上流式厌氧污泥床反应器—膜生物反应器组合工艺处理聚醚废水的工程研究

2019-01-19许晓锋刘响响许旅强丁晓明

绿色科技 2018年24期

许晓锋,刘响响, 许旅强，丁晓明，王浩

(浙江旺能生态科技有限公司，浙江湖州 313000)

1 引言

聚醚是由醚或环氧化物经聚合形成的含较多醇羟基的高分子化合物[1]，是聚氨酯合成材料的原料之一，以聚醚为基础合成的聚氨酯产品广泛应用于机电、航空、车辆、建筑、纺织等国民经济的各个领域。近年来，我国聚醚工业迅猛发展，产能和需求量年增长率达到7.0%～9.0%，但产生的污水也使环境受到了很大程度的污染[2]。

目前，一般采用厌氧—好氧组合工艺处理聚醚废水[3]，由于厌氧处理工艺需要保持较高的微生物数量、较长的污泥泥龄和较短的水力停留时间(HRT)，否则会造成系统微生物无法有效生长，降低了系统处理效率和处理负荷[4]。膜分离技术与厌氧工艺的组合则可克服以上不足，膜组件提供稳定且高效的微生物截留效果，使得反应器内的污泥龄很长[5]，这是一种处理难以生物降解的高浓度有机废水的有效方法[6，7]。本研究采用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)—膜生物反应器(MBR)组合工艺处理废水。

2 工程概况

2.1 废水水质

江苏某化工企业聚醚废水处理量为80 m3/d，该废水的COD浓度较高，且BOD/COD低，可生化性差，废水指标如表1所示。废水中不仅含有低分子的环氧化物聚合单体，而且还含有高分子的聚醚大分子化合物，这些大分子采用常规的物理和化学方法难以去除，而且生化技术也难以有效地降解[8，9]，是难降解有机化工废水中难度较大的一类废水[10]。

2.2 工艺流程

由图1可以看出，聚醚废水与生活污水进入集水池混合，由于集水池的污水浓度很高，工艺中增加微电解塔和缺氧水解池工艺[11]，使得后期的UASB、MBR有机负荷降低，从而保证废水生化阶段的效果以及整个处理工艺的稳定性和可操作性，经污泥浓缩被拦截的活性污泥回流到UASB反应器，确保反应有足够的污泥浓度，减少污泥流失。

表1 水样主要指标

图1 废水处理工艺流程

3 MBR管式超滤膜工艺

UASB反应器出水口的活性污泥混合液通过管道过滤器，进入MBR管式超滤膜系统，活性污泥混合液通过低错流的过滤方式，进行过滤分离，管式超滤膜拦截水中的悬浮物和活性污泥，被拦截的活性污泥经污泥浓缩后回流到UASB反应器，每隔一段时间对膜进行反冲洗保证膜的产水通量，当膜污染达到一定程度后，对膜组件进行化学清洗来恢复膜通量。出水水质保证SS小于1 mg/L。

3.1 管道过滤器

采用转刷式自清洗管道过滤器，过滤精度为800 μm，具有耐污量大、耐压力高、安装清洗便利等优点[12]。主要的过滤材料包括316 L不锈钢多孔板、316 L不锈钢编织网及316 L不锈钢烧结网等。转刷式自动化清洗管道过滤器属于粗过滤器，其安装在进水管道上能有效除去液体中的大颗粒杂物及水中悬浮物，过滤水质，改善后续设备、膜组件、仪器仪表及管道等的工作环境。

3.2 膜组件

管式超滤膜的膜组件采用特里高管式超滤膜(德国原装进口)，内压出水工艺，材质采用偏氟乙烯(PVDF)，具有亲水性、抗酸碱性、耐腐蚀性、高膜通量、高产水率和不易附着污染物的优点。超滤膜的过滤形式为错流过滤，相比于其它过滤形式可以得到更加洁净的出水。管式超滤膜出水无细菌等微生物，无悬浮物，对后续纳滤或反渗透深度处理具有很好的保护作用。

3.3 加药系统

系统组成：加药系统一般包括化学药剂配制箱、膜清洗泵、加药管道、阀门组件及自动化仪表等。

清洗原理：利用一种化学药剂或多种化学药剂的组合与附着于超滤膜表面的污染物发生化学反应来实现膜清洗的效果，一般可选用的化学药剂如下。

(1)针对有机物污染及微生物污染废水，选用0.1%(质量百分比，下同)氢氧化钠溶液+0.2%次氯酸钠溶液的配比溶液。

(2)针对铁污染及碳酸盐结晶污堵废水，选用1%～2%(质量百分比)柠檬酸溶液或0.1 mol/L(物质的量浓度，下同)草酸溶液或0.1 mol/L盐酸溶液。

3.4 控制系统

控制系统采用针对膜处理工艺开发的全自动超滤控制系统，其组成包括中央集中控制系统和现场就地控制系统，采用中央集中控制与现场就地控制两种控制方式，可通过人机交互界面实现对工艺设备的实时监控、运行异常的报警提示和运行数据的统计处理。

采用变频控制器(可选配件)对进水泵、循环泵、膜清洗泵进行控制，以达到优化超滤工艺性能，确保生产安全连续稳定运行，延长超滤膜组件运行寿命，降低工艺能耗，降低运行成本，便于现场监控与管理的目的。

为了确保生产的自动、连续、稳定和工艺设备的安全运行，共设置了以下水泵与水箱的液位联锁控制：①超滤进水泵和进水水箱的高位与低位开关联锁控制。当降到低液位时，自动打开阀门，防止水泵抽空及磨损；当升到高液位时，自动报警提示，防止加压、溢流等状况发生。②循环泵、膜清洗泵与超滤出水水箱液位的联锁。在加药清洗时，当降到低液位时，膜清洗泵、供水泵自动停机，防止水泵空转及磨损。