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科技丨新型MBR技术在电镀废水中的应用

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科技丨新型MBR技术在电镀废水中的应用

发布日期:2018-08-14 作者:电镀废水零排放 点击:

精彩导读

    某公司的电镀废水中有机污染物浓度较高而现有的处理系统对COD的处理效果较差,利用开发的新型MBR工艺对经化学和物化法预处理后的电镀废水进行现场中试。其进水CODcr范围为600-2000mg/L,经过本工艺处理后出水CODcr的平均值降低到67mg/L,平均去除率达到了89.2%。处理后的各水质指标远低于排放标准,可为废水的回用处理创造有利条件且本工艺的运行稳定性和抗冲击能力很好,具有投资省、运行费用低、运行管理方便等特点。

 

  

   1.引言

  

  生化处理是处理有机废水最经济、有效的处理方法,在城市污水和工业废水上广泛应用,但在处理电镀废水有机污染物没有成功的工程应用实例,已有应用的主要依靠人工培养的特殊功能菌来完成的,其主要处理对象是重金属离子,对COD的去除效果方面不具优势。

  

  某公司的废水有机污染物浓度较高,并含有氰化物、铜、铬、镍等污染物。现有的处理系统主要采用化学和物化方法,对COD的处理效果较差,处理后的废水COD和磷浓度仍很高,无法达到废水纳管标准。

  

  根据本废水的水质特点和处理要求,在小试的基础上,采用本公司开发的新型MBR工艺对经化学和物化法预处理后的电镀废水进行了现场中试,以了解本工艺的处理效果和工程应用的可行性。

  

  2.膜生物反应器(MBR)及应用现状

  

  MBR是膜生物反应器,是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型污水处理技术,使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元,使水力停留时间(HRT)和泥龄(SRT)完全分离。因此具有高效固液分离性能,同时利用膜的特性,使活性污泥不随出水流失,在生化池中形成8000~12000mg/L超高的活性污泥浓度,使污染物充分降解,出水水质良好、稳定,出水细菌、悬浮物和浊度接近于零,并可截留粪大肠菌等生物性污染物,处理后出水可直接回用。

  

  与传统工艺相比具有以下主要特点:出水水质优良、稳定;工艺简单;占地面积少;污泥排放量少,二次污染小;系统抗冲击性强,适应范围广;自动化程度高,管理简便;模块化设计,易于根据水量情况进行自由组合。从目前的趋势看,工业废水的处理及后续中水回用将是MBR在我国推广应用的主要方向[4,5]。

  

  3.新型MBR技术处理电镀废水应用中试装置

  

  3.1 污水来源及水质情况

  

  试验用水来自该厂废水处理站的出水池,是经过前道化学和物化处理后的废水,废水的COD浓度波动较大。表1是大致的进水水质数据。

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  3.2 工艺路线

  

  由试验装置流程图1中废水由提升泵输送至中试装置,在反应池内与高速循环的活性污泥混合液混合,通过活性污泥中微生物的生物活动过程,将废水中的有机物、氮和其它污染转化成无害物质,达到废水处理的目的。

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  生化反应后的泥水混合液经膜池的膜过滤后,污泥被截留在系统内,分离后的水由抽吸泵抽出排放。生化过程中产生的剩余污泥从系统中排出,经浓缩、脱水后外运处置。

  

  废水生化反应过程中所需的氧气由生化鼓风机提供,通过铺设在反应池底部的曝气软管曝气,并由安装在池内的溶解氧测定仪,根据设定的DO控制值,通过PLC系统自动控制风机的运行。

  

  生化反应后的混合液通过特殊的气提装置提升(图2),并使混合液在反应池内形成高速循环流,使流入的废水迅速扩散、混和,均衡系统内的污泥负荷。气提过程中形成的特殊水力形态可分割污泥絮体,增加污泥的总体活性,实现了低氧、高效的生化处理效果。


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  4.新型MBR中试试验过程

  

