MBR工艺处理化工废水的试验效果分析

骆苏苏+陈春霞+吴耀荣

摘  要：传统的生物处理工艺已无法满足新的废水处理标准，以膜分离技术为基础的反应器——MBR膜生物反应器引起了业界的重视。对某制药公司的医药污水进行了研究，采用膜生物反应器工艺处理医药化工废水，全面分析了膜生物反应器医药废水中的各项工艺参数。通过一系列分析，试验结果证明了膜生物反应器处理医药化工业废水的效果明显。

关键词：MBR膜生物反应器;膜压;膜污染;医药废水

中图分类号：X703               文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.078

随着我国经济的不断增长，制药工业得到了良好的发展，我国药品的生产和出口均位列世界领先地位。但在生产药品时，由于废水处理工艺不够先进，排出的废水有机污染物含量高，对水环境造成了严重的危害。因此，如何使用先进的工艺对医药化工废水进行充分处理成为了人们关心的问题。下面就此进行讨论、分析。

1  试验部分

1.1  原水水质

本次试验与工程同步，试验设备放在好氧池内。原水主要为中、低浓度的废水，主要包括循环排污水、设备清洗水、车间清洗水和溶剂回收洗涤水等。生产性的高浓废水经过物化处理后，与生活污水、循环排污水混合进入生物处理系统。废水中的BOD5/CODTN、TP含量较高，NH4+-N浓度较低。从整体看，此类化学合成废水较难生物降解，大量的有机氮、有机磷和较高的含盐量均不利于微生物生长。

1.2  中试装置、工艺流程和测试方法

1.2.1  膜装置

试验采用本公司加工制造的MBR膜生物反应器集成设备，处理规模为3 m3/h左右。膜片采用聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维微孔过滤膜（MF），纤维孔径为0.2～0.4 μm，运行方式为负压式。

1.2.2  设备装置

设备为集成装置，控制采用PLC全自动控制系统，自动化

程度较高、操作方便。同时，设备配有自动在线清洗、维护系统，能对膜组件进行在线清洗。

1.2.3  工艺流程

本厂现有处理系统1套，具体工艺流程如图1所示。

图1  工艺流程图

1.2.4  测试方法

化学需氧量、污泥浓度和污泥沉降比等均采用国标标准方法测定，并对膜透水量、过滤压力、通过流量计压力表测定。

2  试验效果分析

2.1  膜片运行数据分析

本次MBR改造试验始于2012-04，终于2012-10，对试验过程中试验数据的收集和整理进行以下分析。

2012-04为设备改造运行初期，最初出水流量设定为4 m3/h，短时间内抽吸压力出现明显上升的现象，经过调整，初步将出水流量控制在3 m3/h。此时，MBR系统的膜压力差为-0.025 MPa。在连续运行的第一个月，时间、流量、压力差均恒定，设备运

行稳定，在正常的在线清洗和日常维护情况下，基本未出现波动。由此可见，设备试运行良好。

2012-05，MBR系统的整体运行情况与2012-04基本相同，状态良好，在日常清洗和维护下没有出现不良状况，MBR系统运行稳定，膜运行良好，未出现膜污染迹象。

2012-06，运行数据出现了小范围的波动，恒流量条件下，第7天的膜压力差由-0.025 MPa上升至-0.027 MPa。原因可能为随着MBR系统的运行，从第3个月开始出现了膜微污染迹象，主要表现在膜压力差的变化上。经过维护性清洗后，中试运行恢复稳定，没有出现压力差持续上升的现象，说明膜运行稳定、膜污染情况不严重，通过清洗可恢复。由于现场出水方式等原因，膜池偶尔出现液位差变化较大的情况。为了避免因液位差的变化对膜运行压力差造成的较大冲击，从第3个月第28天开始，调节出水流量控制在2.5 m3/h，同时，随着流量的降低，膜压力差恢复至-0.025 MPa。从运行情况看，系统运行稳定，可以继续连续运行。

2012-07，MBR系统的整体运行情况与2012-06清洗后相同，状态良好，在日常清洗和维护下没有出现不良状况，MBR系统运行稳定，膜运行良好，未出现膜污染迹象。

