技术前沿

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新型膜生物反应器实现工业污水处理及回用

中国是一个缺水国家,工业污水处理及回用是开发利用水资源的有效措施,也是节约水资源,发展低碳工业的具体方式之一。污水回用是将工业污水通过膜生物反应器等设备处理之后,回用于生产系统或生活杂用。污水回用既可以有效地节约和利用有限和宝贵的淡水资源,又可以减少污水或废水的排放量,减轻水环境的污染,还可以缓解城市排水管道的超负荷现象,具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。

目前,工业污水回用已经在世界上许多缺水的地区广泛采用,被认为是21世纪污水处理最实用的技术。在污水处理及水资源再利用领域,MBR即膜生物反应器(MembraneBio-Reactor),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型高效生化水处理技术,以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度,减少污水处理设施占地,并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比,MBR具有处理效率高、出水水质好、设备紧凑、占地面积小、易实现自动控制、运行管理简单等特点。膜生物反应器技术以其优质的出水水质被认为是具有较好经济、社会和环境效益的节水技术而倍受关注,在水处理领域中应用范围必将越来越广。在水环境标准日益严格的今天,MBR已显示出其巨大的发展潜力,将是新世纪替代传统废水处理技术的有力竞争者。

但是面对日趋严格的工业水污染物排放标准, MBR存在工艺本身的局限性,特别是采用MBR工艺要使出水COD(化学需氧量)低于30mg/L相对困难,难以达到目前严格的工业污水回用的要求。为了满足更高的水质要求,一般需要采用化学处理和设备处理相结合的组合工艺。近日,在通用(GE)电气水处理及工艺过程处理集团无锡生产基地建厂10周年的庆典上,GE水处理向外界发布了污水处理新的科研成果——“强化COD去除的膜生物反应器”(英文名MBRwithMACarrier)。

MBRMACarrier是一种新型水处理工艺,可与膜技术相互兼容,通过将生物膜技术和活性污泥法有效结合,以达到更好的处理效果和水质要求,能够有效去除工业污水中强降解的COD,且其装置建设成本及操作运行成本相对较低。MBR MACarrier工艺系统稳定、可靠,是生物膜工艺的一项重要技术突破。

MBRMACarrier工艺的基本原理是:MAC载体是一种具有巨大的微生物友好型表面积的黑色粉末状的物体,投入到生化池中能快速形成大量高密度、强活性、耐毒性的生物膜。通过生物膜的循环进行吸附、预富集、生物降解和再吸附难降解的有机物,从而有效地去除污水中难降解的COD。与普通的膜生物反应器相比,GE强化COD去除的膜生物反应器能更有效地去除难降解有机物,使出水COD在30-50mg/L之间,同时不影响生物膜的使用寿命。

COD是指在一定严格的条件下,水中的还原性物质在外加的强氧化剂的作用下,被氧化分解时所消耗氧化剂的数量,以氧的mg/L表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度,这些物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等,但一般水及废水中无机还原性物质的数量相对不大且相对容易处理,而被有机物污染是很普遍的,因此,COD可作为有机物质相对含量的一项综合性指标。在目前国内执行污水排放标准中,COD排放限值更加严格,如《合成氨工业水污染物排放标准》(GB13458-2013)中,COD的排放标准为80 mg/L,《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中COD的排放标准为一级A50 mg/L,一级B60mg/L,采用MBRMACarrier工艺完全可以满足这两项标准对COD的排放限值。

MBRMACarrier膜生物反应器特别适用于石化和化工、煤化工等工业领域的高难度污水及其回用,其出水水质佳,膜污染少,COD去除率高,抗冲击能力强,能降低装置运营成本,减少企业排污费,其固定资产投入和运营成本低于其他主要污水处理竞争工艺。因此,MBRMACarrier工艺能更好地应对中国水处理面临的水质复杂、对水的回用率要求高、系统清洗频率高、强度大的挑战。

(娄宁)