MBR工艺在电池废水处理中的应用

闫二矿周军

（1.郑州升达经贸管理学院，河南郑州 451191；2.郑州轻工业学院材料与化工学院，河南郑州 450001）

MBR工艺在电池废水处理中的应用

闫二矿1周军2

（1.郑州升达经贸管理学院，河南郑州 451191；2.郑州轻工业学院材料与化工学院，河南郑州 450001）

利用絮凝、氧化沉淀工艺将废水中SS、COD去除一部分，经过水解酸化提高废水的可生化性，经生物接触氧化后进入MBR池进行深度处理，在MBR池中利用膜的过滤作用和生物作用，进一步降解水中的可溶性COD，使其达到排放标准。

膜生物反应器；生物接触氧化；电池废水处理

1 总论

电池生产中的废水主要来源有电池生产线清洗浆料的废水；调配浆料中洒漏的药剂废水；清洗生产地面的废水。电池生产中的废水含有大量的Zn2+，Mn2+，Hg2+等重金属离子，主要污染物成分是微米级的碳粉，如果不加治理排放，将对环境造成污染。

某锂能电池生产企业进行了MBR工艺应用与电池废水深度处理的尝试，电池废水通过“调节+混凝沉淀+水解酸化+接触氧化+MBR”工艺进行处理后，出水水质指标可达到排放标准。MBR工艺在电池废水处理领域的成功应用，对电池生产企业生产废水的深度处理和减少废水中污染物排放具有重要意义。

2 电池废水水质特点

某锂能电池生产企业生产电池工艺产生的电池废水水质情况，见表1。

表1 电池废水水质情况

电池废水含SS浓度高、COD高、可生化性差，虽然生化处理技术是处理高浓度有机废水、去除有机污染物的最有效手段之一,但是对这样的焦化废水直接进行生化处理存在一定难度,需要进行预处理,改善废水的可生化性。利用絮凝、氧化沉淀的方式有效地去除废水中的大部分SS和COD，然后经常规水解酸化池处理后可有效改善废水的可生化性。

3 工艺流程

根据某锂能电池生产企业提供的数据，本工程设计处理水量1m3/h。设计的工艺流程见图1。

图1 电池废水处理设计工艺流程

生产车间各股生产废水先进入废水收集池进行收集，含碳粉废水先经板框压滤机过滤处理以回收废水中大部分碳粉，滤液进入调节池，调节池中的混合废水用耐腐蚀的污水提升泵抽至混凝反应系统进行混凝沉淀反应，经离心机进行固液分离后，固体定期由有资质单位处理，液体用耐腐蚀的污水提升泵抽至氧化反应池，采用两个氧化反应池进行间歇处理，反应完后经压滤机压滤处理，滤液自流入中间水池。中间水池中的废水进入水解酸化池，利用厌氧生化法使废水中的有机物得到初步分解，提高废水的可生化性。解酸化池出水进入接触氧化池进行好氧生化处理，在接触氧化池利用好氧微生物将废水中的有机物进行较为彻底的去除后，再进入MBR池进行深度处理，在MBR池中利用膜的过滤作用和生物作用，进一步降解水中的可溶性COD，使其达到排放标准。

剩余污泥经厢式压滤机脱水后直接送垃圾处理站处置，也可掺入煤中焚烧。

4 生物接触氧化电池废水处理工艺介绍

4.1 生物接触氧化工艺主要构筑物和设施

接触氧化池、鼓风机、微孔曝气器、曝气管、组合填料等。

工艺参数：处理能力—1m3/h，反应池尺寸—1.5m×1.5m× 2.5m，有效水深—2.0m，停留时间—5h。

鼓风机2台，微孔曝气器6个，曝气盘服务面积0.45m2～0.70m2，曝气管一套，组合填料，填料直径Φ150，比表面积£= 200m2/m3，数量15m3。

4.2 生物接触氧化水处理技术的工艺特点

（1）由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好，生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，因此生物接触氧化法具有较高的容积负荷。

（2）由于大部分微生物固着生长在填料表面，生物接触氧化法不需要污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，污泥产量低，运行管理简便。

（3）由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流属完全混合型，因此生物接触氧化法对水质水量的变化有较强的适应能力。

（4）生物接触氧化池内的微生物在生活污水环境下生长繁殖迅速，间歇性运转启动快，在7-15天即可达到最佳处理效果。

（5）生物接触氧化法运行费用低，占地面积小；易于维护；具有一定的抗冲击负荷能力，运行操作方便，工艺先进，设备材料已成熟化，在运行管理上更具优势，在污水处理工程中得到了广泛的应用。

5 MBR处理工艺

本工程使用的膜能够截留住活性污泥以及绝大多数的悬浮物,取得清澈的出水。

5.1 MBR工艺的主要构筑物和设施

MBR池、曝气管、污泥回流泵、反冲泵等。

工艺参数：处理能力：1m3/h，反应池尺寸：2.0m×1.5m×2.5m，有效水深：2.0m，停留时间：6.0h。

与接触氧化池共用气源，曝气管一套，配套污泥回流泵两台，配套反冲泵一台。

5.2 MBR工艺的主要特点

（1）对污染物的去除率高，抵抗污泥膨胀能力强，出水水质稳定可靠，出水中没有悬浮物。

（2）膜生物反应器实现了反应器污泥龄SRT和水力停留时间HRT的彻底分离，设计、操作大大简化。

（3）膜的机械截流作用避免了微生物的流失，生物反应器内可保持高的污泥浓度，从而能提高体积负荷，降低污泥负荷，且MBR工艺略去了二沉池，大大减少占地面积。

（4）由于SRT很长，生物反应器又起到了“污泥硝化池”的作用，从而显著减少污泥产量，剩余污泥产量低，污泥处理费用低。

（5）由于膜的截流作用使SRT延长，营造了有利于增殖缓慢的微生物。如硝化细菌生长的环境，可以提高系统的硝化能力，同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率和促使其彻底的分解。

（6）MBR曝气池的活性污泥不因产水而损失，在运行过程中，活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化，并达到一种动态平衡，这使系统出水稳定并有耐冲击负荷的特点。

（7）较大的水力循环导致了污水的均匀混合，因而使活性污泥有很好的分散性，大大提高活性污泥的比表面积。MBR系统中活性污泥的高度分散是提高水处理效果的又一个原因。这是普通生化法水处理技术形成较大的菌胶团所难以拟比的。

（8）膜生物反应器易于一体化，易于实现自动控制，操作管理方便。

6 处理效果

经过以上工艺过程，出水水质达到如下标准排入市政下水道。出水指标见表2。

表2 出水水质指标

7 结论

采用MBR工艺处理焦化废水在技术上是可行的；在同样的生化池容条件下，其较传统工艺COD去除率提高30%，氨氮去除率提高50%，SS的去除率达到100%；同时水解酸化工艺在一定程度上能有效提高废水的可生化性，采用水解酸化作为生物接触氧化与MBR工艺的预处理也是必要的。

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1003-5168(2014)04-0040-02