2012-08，前12天系统运行情况与2012-07相同，膜系统运行情况良好，没有出现污堵情况，第13天和14天由于将抽吸流量调到了1.5 m3/h，抽吸压力也随着流量的降低而升高，这主要是因系统停机而造成膜污堵严重。系统开机并经反冲洗和在线加药清洗后恢复正常，调节出水流量控制在3 m3/h，同时，随着流量的升高，膜压力差恢复至-0.03 MPa。从后续运行情况看，对中试试验项目造成了一定的影响。

2012-09初期系统运行不稳定，抽吸压力随着流量的降低而逐步升高。随着运行时间的延长，2012-09中、后期，膜污染情况更加严重，跨膜压差上升较快，流量迅速下降。跨膜压差上升和流量下降表明膜污染已经非常严重。2012-09-25，对膜生物反应器进行了离线清洗。清洗后，膜压恢复到-0.025 MPa，流量为3 m3/h。

离线清洗后，2012-10，MBR膜生物反应器保持良好状态，在日常清洗和维护下没有出现不良状况，MBR系统运行稳定，膜性能良好。

从MBR系统的整体运行情况看，出水流量出现2次变化，均为人为调整，目的在于控制膜污染，在稳定运行的情况下，可确保恒流量运行;压力差共出现5次变化。其中，2次是因人为调整出水流量而造成的，2012-06、2012-08、2012-09出现的压力差升高现象是因膜系统长期运行下的膜污染造成的，通过维护性清洗和离线清洗可基本恢复正常运行状态，从而保证系统的稳定运行。中试过程中采用在线维护性清洗的方式，有效减轻了膜污染，延长了膜污染的周期，保证了系统的稳定运行。

2.2  COD去除效果分析

图2为试验过程中，2012-05—07的进出水COD的变化情况。图3为原生化系统和中试系统去除率的对比。

图2  进出水COD随时间的变化情况

图3  现有系统和中试系统去除率的变化情况

由图2和图3可知，在进水波动性较大的情况下，中试膜系统出水COD基本上在400～500 mg/L之间波动，去除率在90%左右，系统运行稳定。与现有系统比较，中试膜出水COD比现有系统二沉池出水COD平均低100多个COD，且二沉池出水COD越高，膜系统优势越明显，膜系统出水浊度基本为0.从整体去除效果看，中试去除率比现有系统的去除率高。其优势主要表现在膜分离对生物的强化作用，微滤膜可对大分子有机物进行物理截留，以及通过膜表面形成的沉积层过滤、吸附作用对溶解性有机物的去除进一步提高了对COD的去除率。

3  结束语

综上所述，在使用中试研究和长时间的观察分析后，试验结果表明了膜生物反应器在医药废水中运行稳定，抗污染性能突出，整个系统运行稳定。由此可见，膜生物反应器在处理医药化工废水中有良好的效果，值得对其进行推广应用，从而保证医药生产排出的废水符合相关标准。

参考文献

[1]辜跃.石化仓储企业废水处理工艺研究[J].广东水利水电，2012（10）：10-12.

[2]陈杏.气浮-水解-MBR-芬顿氧化工艺处理石化废水[J].工业用水与废水，2013，44（3）：71-73.

〔编辑：张思楠〕

Analysis on the Effect of MBR Process for Chemical Wastewater Treatment

Luo Susu， Chen Chunxia， Wu Yaorong

Abstract： The traditional biological treatment process has been unable to meet the new wastewater treatment standards， membrane separation technology based reactor - MBR membrane bioreactor has caused the industry's attention. The pharmaceutical wastewater of a pharmaceutical company was studied， and the membrane bioreactor was used to process the pharmaceutical wastewater， and the parameters of the membrane bioreactor were comprehensively analyzed. Through a series of analysis， the experimental results proved the effect of membrane bioreactor for treatment of pharmaceutical wastewater was obvious.

Key words： MBR membrane bioreactor; membrane pressure; membrane fouling; pharmaceutical wastewater