煤化工廢水回用處理中MBR工藝的研究與應用

韓凱

摘 要：煤制油作為目前煤化工產業一種新興能源轉換技術，不僅是對煤炭能源的深度開發，而且對國家能源計劃有重要的戰略意義。但其在生產過程中產生含油污水有機物含量好，常規工藝難以對其有效處理，對環境的危害較大。膜生物反應器（MBR）是一種生化+物理的污水處理工藝，其具有占地面積小，處理量大，出水水質好，運行成本低能特點，目前已在各個行業廣泛應用，但在煤制油行業屬首次應用。由于其屬于高端水處理工藝，對操作及相關運行參數的精細化管理，才能最大限度的發揮MBR工藝的優勢。本文通過介紹某煤制油污水處理項目中MBR工藝的應用特點及在調試、運行過程中遇到的問題，總結了影響其正常運行的主要因素。MBR工藝在7-15d內能迅速提升生化工段的污泥濃度到7-10g/l，大大提高了污泥處理能力；通過調節曝氣量及頻率，采用生物膜+物理膜的雙層過濾模式，對其COD的去除率達到90%，濁度的去除率100%，油含量處理100%。污泥濃度，曝氣量，回流比及過濾指數是影響其正常運行的主要因素。

關鍵詞：MBR；含油污水；污泥濃度；影響因素

中圖分類號：X703.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）06-0016-02

1 MBR污水深度處理工藝介紹

1.1 項目介紹

污水深度處理項目MBR系統進水水質相差較大，包括生活污水、低濃度含油污水生化出水及脫鹽回用工段的超濾反洗排水，三種水源的可生化性都較差。水源經提升泵在配水廊道混合后經過轉股格柵進入A/O生化階段，該階段能更好的除去含油污水的的乳化油口有機物，有利于后續MBR階段的進一步深度處理。經過生化處理后的產水，進入MBR處理工段，經過其處理后的出水經檢測合格后脫鹽回用水工段，經其處理后，產水泵送至回用水管網替代新鮮水和深度處理區域內的用水減少地下水用量。

設計規模：MBR工段設計進水及進出水水質：410m3/h，如表1所示。

1.2 工藝流程及其描述

MBR工段工藝流程。生活污水、低濃度含油污水生化出水脫鹽回用工段超濾反洗排水壓力進入MBR工段配水井，經配水井將污水均勻分配到兩條格柵渠；污水經轉鼓格柵去除污水中的顆粒物和漂浮物之后自流進入A/O池，轉鼓格柵除污機攔截的顆粒物和漂浮物運出廠外。

A/O池由兩個序列組成。A池為前置的反硝化池，A池中的異養型反硝化細菌利用來水中的有機物作為碳源將混合液中的亞硝態氮和硝態氮還原為氮氣。O池為推流式曝氣池，活性污泥中的微生物在有氧條件下，將污水中的有機物降解成CO2和H2O，將污水中的NH3-N氧化成亞硝態氮和硝態氮。來自MBR膜池中混合液回流至A池進行脫氮。A池補充營養鹽，O池補充堿度。A/O池出水自流進入MBR膜分離間。

AO池出水自流進入MBR分配渠后均勻進入MBR膜池進一步去除污水中有機物并將污水固液分離，MBR產水經MBR產水泵進入MBR產水池。MBR產水池出水檢測合格后經MBR產水池提升泵進入UF1原水罐。MBR膜池混合液經活性污泥回流泵回流至A/O池；剩余污泥經剩余污泥泵提升至原有污泥處理系統。

2 MBR運行影響因素探討

2.1 污泥濃度變化

通過現場實際運行數據分析，隨著時間的增長，活性污泥粘度逐漸增大，在20d左右達到一個高峰7-10g/l。

2.2 曝氣量的影響

圖1所示可以看出，隨著曝氣流量的增大，膜跨膜壓差逐漸減小，在6m3/h后，其變化穩定。其變化與膜表面的污染層的形成有密切關系。

2.3 過濾指數的影響

圖2所示可以看出，過濾指數對膜過濾跨膜壓差的影響較大，在小于1.5左右處于穩定狀態，當大于1.5后，跨膜壓差快速增加，表明污泥的粘度越大，膜表面被污染的越快。

2.4 回流比的影響

活性污泥回流比在實際運行過程中發現：在運行初期階段，應采用小回流比流量回流，保證膜池的的正常運行，在15-20天后，膜池與生化池污泥濃度逐漸增大的情況下，增加回流比能更好的保證整個系統平衡。但提高生化系統的污泥濃度是快速增加整個MBR系統污泥濃度的有效方法。

2.5 系統運行期間MBR產水變化

經過與MBR組合的工藝處理，出水COD均小于10mg/L，出水氨氮均小于2mg/L；與表4中原水水質對比，平均去除率達到94%，氨氮去除率達到95%；對油、硫化物、揮發酚的去除率基本完全去除，顯示出非常好的處理效果；有研究表明，膜生物反應器在進行傳統反硝化的同時，存在著不同程度的短程硝化反硝化和同步硝化反硝化現象；同時，合適的污泥濃度和曝氣量保證在膜表面的生物膜能最大限度的去除水中的COD和含油。

3 結語

通過對該項目的實際應用表明：生化+MBR組合處理工藝對含油污水的處理效率較高，但運行參數的精確設定及控制是整個系統能穩定高效運行的關鍵因素。得到以下一些經驗及結論：

（1）污泥濃度、曝氣量、回流比及過濾指數是影響MBR系統運行的主要因素。（2）在運行初期，對原水中的含油量要嚴格控制，要小于5mg/l，同時，需逐步提高系統負荷，避免突然的如何沖擊；提高生化段的污泥濃度是提高整個系統污泥濃度的有效方式。（3）在運行過程中，需逐步摸索系統的最佳運行參數，嚴格控制調試運行過程，避免超量產水或超時產水情況的發生，定期執行清洗程序，從而提高膜元件的使用壽命，實現系統高效運行。（4）在調試運行階段，對生產現場要定時巡檢，及時發現運行異常情況；定時對系統各監測參數進行取樣檢驗，隨時掌握系統運行情況。