MVR蒸發濃縮一A/0一芬頓十膜生物反應器組合工藝處理纖維素醚廢水的工程研究

許旅強　蔣培軍　劉響響　張學紅

摘要：基于纖維素醚廢水高溫高鹽高C（）D的特性，采用MVR蒸發濃縮一膜生物反應器（MBR）組合工藝對其進行了處理，探討了MBR管式超濾膜工藝及其主要構筑物和MBR管式膜組件設計參數。工程運行結果表明：效果良好，COD總去除率可達99%以上，出水COD質量濃度為300 mg/L，可滿足《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）的三級級排放標準，回用水水質可以達到50 mg/L以下，滿足回用水標準要求。

關鍵詞：MVR蒸發濃縮;A/O;膜生物反應器;纖維素醚廢水;設計參數

中圖分類號：X705 文獻標識碼：A 文章編號：16749944（ 2020） 2-0111-02

1 引言

藥用輔料纖維素醚是由纖維素或環氧化物經聚合形成的含較多羥基的高分子化合物[1]，通過強化凝膠互補協同增效優化技術，對纖維素結構的取代基進行設計、工藝流程進行再造與提升，實現醫藥級纖維素生產的柔性控制，使產品增加了超低和超高粘度規格，凝膠溫度、成膜性、透光率以及分子結構上的化學基團精細控制，能適應符合新型植物基膠囊原料羥丙甲纖維素及新型控緩釋藥物制劑的骨架劑、致孔劑、包衣劑的應用，但產生的高濃度有機污水[2]也使環境受到了很大程度的污染。

2 工程概況

2.1 廢水水質

浙江某醫藥化工企業羥基纖維素醚廢水處理量為1000 m3/d，其中高濃度MVR[3J廢水處理規模200 m3/d，回用水處理規模為500 m3/d。該廢水的COD濃度較高，且BOD/C（）D低，可生化性差，廢水指標如表1所示。廢水中不僅含有低分子的環氧化物聚合單體，而且還含有高分子的纖維素醚大分子化合物，這些大分子采用常規的物理和化學方法難以去除，而且生化技術也難以有效地降解，是難降解有機化工廢水中難度較大的一類廢水。

2.2 工藝流程

200 t/d高鹽廢水（含鹽率≥10%）經蒸發[1]濃縮后產生20 t/d的廢水，水質C（）D≤50000 mg/L，CI-≤3000 mg/L，后混入其他纖維素綜合廢水經過以下處理工藝（圖1）。

由圖1、表1可以看出，高鹽廢水、清洗廢水與生活污水進入集水池混合，由于集水池的綜合污水濃度很高，工藝中增加定量復合肥和缺氧水解池工藝[5]，使得后期的好氧池有機負荷降低，從而保證廢水生化階段的效果以及整個處理工藝的穩定性和可操作性，經二沉池底部的活性污泥回流到水解池，確保反應有足夠的污泥濃度，減少污泥流失，剩余污泥濃縮后壓濾。

水解池出水自流進入好氧池，通過向水體中通入空氣進行增氧，在好氧環境下，利用好氧微生物菌團的吸附、降解等聯合作用去除廢水中的有機物，綜合廢水中的有機物大部分在此單元得到降解去除;好氧池出水自流進入二沉池，進行泥水分離，上清液50%達標排放，納入市政管網，其余50%進入后續深度處理單元。出水依次進入Fenton氧化池、堿反應池、絮凝反應池，進行強氧化反應，提高B/C比，進而改善廢水的可生化性[6]。

3 MBR內置超濾膜工藝

3.1 膜處理工藝流程

膜系統工藝[7]采用“內置式超濾”[8]處理工藝，內置式超濾膜采用日本進口POREFLON膜。超濾膜通過抽吸泵出水，產水進入超濾產水池，再通過泵提升進人中水回用系統進行處理，膜池清洗水利用MBR產水[9]。根據產水量、跨膜壓差變化來判斷膜清洗條件，定期對超濾膜進行化學清洗。內置式超濾膜為間歇式運行方式，運行9 min，停1 min。合格的超濾產水進行中水回用。

3.2 膜處理組件

超濾膜材料為PTFE，經過親水性處理具有良好的抗污染性能，且具有較好的耐酸堿性、耐化學性能。納濾膜材料為聚酰胺復合膜，膜面積大、產水通量大，且具有較好的耐酸堿性、耐溫性能。

3.3 膜處理運行出水水質

由于超濾膜均孔徑為0.2 μm，能截留部分COD、BOD5，和幾乎所有的菌膠團等。系統投入運行至今，膜系統進出水水質分析如表2所示。

3.4 控制系統

控制系統采用針對膜處理工藝開發的全自動超濾控制系統，其組成包括中央集中控制系統和現場就地控制系統，采用中央集中控制與現場就地控制兩種控制方式，可通過人機交互界面實現對工藝設備的實時監控、運行異常的報警提示和運行數據的統計處理。采用變頻控制器（可選配件）對進水泵、膜清洗泵進行控制，以達到優化超濾工藝性能，確保生產安全連續穩定運行，延長超濾膜組件運行壽命，降低工藝能耗，降低運行成本，便于現場監控與管理的目的。

4 運行效果

項目廢水治理及回用工程于2012年9月15日動工建設，2012年10月15日竣工，2012年10月16日開始調試，2013年7月25日投入運行，運行狀況良好，出水水質穩定，COD達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）的三級標準，去除率可達99%以上，2014年工程驗收COD監測結果見表3。

5 結論

利用MVR-A/O-MBR組合工藝處理纖維素醚廢水是可行的，COD總去除率可達99%以上，出水COD質量濃度為300 mg/l_，達到了GB8978 - 1996的三級標準，回用水水質可以達到50 mg/L以下，滿足回用水標準要求。

參考文獻：

[1]錢伯章，朱建芳.國內外聚醚多元醇開發進展[J].精細與專用化學品，2010，18（4）：5-12.

[2]趙毅，朱法華，龐庚林，等.高濃度有機廢水處理技術[J]，電力環境保護，2003，19（3）.

[3]丁秀華.MVR技術的工業應用及發展[Jl.廣州化工，2015，43（9）：41—42.

[4]劉立，張繼軍，劉燕，等，機械蒸汽再壓縮技術在蒸發領域的應用[J].化學工程，2014，42（11）：1-55.

[5]李靜，李征，張彥平，等.水解酸化- AzO- MBR聯合處理混合污水的中試研究[J].工業水處理，2014（8）：40.

[6]王增玉，張敬東.難生物降解有機廢水處理技術現狀與展望[J].工業水處理，2002，22 （12）：1—4.

[7]北京市環境保護科學研究院.三廢處理工程技術手冊（廢水卷）[M].北京：化學工業出版社，2000.

[8]陸曉峰，周保昌，沈飛，等.厭氧膜生物反應器在食品廢水處理中的應用研究[J].膜科學與技術，2011，31（3）：234-238.

[9]李長東，張興文，楊風林，等.城市污水深度處理及中水回用[J].環境工程，2009（3）：26-28.

作者簡介：許旅強（ 1984--），男，工程師，研究方向為環境保護及高濃度廢水處理。

通訊作者：劉響響（ 1989--），男，碩士，工程師，研究方向為環境保護及高濃度廢水處理。