  4.1 装置驯化启动阶段

  

  现场中试工作于2015年7月底试验装置就位后开始,取附近污水厂浓缩污泥作为接种污泥,加水后进行闷曝,待污泥活性初步恢复后,逐量加入废水进行污泥培养和驯化。

  接种污泥闷曝后很快恢复活性,镜检发现有不少钟虫和盾纤虫等原生动物和少量丝状菌(球衣菌)。随着污泥驯化过程的进行,原生动物逐渐减少,直至基本消失,说明本废水对微生物有明显的抑制作用。

  

  随着污泥驯化的进行,原生动物又逐渐出现,数量很少,主要是盾纤虫、漫游虫、草覆虫等游动型纤毛类,污泥开始缓慢增长,反应池的DO也开始下降,污泥中出现少量钟虫,说明污泥已初步适应水质。

  

  4.2 装置稳定运行阶段

  

  在运行过程中,以水力停留时间(生化反应时间)作为试验工况,考察各试验条件下的处理效果,并确定污泥负荷等主要工艺参数的控制范围。

  

  水力停留时间试验在污泥活性基本正常时开始进行,根据经验并参考先前实验室的小试情况,将反应池内污泥浓度控制在7~8g/L范围后,再分别进行了12小时、16小时、20小时的试验,来确定合适的控制范围。12小时以下和20小时以上的水力停留时间也作了短时间的试验。

  

  5.试验数据及分析

  

  5.1 中试装置CODcr数据及分析

  

  5.1.1 装置进出水CODcr数据

  

  处理效果数据表前4天的数据与后面的数据在日期上有断开,是因为隔开这段时间夜间水量少、浓度很低,试验的数据没有代表性。因进水浓度波动较大,每天对进、出水取样三次,将混合水样外送检测。试验数据及效果详见图3:


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  5.1.2 数据分析

  

  从图3的数据可知,新型MBR工艺对本废水CODcr具有很好的处理效果,在运行稳定期的处理效果可接近生化处理极限。

  

  进水浓度的波动也造成系统污泥负荷的较大波动,但出水水质较稳定,说明系统在启动完成,长周期运行时抗有机负荷冲击的能力很强,具有较好的运行稳定性。

  

  5.2 主要工艺参数

  

  5.2.1  水力停留时间

  

  在试验期的进水浓度范围下,通常水力停留时间在14~18小时就有很好的处理效果(已接近生化处理极限),再延长水力停留时间,虽然出水COD不会明显下降,但对水质的稳定性有利。

  

  5.2.2  污泥浓度(MLSS)

  

  污泥浓度控制在6~8g/L较合适,超过控制范围,在短时间没有明显影响,时间长就会影响处理效果。

  

  5.2.3  污泥产率和泥龄

  

  运行试验期间废水的B/C有时会有较大的波动,所以用去除COD的污泥产生量来计算污泥产率。根据试验装置去除的COD平均浓度和剩余污泥排放量计算得污泥产率约为:0.26kgMLSS/kg.COD。试验稳定期内每天的进水浓度波动也造成泥龄有较大的波动,大多控制在25~35天范围,平均约30天。

  

  5.2.4 膜通量及运行稳定性

  

  试验期间因MBR膜阻力上升,在线用药剂清洗过一次。原因可能是进水中有时会有较多化学混凝污泥进入的影响,试验装置曾有较长时间的停运也可能是原因之一。

  

  结语

  

  本中试试验装置所采用的新型MBR工艺对经化学和物化预处理后的电镀废水COD有很好的处理效果,处理后的水质远低于排放标准,也可为废水的回用处理创造有利条件。

  

  本工艺的运行稳定性和抗冲击能力很好,相比普通生化处理装置,占地面积可减少1/3以上,可满足污水处理装置扩建的占地要求。具有投资省、运行费用低、运行管理方便等特点,整个处理系统可根据运行要求,自动控制运行。



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