MBR平板膜在印染废水提标扩容改造项目中的应用.docx

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1、MBR平板膜在印染废水提标扩容改造项目中的应用印染废水具有水量大、有机污染物浓度高、色度深、碱性大、水质变化大、成分复杂等特点，属较难处理的工业废水之一。与发达国家相比，我国对印染废水处理的投入相对较少，随着对环境保护的重视，近年来，印染废水处理要求不断提高。另外，随着经济的快速发展，我国的印染产品不断创新，生产工艺和设备更新换代，印染废水水质趋向复杂化，处理难度也随之加大，大部分印染废水处理项目都面临着提标改造或扩容改造。传统印染废水处理工艺以“预处理+A0”为主，其中，生化段AO包括水解-接触氧化、水解-活性污泥法、SBR技术等。传统工艺处理后，一般出水CoD在150300mg1,要想提标

2、只有考虑增加深度处理技术或者提高生化处理效果。深度处理技术主要有强氧化和强化絮凝技术，前者缺点是能耗高，后者缺点是药剂费用高，增加了污泥量和处理后废水中的含盐量。提高生化处理效果的技术主要有MBR工艺、生物倍增工艺和PACT等技术，生物倍增工艺目前仍不成熟，PACT技术已有十多年的应用，但难以达到提标要求，MBR工艺是所有印染废水提标扩容改造项目可行的选择。但MBR工艺的一些研究认为，MBR在处理印染废水时存在过滤膜污染快、清洗难的情况。本研究通过久保田公司平板膜MBR的实际应用探讨MBR工艺能否在印染废水中稳定运行。1、项目简介科德宝宝翎衬布（南通）有限公司主要从事服装用机织粘合衬布生产，生

3、产过程中产生棉漂白废水、涤、棉等染色废水，原有设施设计处理水量为2000td,实际处理量为1000td,处理出水COD约为240mg1,2014年7月提出改造要求。提标扩容改造要求是：最终处理能力达到1300td,改造后提标至C0D80mg1,达到直排标准。原有工艺为：调节池一厌氧池一接触氧化池一斜板沉淀池一出水。除原有处理设施外，可利用建设用地面积约20mX18m。2、改造方案设计现场土地有限，调节池较小，不能停产改造，厌氧池和接触氧化池为圆形，属非常规池型，不便改造。另外，本项目废水较复杂，MBR如果采用一次性设计容易造成浪费或处理能力不足，因此，根据实际情况提出了阶段性提标改造的计划。按

4、保守处理能力IOO(H/d新建MBR系统，新建MBR系统正常运行后，再根据扩容生产计划和MBR的实际处理能力考虑对原有处理设施进行改造。MBR系统分为3格池体，分阶段安装MBR膜组件，并逐步替代原有处理系统，具体计划见表I0表1MBR膜组件分阶段安装计划表阶段处理能力/(t-d,)有统原系新建池1新建池2新建池3总计第一阶段300SBR：200SBR：200MBR：3001OOO第二阶段300SBR：200MBR：7501250第三阶段0MBR：I3001300各改造阶段的工艺流程图如下:综合废水第一阶段改造流程图第二阶段改造流程第三阶段改造流程出水MBR平板膜采用日本进口装置，制造商：株式会

5、社久保田，型号：RW400-R,最大出水量150td套。3、实施进度及处理效果分析第一阶段：2015年1月建成，按300td安装膜组件两组并开始调试，2015年37月，处理水质达标,MBR进水平均C0D=808mg1,处理出水平均C0D=62mg1o实际处理水量从200td逐步提高至300tdo第二阶段：2015年10月2016年4月，增加膜组件三组，调试处理水量达到720td;总体进出水水质如图1和表2。图1MBR系统的进水和出水CoD质量浓度表2MBR系统处理前后的水质水样SS/(mg1)COD/(mg1,)色度(mg1)原水142I350223(97208)(I200-I500)(286

6、412)MBR进水347(296412)808(649-911)71(6382)MBR出水062(48-75)51(38-64)第三阶段：2016年4月至今，第三批MBR膜四组，取消了接触氧化-斜沉出水工艺，全部改用MBR处理，出水量可以稳定在1350td.4、平板膜MBR工艺性能分析4.1MBR膜与原工艺处理效果比较原工艺为接触氧化+斜板沉淀池，处理出水COD约240mg1,SS约60mg1;MBR工艺处理出水COD约62mg1,SSQ0。MBR工艺出水COD、SS明显好于传统工艺，能够稳定达标。4. 2运行成本膜清洗周期:平均每年清洗46次,运行稳定后可以保持每三个月清洗一次。MBR运行费

