheng)物反(fan)應(ying)(ying)器對(dui) SS處(chu)理的負荷,還提(ti)高(gao)了(le)廢水的可(ke)生(sheng)化性(xing),為膜生(sheng) 物反(fan)應(ying)(ying)器的運行創造了(le)良好的條件;而對(dui)過濾(lv)器而 言,空氣(qi)反(fan)沖洗是一(yi)種行之有效的方法。

②膜生物(wu)反應器對(dui)經混凝過濾預處理后的(de)出水(shui)(shui) 中的(de)COD和SS有較好的(de)去(qu)除(chu)效果(guo),對(dui)COD的(de)平(ping)均(jun) 去(qu)除(chu)率為91%,出水(shui)(shui)COD<94mg/L,對(dui)SS的(de)平(ping)均(jun) 去(qu)除(chu)率為85%以上,出水(shui)(shui)SS出水(shui)(shui)<14mg/L,出水(shui)(shui) 水(shui)(shui)質(zhi)達到(dao)了(le)上海市《污(wu)水(shui)(shui)綜合排放標準》(DB31/199 -1997)的(de)要求。

③盡(jin)管生物(wu)反應(ying)池中活性污泥的SV30變化很 大(在30%~95%之間)但是膜生物(wu)反應(ying)器仍能夠 正常出水,表明膜生物(wu)反應(ying)器具有出色的固(gu)液分離 效果。

④膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)清(qing)(qing)洗是(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)生(sheng)物反應器運行不可缺(que)少的(de)一(yi) 個環(huan)節,只有適當清(qing)(qing)洗膜(mo)(mo)(mo)(mo)組件,才(cai)可能使(shi)系統穩(wen)定運 行,保持(chi)穩(wen)定的(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)通(tong)量(liang)和良好(hao)的(de)出水水質。用(yong)1% NaOH+2.5%NaOC1溶液(ye)浸(jin)泡(pao)(pao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)組件(時間(jian)為 6h),然(ran)后(hou)用(yong)1%的(de)硫酸溶液(ye)浸(jin)泡(pao)(pao)(時間(jian)為4h),結(jie)果(guo) 表(biao)明膜(mo)(mo)(mo)(mo)通(tong)量(liang)恢復情況良好(hao)(達到新膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)通(tong)量(liang)的(de) 96%),同時能維持(chi)較(jiao)長時間(jian),其(qi)唯一(yi)的(de)缺(que)點是(shi)操作 麻(ma)煩。

⑤運(yun)行結果(guo)表(biao)明,采用(yong)污泥(ni)砂濾池是處(chu)理(li)(li)少(shao)量 污泥(ni)的非常(chang)實用(yong)的脫(tuo)水干化設施,脫(tuo)水效果(guo)好,同時 還減(jian)少(shao)了(le)廢水處(chu)理(li)(li)系統的設備、節省投資,減(jian)少(shao)了(le)人 工維(wei)護。

參考文獻

1　桂　萍,黃霞等.膜(mo)-生(sheng)物反應器運行(xing)條件對(dui)膜(mo)過濾特性的(de)影 響.環境科(ke)學,1999,20(3):38~41.

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