MBRRO组合工艺在印染废水回用的应用邓家添

MBR-RO组合工艺在印染废水回用的应用642009年第8期（总第32期）MBR-RO厦门市威士邦膜科技有限公司邓家添[摘要]将膜生物反应器（MBR）与反渗透（RO）工艺相结合，对印染废水二沉池出水进行深度处理，利用MBR进一步去除有机污染物，利用RO脱盐、脱色。运行结果表明，出水水质可满足生产工艺回用水要求。[关键词]MBR-RO组合工艺印染废水回用水1引言印染废水的处理一直是我国废水治理的重点和难点。其主要特点为有机物成分复杂、难降解物质多、色度高、水质变化大等[1]。现在主要采用物化处理加生化处理的方法对其进行处理，但普遍存在着出水COD偏高，脱色效率不高等问题[2]。经此处理后的废水只能达标排放，而不能作为工艺回用水。MBR-RO双膜法工艺用于市政废水回收[3,4]和工业废水回用[5]在国内外已有相应的报道并应用于实际工程[6]。MBR工艺可将大部分污染物的浓度降低到可接受的范围；RO可进一步提高出水水质，脱除大部分的盐离子，以满足生产工艺用水水质要求。江苏盛虹集团是吴江市昀大的印染企业，产生的印染废水经生化处理后二沉池出水COD、色度较高，不能满足回用水要求。为此，盛虹集团经过考察，采用威士邦膜科技有限公司开发的浸没式超滤（MBR）+反渗透工艺对二沉池出水进行深度处理，实现印染废水的循环回用，减少自来水取水量。2工程部分2.1水量水质以二沉池出水作为MBR进水，二沉池出水水量为10000m3/d，二沉池出水水质如表1所示，经深度处理后的出水水质达到回用水质要求，见表2。表1二沉池出水水质水质指标pH值CODCr(mg/L)色度(倍)SS(mg/L)数值6~9100~200≤50≤70表2回用水水质要求水质指标透明度(cm)色度(倍)pH值铁(mg/L)数值30≤106.5~6.8≤0.1水质指标锰(mg/L)悬浮物(mg/L)硬度(以CaCO3计mg/L)数值≤0.1101002.2废水处理工艺废水回用的要求是回用水水质稳定、设备操作方便灵活、处理成本低。传统的印染废水深度处理工艺存在工艺流程长、运行成本较高，出水水质不稳定等缺点。为此，威士邦膜科技有限公司在大量小试和现场中试的基础上，采用浸没式超滤MBR+RO双膜法回用处理工艺。该工艺主要由浸没式超滤和RO两部分组成。2.2.1工艺流程盛虹集团印染废水回用处理工艺流程如下：二沉池出水→MBR→RO→回用。MBR集传统RO预处理混凝、砂滤、碳滤和超滤于一体，缩短工艺流程，减少占地面积，节省药剂费和电费；RO采取单段、大流量设计，系统回收率可达80%。2.2.2工艺特点该工艺具有以下特点：①与传统MBR相比，污泥负荷低，其MLSS在1000mg/L～2000mg/L之间，这样能提高单位膜面积产水量，减少工程投资；②系统运行效率高，能耗低；③比传统柱式超滤易清洗，MBR采用外压式过滤，可及时进行在线或离线清洗；④RO采用短流程大流量设计，能有效抵抗污染，延长清洗时间；⑤系统流程短占地面积小；⑥系统自动化程度高，操作简单、管理方便、运行成本低。2.2.3主要设备设计参数2.2.3.1MBR系统：主要由膜组件、膜机架、抽吸泵和鼓风机、PLC自控系统以及相应清洗加药系统组成。膜组件型号为SMF-1010，膜面积10m2/片，膜总数量960片；抽吸泵型号为25WZL-AD，流量105m3/h，三用一备；鼓风机型号为FSR125，风量7.25m3/min，功率7.5KW，三用一备；膜机架为不锈钢材质，尺寸为4.0m(L)×0.68m(W)×2.0m(H)。2.2.3.2RO系统：主要由RO膜元件、多级离心泵2台、立式泵2台、加药系统、精密过滤器和PLC自控系统等组成。膜元件型号为VS8040，288支；多级离心泵型号为CDL85-60，功率45KW；立式离心泵型号为IHG150-315，功率30KW。