MBR+RO雙膜法在危廢處置場(chǎng)廢水處理中的應用

危險廢物處置場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水有毒有害成分較為復雜、污染程度較為嚴重、營(yíng)養比例失調、可生化性差，而且受物料來(lái)源和種類(lèi)影響，該類(lèi)廢水還具有水質(zhì)、水量波動(dòng)性大的特點(diǎn)。因此，廢水處理所選的工藝適應性要強，且應有一定的余量，以適應廢水水量和水質(zhì)的不均勻變化，傳統的物化+生物處理工藝很難達到穩定的處理效果，必須經(jīng)過(guò)深度處理后才能確保達標排放。

　　1 工程概況

　　1.1　廢水來(lái)源及水量

　　廣東某危險廢物處置場(chǎng)年綜合利用及處理危險廢物約7.5×104t，包括廢礦物油和乳化液、染料涂料廢物、表面處理廢物、含銅廢物、無(wú)機氰化物廢物、廢酸、廢堿以及廢有機溶劑等。廢水主要由生產(chǎn)廢水、車(chē)間地面沖洗水、運輸車(chē)輛及容器沖洗水、化驗室排水、生產(chǎn)區初期雨水和生活污水等組成，廢水量為300m3/d。

　　1.2　進(jìn)出水水質(zhì)

　　根據本項目環(huán)評報告書(shū)要求，生產(chǎn)廢水需經(jīng)各車(chē)間預處理后進(jìn)入廢水處理站，經(jīng)預處理后的廢水污染物濃度已經(jīng)大大下降，主要污染指標有COD、NH3-N、SS、石油類(lèi)及少量重金屬離子。外排廢水執行地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB 3838——2002)Ⅴ類(lèi)標準和廣東省地方標準水污染物排放限值(DB 44/26——2001)第二時(shí)段一級標準。進(jìn)水及出水水質(zhì)標準見(jiàn)表1。

　　2 處理工藝

　　2.1　工藝選擇及工藝流程

　　當前危廢處置場(chǎng)廢水的處理一般采用物化處理+生化處理+深度處理的組合工藝，含重金屬離子廢水先進(jìn)入物化處理系統去除重金屬離子，然后進(jìn)入生化處理系統去除COD、BOD5、NH3-N等污染物，最后經(jīng)過(guò)深度處理后達標排放或回用。

　　1)物化處理：重金屬廢水的物化處理技術(shù)主要有電解還原法、化學(xué)沉淀法、離子交換法、反滲透和電滲析法等。危廢處置場(chǎng)廢水中含有重金屬，而且部分是以各種絡(luò )合態(tài)存在的，目前國內關(guān)于此類(lèi)廢水的物化預處理多采用化學(xué)沉淀法。廢水中多數重金屬離子能與OH-結合生成溶度積很小的氫氧化物沉淀而與水分離，但由于某些重金屬離子的氫氧化物溶度積較大，而一般重金屬硫化物溶度積比氫氧化物的溶度積小得多，且硫化物具有良好的破絡(luò )作用，采用硫化物反應沉淀法可進(jìn)一步降低廢水中重金屬離子濃度。考慮到本項目廢水特點(diǎn)，采用堿沉淀法與硫化法相配合的組合工藝，可保證重金屬離子去除的全面性。

　　2)生化處理：危廢廢水的生化處理應用較為廣泛的是水解酸化法、活性污泥法、生物接觸氧化法、曝氣生物濾池等工藝。結合本項目廢水特點(diǎn)，采用水解酸化+生物接觸氧化工藝。水解酸化主要是利用厭氧過(guò)程中的水解酸化階段將水中結構復雜的大分子有機物分解成易降解的小分子有機物，將不溶性有機物水解成溶解性物質(zhì)，提高廢水的可生化性。生物接觸氧化池設有高效組合填料，部分微生物以生物膜的形式固著(zhù)生長(cháng)于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長(cháng)于水中，因此它兼有活性污泥法與生物膜法二者的特點(diǎn)，利用好氧微生物的凝聚、吸附、氧化分解等作用，將廢水中的有機物充分降解。

　　3)深度處理：深度處理階段進(jìn)一步去除水中殘余的有機物、濁度、硬度、鹽分和細菌等，使廢水最終達到排放或回用的標準，根據出水水質(zhì)要求可采用紫外/次氯酸鈉消毒、活性炭吸附、臭氧氧化、膜過(guò)濾等單一或組合處理工藝。近年來(lái)，多樣性的膜技術(shù)組合工藝得到越來(lái)越多的應用，將不同的膜技術(shù)組合而成的膜集成技術(shù)系統能發(fā)揮各種膜技術(shù)優(yōu)勢，由此形成廢水深度處理、再生水回用的新工藝，其中MBR+RO雙膜技術(shù)的開(kāi)發(fā)應用，就取得了良好的效果。通過(guò)RO對MBR處理出水進(jìn)行深度去離子軟化處理，可達到危廢處置場(chǎng)廢水完全達標排放或再生回用目的。