7、用:MBR能耗约为0.7kWht水，总耗电量1.37kWht水。MBR清洗药剂费用0.006元/t水。4.3 直接回用和与RO系统联合的应用2015年5月开始，将MBR出水直接回用于烟气净化，6月，用于浆料圆网涂层的网筒、刮刀的清洗以及涂层生产过程中承压根的连续清洗，9月，用于全棉染色布的初洗，10月，用于涤纶深色布的染色和初洗，均获得了成功。目前，回用率已经达到了30%,大大节约了用水。2015年7月，基于节水减排考虑，增添了RO膜装置，对MBR出水进行深度处理后回用；由于MBR系统出水水质稳定，SSQ0、SDK3,满足RO系统的进水要求，没有再采用多介质过滤器、UF等RO常规预处理设备，直

8、接用MBR出水作为RO系统的原水。连续运行了三十个月后，出水水质优于自来水，可以直接替代自来水或软水使用。水回用系统运行稳定，节省了投资和运行成本。4.4 常见的问题及解决方法久保田平板膜MBR装置处理废水采用大曝气量冲刷膜表面，保持膜表面既有一定厚度的污泥层，又不会因为污泥层太厚影响水的透过。大曝气可能产生的问题是容易产生大量的泡沫，需要考虑泡沫的排出通道，并防止泡沫外溢。通常，泥龄过长、难降解的长链有机物积聚、污水中营养比例不均衡、气温突然升高或降低等因素容易引发泡沫;可以通过增加排泥量、单独收集和处理难降解有机物、添加营养物质、减少曝气量等方法减少泡沫的产生，也可以将泡沫排到预曝气池,在

9、较小曝气量的情况下自然消泡，等变成浮渣再用划渣机去除。久保田膜可以在M1SS为500028000mg1的高质量浓度活性污泥条件下运行，池底抽出的泥水可以直接排入污泥浓缩池，经絮凝剂调节后压泥，不需要经过沉淀池沉淀，操作方便。MBR膜装置最后对污水经过了精细过滤，污泥无法透过膜装置，全部留在MBR池中，不需要沉淀或灌水;预曝气池和MBR池没有污泥沉降过程，可以保持高的污泥质量浓度。科德宝最高尝试过预处理池M1SS为9000mg1,在CoD负荷较高的情况下可以平稳运行。MBR处理系统高效的过滤工艺可以做到MBR池和预处理池同时在高活性污泥浓度下运行，大大提高COD负荷比，所以，将预曝气池及MBR池

10、设计得较小，两池的合计水力停留时间能压缩到20h以下。维持高污泥质量浓度运行还有利于污泥的自消解，有效地降低残余污泥的量。MBR池保持的污泥质量浓度M1SSI5000mg1左右，不会造成膜的污堵，也不会降低出水量，反而会降低出水的COD值。运行中预曝气处理池的活性污泥随水流不断进入MBR池，MBR池的污泥质量浓度会逐步升高，而预曝气池的自生污泥速度跟不上污泥的流失速度，污泥的质量浓度会降低，因此，工艺要求MBR池的泥水部分回流到预曝气池，以维持预曝气池中的活性污泥质量浓度。MBR池采用的是过曝气方法，池中DO值较高，大幅度提高回流比例，MBR池中饱和充氧的废水和充分活化的活性污泥被送回到预曝气

11、池，可以降低预曝气池的曝气量，节约用电。工厂使用的助剂含有较多无机磷酸盐时，出水含磷量会相应升高。因生产变化，深色染色产品的生产比例增加，出水色度会相应波动，从而影响MBR池的出水含磷量和色度。将MBR出水以及RO处理的浓水经过反应池加絮凝剂处理，并经斜沉池沉淀出水，可以起到脱色、脱磷的效果，降低MBR出水的色度，并降低含磷量50%以上。其中，磷酸盐与PAC反应生成磷酸铝沉淀，染料及其分解产物被絮凝剂吸附沉降而脱色，COD也会下降。建议絮凝剂助剂用量为IOmg/1PAC和10mg1PM,产生的干污泥量约120mg1o排出的清水可以回用或直接排放。MBR系统处理废水，SS均不能通过膜系统，同时，