环保论坛HAIXIAKEXUE2009年第8期（总第32期）653工程运行结果与讨论对工艺各段出水检测结果表明：MBR-RO组合工艺对二沉池出水具有优良的处理效果，MBR能降低大部分污染物的浓度，RO进一步提高出水水质尤其是除盐、脱色效果明显，使出水水质符合回用水标准。3.1处理效果3.1.1电导率图1显示RO系统20天出水电导率值，MBR出水的平均电导率为1721.7μS/cm时，RO系统膜出水的平均电导率为24.3μS/cm，表明RO膜系统对离子有很好的截留作用。020040060080010001200140016001800200002468101214161820日期/日电导率μS/cmMBR出水RO系统出水图1RO系统产水电导率3.1.2色度和浊度02468101202468101214161820日期/日色度MBRRO图2RO系统产水色度00.040.080.120.160.202468101214161820日期/日浊度/NTUMBRRO图3RO系统出水浊度图2、图3分别为RO系统运行20天出水的色度和浊度的变化。由图可见，当MBR出水的平均色度在10.3，平均浊度在0.16NTU时，RO系统出水的平均色度为1.8，平均浊度为0.1NTU。由于RO膜对色度、浊度物质有很好的去除作用，RO系统出水色度均小于2，浊度均小于0.12NTU。3.1.3COD图4显示了RO系统对COD的去除效果，在MBR出水COD平均浓度为83.3mg/L时，RO系统出水平均COD为5.3mg/L，可以看出RO系统对COD的截留作用显著。010203040506070809010002468101214161820日期/日COD/(mg/L)MBRRO图4RO系统出水COD浓度3.1.4SDISDI(siltdensityindex)指污染密度指数，亦称污染指数(foulingindex,FI)，通常用于表征RO过滤水中胶体和颗粒物的含量，是反映RO和NF等膜分离过程有效运行的重要指标。RO和NF对原水SDI值要求5。图5给出了运行期间MBR出水的SDI值变化，其SDI4，可完全满足RO原水的要求，保证RO渗透过程的顺利进行，也说明MBR对浊度物质具有良好的去除作用。0123402468101214161820日期/日SDI图5MBR出水SDI值3.2出水水质结合RO系统出水的NH4+-N、TN、总铁、总锰、SS以及PO43--P、TP等水质指标的截留效果，系统平均出水水质、回用水水质要求和我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）比较如表3所示，可以看出RO膜对水中的污染物具有很强的截留能力，绝大部分污染物已被去除，RO出水离子浓度处于很低水平，RO出水完全能满足工厂工艺回用水水质要求。（下转第73页）（环保论坛HAIXIAKEXUE2009年第8期（总第32期）73保障，水生态系统健康得到有力保证。8规划实施保障8.1组织保障有力明确职责、加强领导，鼓励公众参与；根据法律法规，建立相应的奖惩制度和鼓励政策；对水源地的整治资金要到位和保障保护区用地。8.2加强饮用水水源地环境管理能力建设为保障规划实施效果，制定饮用水水源地保护的监督管理能力建设方案，重点内容包括三个方面：保护区的基础设施建设、监督管理自身能力建设、环境监控信息系统建设。饮用水水源保护区的基础设施建设方案，工程内容如保护区界碑、界桩的建设、宣传警示牌等，具体涉及内容根据区域实际情况而定。制定监督管理自身能力建设方案，着重从管理者自身角度加强监督管理能力，包括管理者相关技术培训、监督管理考核体制，同时，包括相关的基础性科学研究。建设饮用水水源地监控信息系统，包括饮用水水源地数据库建设，数据采集和传输系统建设、数据管理系统建设及监控管理中心建设。为水环境评价、富营养化趋势预测、流域社会和经济可持续发展评价等提供信息支持。