　　工藝流程見(jiàn)圖1。

　　2.2　主要構筑物及設備參數

　　主要構筑物見(jiàn)表2。

　　1)格柵調節池：停留時(shí)間48h，設有隔油、隔渣裝置;采用穿孔曝氣管預曝氣，攪拌強度3m3/(m2·h)。

　　2)物化組合池：包括pH調節池、反應池、混凝池、絮凝池和斜管沉淀池。采用投加NaOH、Na2S、PAC和PAM等去除廢水中的重金屬離子，反應時(shí)間為30min，采用機械攪拌;沉淀池安裝Φ80PVC蜂窩斜管，表面負荷為1.03/(m2·h)。

　　3)A/O池：A段停留時(shí)間8h，設有生物填料和液下攪拌機;O段停留時(shí)間12h，安裝生物填料和管式微孔曝氣器，氣水比15:1，DO值2——4mg/L，BOD負荷0.15kg/(m3·d)。

　　4)MBR系統：由膜組件、生物反應器、膜清洗系統和PLC系統組成。MBR膜材質(zhì)為PVDF，設計通量為15L/(m?·h)，一周期產(chǎn)水9min，停產(chǎn)1min，沖刷曝氣量3——5Nm3/(m2·h)，MLSS控制在4——5g/L。

　　5)RO系統：由進(jìn)水泵、5μm保安過(guò)濾器、高壓泵、膜組件、加藥和清洗系統以及PLC系統組成。膜組件采用中空纖維低壓反滲透膜，材質(zhì)為聚酰胺，標準脫鹽率為99.5%。系統由18支膜組件組成，分別安裝在6根壓力容器內，RO設計產(chǎn)水率為66%，出水電導率≤30μS/cm。

　　6)MVR系統：RO系統的濃水回用于生產(chǎn)車(chē)間制漿等工序，剩余部分采用機械蒸汽再壓縮(MVR)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮處理(與生產(chǎn)車(chē)間MVR系統共用)，MVR冷凝水達標排放，蒸餾殘渣與廢水站污泥統一委外處置。

　　3 運行效果

　　經(jīng)過(guò)3個(gè)月的連續運行，該廢水處理系統出水效果一直穩定，出水水質(zhì)達到并優(yōu)于設計水質(zhì)要求。以某一時(shí)段的產(chǎn)水水質(zhì)數據為例，結果如表3和圖2所示。

　　從表3和圖2可知，經(jīng)物化預處理和A/O生化處理后進(jìn)入MBR的原水COD和NH3-N的質(zhì)量濃度分別為98mg/L和7.2mg/L，而MBR出水中相對應的指標降至42mg/L和2.1mg/L以下，MBR系統出水中SS指標基本控制在0.3mg/L以下，出水SS指標優(yōu)異，經(jīng)進(jìn)一步檢測，MBR出水濁度小于0.1NTU，SDI值小于3NTU，說(shuō)明MBR出水可以直接滿(mǎn)足RO進(jìn)水水質(zhì)要求。而經(jīng)過(guò)RO系統處理后出水COD、NH3-N以及SS指標分別在20mg/L、0.8mg/L和0.05mg/L以下，重金屬離子可幾乎完全去除，經(jīng)過(guò)反RO處理后產(chǎn)水的電導率由原水的2340——2530μS /cm穩定降到9.0——19.5μS/cm，說(shuō)明RO產(chǎn)水水質(zhì)也達到了設計要求，經(jīng)雙膜法工藝深度處理后，最終產(chǎn)水能完全達到再生水標準。

　　4 經(jīng)濟效益分析

　　廢水處理系統的總造價(jià)為312萬(wàn)元，其中土建工程155萬(wàn)元，MBR系統造價(jià)22.4萬(wàn)元，RO系統造價(jià)39.2萬(wàn)元，其它設備、材料和安裝調試工程等造價(jià)95.4萬(wàn)元。廢水站直接運行成本為噸水3.67元(未含設備折舊費)，其中電費1.57元/t，藥劑費1.54元/t，人工費0.56元/t。

　　5 結 論

　　1)采用MBR+RO雙膜技術(shù)深度處理危廢處置場(chǎng)廢水，出水滿(mǎn)足GB 3838——2002Ⅴ類(lèi)標準的排放要求，并達到回用水標準，可實(shí)現廢水的“零”排放。

　　2)MBR+RO雙膜法的應用，彌補了單獨使用MBR或RO的不足，可以省略RO進(jìn)水的預處理工序，減少工藝流程，節省工程投資，充分發(fā)揮了雙膜的組合優(yōu)勢，是危廢處置場(chǎng)廢水深度處理與回用的一個(gè)新方向。

　　3)危廢處置場(chǎng)廢物來(lái)源不穩定，因此廢水水質(zhì)也有較大的差別，尤其是重金屬含量無(wú)規律可循，應保證調節池有足夠的容量，并加強系統物化預處理的能力。

　　4)采用MBR與RO膜技術(shù)集成的關(guān)鍵是如何保證MBR的產(chǎn)水穩定，且達到RO膜的進(jìn)水要求。在實(shí)際運用中還應繼續研發(fā)新型高效的膜，著(zhù)力解決膜污染的問(wèn)題，延長(cháng)膜的使用壽命，降低膜的投資、運行和維護的成本。