技術前沿

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新型膜生物反應器實現工業污水處理及回用

中國是一個缺水國家,工業污水處理及回用是開發利用水資源的有效措施,也是節約水資源,發展低碳工業的具體方式之一。污水回用是將工業污水通過膜生物反應器等設備處理之后,回用于生產系統或生活雜用。污水回用既可以有效地節約和利用有限和寶貴的淡水資源,又可以減少污水或廢水的排放量,減輕水環境的污染,還可以緩解城市排水管道的超負荷現象,具有明顯的社會效益、環境效益和經濟效益。

目前,工業污水回用已經在世界上許多缺水的地區廣泛采用,被認為是21世紀污水處理最實用的技術。在污水處理及水資源再利用領域,MBR即膜生物反應器(MembraneBio-Reactor),是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型高效生化水處理技術,以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度,減少污水處理設施占地,并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統的生化水處理技術相比,MBR具有處理效率高、出水水質好、設備緊湊、占地面積小、易實現自動控制、運行管理簡單等特點。膜生物反應器技術以其優質的出水水質被認為是具有較好經濟、社會和環境效益的節水技術而倍受關注,在水處理領域中應用范圍必將越來越廣。在水環境標準日益嚴格的今天,MBR已顯示出其巨大的發展潛力,將是新世紀替代傳統廢水處理技術的有力競爭者。

但是面對日趨嚴格的工業水污染物排放標準, MBR存在工藝本身的局限性,特別是采用MBR工藝要使出水COD(化學需氧量)低于30mg/L相對困難,難以達到目前嚴格的工業污水回用的要求。為了滿足更高的水質要求,一般需要采用化學處理和設備處理相結合的組合工藝。近日,在通用(GE)電氣水處理及工藝過程處理集團無錫生產基地建廠10周年的慶典上,GE水處理向外界發布了污水處理新的科研成果——“強化COD去除的膜生物反應器”(英文名MBRwithMACarrier)。

MBRMACarrier是一種新型水處理工藝,可與膜技術相互兼容,通過將生物膜技術和活性污泥法有效結合,以達到更好的處理效果和水質要求,能夠有效去除工業污水中強降解的COD,且其裝置建設成本及操作運行成本相對較低。MBR MACarrier工藝系統穩定、可靠,是生物膜工藝的一項重要技術突破。

MBRMACarrier工藝的基本原理是:MAC載體是一種具有巨大的微生物友好型表面積的黑色粉末狀的物體,投入到生化池中能快速形成大量高密度、強活性、耐毒性的生物膜。通過生物膜的循環進行吸附、預富集、生物降解和再吸附難降解的有機物,從而有效地去除污水中難降解的COD。與普通的膜生物反應器相比,GE強化COD去除的膜生物反應器能更有效地去除難降解有機物,使出水COD在30-50mg/L之間,同時不影響生物膜的使用壽命。

COD是指在一定嚴格的條件下,水中的還原性物質在外加的強氧化劑的作用下,被氧化分解時所消耗氧化劑的數量,以氧的mg/L表示。化學需氧量反映了水中受還原性物質污染的程度,這些物質包括有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等,但一般水及廢水中無機還原性物質的數量相對不大且相對容易處理,而被有機物污染是很普遍的,因此,COD可作為有機物質相對含量的一項綜合性指標。在目前國內執行污水排放標準中,COD排放限值更加嚴格,如《合成氨工業水污染物排放標準》(GB13458-2013)中,COD的排放標準為80 mg/L,《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)中COD的排放標準為一級A50 mg/L,一級B60mg/L,采用MBRMACarrier工藝完全可以滿足這兩項標準對COD的排放限值。

MBRMACarrier膜生物反應器特別適用于石化和化工、煤化工等工業領域的高難度污水及其回用,其出水水質佳,膜污染少,COD去除率高,抗沖擊能力強,能降低裝置運營成本,減少企業排污費,其固定資產投入和運營成本低于其他主要污水處理競爭工藝。因此,MBRMACarrier工藝能更好地應對中國水處理面臨的水質復雜、對水的回用率要求高、系統清洗頻率高、強度大的挑戰。

(婁寧)