8.3建设饮用水水源地环境应急能力建设工程建设饮用水水源地环境应急能力工程，预防为主，充分考虑饮用水水源地潜在的事故危险源，制定突发性环境污染和生态破坏事故应急预案。成立一支由县自来水公司、县水务（政）部门、饮用水水源地所在乡镇、县环保部门组成的监管队伍。监管部门必需定期对饮用水水源地进行检查，对影响饮用水水源、水质的危害行为依法进行查处；对存在的污染隐患及时进行纠正。对于突发性危及饮用水水源安全的事故，监管部门应采取紧急措施，紧急情况下必须立即停止取水。9结语德化县在进行科学划分集中式生活饮用水地表水源保护区的基础上，对该水源地的环境保护进行详细规划，提出对策和措施，为该水源地有效保护提供科学依据，确保该水域水质达到饮用水源标准要求。提出的建议包括：一是注重水源地保护建设，在保护区内及其上游区域严格控制向该水体排放污染物的建设项目和与水源保护、监测无关的水上活动项目建设；保护区周边山林植被资源，严禁乱砍滥伐，毁林开荒，开山取石，防止水土流失，严格控制禽畜养殖，禁止使用剧毒和高残留农药，鼓励建设无公害农业生产基地，发展绿色食品和无公害食品。二是注重备用水源地保护建设，制订有效的措施并认真组织实施。参考文献：[1]饮用水水源保护区划分技术规范.中国环境科学研究院.2006.[2]生活饮用水卫生标准[S].GB5749-2006.[3]福建省环保局.福建省乡镇集中式生活饮用水地表水源保护区划分技术规范[S].2006.（上接第65页）表3RO系统出水水质/(mg/L)指标RO出水回用水水质要求生活饮用水卫生标准pH6.2~6.86.5~6.86.5~8.5电导率/μS/cm24.3浊度/NTU0.121COD5.33色度1.8≤1015SSND≤10NH4+-N0.140.5PO43--PNDTPND氯化物0.75250硫酸盐0.05250硝酸盐0.410总铁0.04≤0.10.3总锰0.04≤0.10.1总硬度51004504结论4.1二沉池出水经过MBR-RO工艺处理，可进一步去除污水中的有机物和其它污染物，出水水质满足工艺回用水要求。4.2MBR工艺作为RO系统的预处理可大大缩短工艺流程，减少运行费用，出水水质满足RO进水要求，系统已连续稳定运行8个月。4.3针对印染废水二沉池出水水质特点，采用MBR-RO工艺作为印染废水深度处理是完全可行的。4.4RO系统采用单段短流程设计能够达到80%的回收率。参考文献:[1]HowellJA．Futureofmembranesandmembranereactorsingreentechnologiesandforwaterreuse[J]．Desalination，2004，162(10)：1-11.[2]吴春笃,简小捷.MBR工艺处理印染废水的现状与展望[J].印染,2007(1):45-47.[3]L.S.Tam,T.W.Tangetal.ApilotstudyforwastewaterreclamationandreusewithMBR/ROandMF/ROsystems[J].Desalination,2006202:106-113.[4]ComertonAM,AndrewsRC,BagleyDM.EvaluationofanMBR-ROsystemtoproducehighqualityreusewater:microbialcontrol,DBPformationandnitrate[J].WaterResearch,2005,39(16):3982-3990.[5]ScholzWG,RougéP,BódaloA,LeitzU.Desalinationofmixedtanneryeffluentwithmembranebioreactorandreverseosmosistreatment[J].WaterSciTechnol.2005,51(6-7):411-419.[6][英]P.希利斯.膜技术在水和废水处理中的应用[M].北京：化学工业出版社,2003.