12、也有一些较大分子质量的有机物，特别是难降解的高分子有机物如PVA、有机硅等，容易积聚在MBR池中。由于降解速度慢，会慢慢积累，当质量浓度过高时，MBR池中废水的黏度升高，产生泡沫，泡沫会携带活性污泥从MBR池上口溢出。如果溢出的泡沫回流到污水系统中，经过集水池、调节池和厌氧池等缺氧环节，活性污泥中部分好氧菌会因缺氧而死亡，在厌氧池中上浮，并释放细胞质和胞外黏性物质，最后流入MBR池，增加黏度和浮渣，仍然变成泡沫再度溢出，形成恶性循环。同时，释放的细胞质会让系统中的磷含量上升，带来磷超标的风险。科德宝宝翎公司做了以下尝试，主要是针对难降解有机物从源头采取措施。(1)减少排入废水中的PVA等难生物

13、降解有机物的总量，如硬挺整理所用的PVA,通过严格控制残留整理液的量或单独收集处理，防止这种惰性物质在MBR池中积聚。(2)改变坯布的浆纱配方，用易降解材料替代PVA上浆;另外，也可以在预曝气处理池中安装灌水装置，变成可以实施SBR工艺的两用池，间歇采用污泥回流+SBR工艺，适时灌水，控制进入MBR池中的惰性物质。特别是集中生产含PVA产品时，可以用灌水的方法代替部分MBR的处理量，应对冲击性情性荷载，防止产生泡沫以及由此而引发的恶性循环。MBR出水色度有时会波动，主要原因是染色废水的色度变化。MBR处理系统依靠高质量浓度的活性污泥去消解废水中的有机物，包括染料。经过长时间的驯化，活性污泥有消

14、解染料和脱色的能力，但染色的工艺因色泽的不同、染料用量的变化造成废水原水色度大幅波动。当大量生产深色产品或改用新型染色时，排入污水中的染料量增大，活性污泥不可能短时间内形成很大的消解能力，必然会导致部分染料不能脱色和降解。如果重点做好高浓度染色残液的单独收集和处理，就能比较好地解决色度的达标排放。科德宝宝翎公司的成功做法是全部回收黑色染色残液，重复利用或单独用氧漂废液预脱色处理，避免高浓度染料直接进入污水系统，效果显著。5、结论及建议(1)通过在印染废水传统处理工艺的提标扩容改造项目中的实际应用，平板膜MBR膜处理后的出水COD可以稳定达到IOOmg/1以下，处理效果保障性高，是传统工艺提标扩

15、容改造的合适工艺。(2)平板膜MBR处理印染废水时，膜清洗周期基本可以实现设计的23个月清洗1次，未出现传统MBR研究中出现的快速污染问题。(3)久保田平板膜可以实现在线清洗，不需要将膜装置从池中取出，也不需要另建清洗池。常用清洗剂为次氯酸钠(去除有机物污垢)、柠檬酸(去除无机污垢)，一般一次只使用一种药剂，以次氯酸钠清洗为主。次氯酸钠在线清洗时会有少量渗到MBR池中，导致部分活性污泥死亡，池中的泡沫增加。可加入少量营养物质帮助系统快速恢复，不加任何营养物，系统也能在36天内完全恢复。经柠檬酸清洗后，系统不受影响。MBR池中如有两套各自相对独立的系统，可以一组在线清洗，一组正常工作，工厂只需要减少用水机台的开台率，控制总水量，不必停产。(4)平板膜MBR出水水质稳定，可以直接作为RO系统的进水，不需要设置多介质过滤器、UF等传统Ro工艺所需的中间处理环节。(5)老印染厂污水处理升级改造项目往往受场地限制，无法增建大水池提高水力停留时间，使用久保田平板膜可以利用污泥浓度高的优势，大幅度减少池的容积。(6)新建印染项目选用久保膜平板膜作为主要处理装置，大大降低污水处理总的池容积，保障出水的基本指标稳定达标，同时，方便处理后的废水直接利用或深度处理再利用，降低综合运行成本。