O-MBR在石化废水深度处理回用中的应用

第４５卷第８期２０１５年８月中国海洋大学学报ＰＥＲＩＯＤＩＣＡＬＯＦＯＣＥＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＣＨＩＮＡ４５（８）：０７６～０８２Ａｕｇ．，２０１５Ａ／Ｏ－ＭＢＲ在石化废水深度处理回用中的应用郑云１，洪海云２，张星星２，包进峰２，王新艳３，高学理１（１．中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室，山东青岛２６６１００；２．杭州求是膜技术有限公司，浙江杭州３１００３０；３．山东招金膜天有限责任公司，山东招远２６５４００）摘要：采用缺氧／好氧一体式膜生物反应器（Ａ／Ｏ－ＭＢＲ）对石化废水进行深度处理，经过６０ｄ左右的试验运行，结果表明系统处理效果理想。对ＣＯＤ、石油类物质和ＮＨ＋４－Ｎ的平均去除率分别为９１．９％、９２．９％和９５．４％，出水水质达到《城市污水再生利用，工业用水水质》中的相关标准（ＧＢ／Ｔ１９９２３—２００５）；对部分工艺参数进行优化探究后，发现最佳水力停留时间（ＲＨＴ）为８ｈ，最佳回流比为３００％～４００％。通过扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和清水通量测定对膜污染进行了初步探究，结果表明微生物和有机物等在膜面形成凝胶层是造成系统膜污染的主要原因，最佳的化学清洗方案为０．１％ＮａＯＨ＋０．２％ＨＣｌ，能使膜清水通量恢复率达９０％以上。关键词：Ａ／Ｏ－ＭＢＲ；石化废水；膜污染；回用中图法分类号：Ｘ７０３．１文献标志码：Ａ文章编号：１６７２－５１７４（２０１５）０８－０７６－０７ＤＯＩ：１０．１６４４１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｈｄｘｂ．２０１４０１５９基金项目：高通量纳滤膜材料的规模化制备技术项目（２０１２ＡＡ０３Ａ６０２）；工业污水处理稳定、高效、节能关键技术与污泥量同步削减关键技术装备开发与工程示范项目（２０１２ＣＸ７０３０１）；ＭＢＲ－ＮＦ处理世园会园区污水回用技术项目（１２－１－３－５６－ｎｓｈ）资助收稿日期：２０１４－０５－１３；修订日期：２０１４－０９－１９作者简介：郑云（１９９０－），男，硕士生。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｙｕｎ１１４＠１２６．ｃｏｍ通讯作者：Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｘｌ＿ｏｕｃ＠１２６．ｃｏｍ石油化工耗水量大，成分复杂，水污染及水短缺问题非常严重，对石化废水进行深度处理后回用具有较好的环境和经济效益［１－２］，因此，研究开发石化废水深度处理回用方面的高新技术十分必要。在众多石化废水的二级处理工艺中，ＭＢＲ因其出水水质优质稳定、处理效率高、耐负荷冲击能力强、占地面积小、操作管理方便等优点，正成为国内外水净化再生处理研究的热点［３－５］。目前，ＭＢＲ在生活污水再生回用方面的研究与应用较多，在工业废水特别是石化废水再生回用方面的研究相对较少，主要集中在部分工艺参数优化、可行性论证及工程案例介绍等方面［６－１０］，对ＭＢＲ技术深度处理石化废水过程中的膜污染问题的研究尚不足。有鉴于此，本试验以中国石油化工股份有限公司洛阳分公司（下文称“中石化洛阳分公司”）经过油水分离器和两级气浮预处理之后的的石化废水为处理对象，采用Ａ／Ｏ－ＭＢＲ工艺对其进行深度处理，对部分重要工艺参数、主要污染物处理效果，及系统膜污染进行初步探究，以期为实际生产过程中石化废水的深度处理回用提供一定参考。１材料和方法１．１试验用水该Ａ／Ｏ－ＭＢＲ工艺的处理对象为经过预处理之后的石化废水，其中主要污染物为有机物（ＣＯＤ）、氨氮（ＮＨ＋４－Ｎ）和石油类物质等，具体数据见表１。表１试验用水水质指标Ｔａｂｌｅ１Ｔｅｓｔｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙ项目Ｐｒｏｊｅｃｔ最小值Ｍｉｎｉｍｕｍ最大值Ｍａｘｉｍｕｍ平均值ＡｖｅｒａｇｅｐＨ６．８９８．５６７．６０色度Ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ／（°）１５５２０８１８５温度Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／℃３０４３３５浊度Ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ／ＮＴＵ３４１４６６２ρ（石油类）／ｍｇ·Ｌ－１１１．５５２９．１７１３．４３ρ（ＳＳ）／ｍｇ·Ｌ－１６７．０３１０３．５４８１．０５ρ（ＣＯＤＣｒ）／ｍｇ·Ｌ－１２９７１４８３５７９ρ（ＮＨ＋４－Ｎ）／ｍｇ·Ｌ－１１８．７３６．９２７．８１．２分析方法试验过程中的Ａ／Ｏ－ＭＢＲ出水取自流向储水池的产水，上清液为膜池中所取水样沉淀２ｈ后的上层清液。ＣＯＤ采用重铬酸钾法，ＮＨ＋４－Ｎ采用钠氏试剂光度法，石油类物质的测定采用红外光度法，色度的测定采用铂钴标准比色法，浊度的测定采用分光光度法，污泥浓度和悬浮物采用重量法［１１］。膜表面情况采用扫描电子８期郑云，等：Ａ／Ｏ－ＭＢＲ在石化废水深度处理回用中的应用显微镜（ＳＥＭ，ＨＩＴＡＣＨＩＳ－４８００，日本）分析测定。１．３工艺流程与试验装置自制试验装置如图１所示。Ａ／Ｏ－ＭＢＲ反应器（１．缺氧池；２．好氧池；３．膜池；４．载体填料；５．超滤膜组件；６．穿孔曝气管；７．鼓风机；８．回流泵；９．抽吸泵；１０．储水池。１．Ａｎｏｘｉａｔａｎ