_MBR技术在石化污水处理中的应用

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－３１５８．２０１３．０３．００９ＭＢＲ技术在石化污水处理中的应用陈中涛郭宏山李宝忠（中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院）摘要膜生物反应器（ＭＢＲ）作为当前一项热门的水处理技术，在污水资源化领域已经显示了它的巨大潜力。文章介绍了ＭＢＲ的发展概况、工艺特点以及在石化污水处理中的应用，并提出了应用中所存在的问题，对ＭＢＲ工艺在石化系统中的应用研究方向进行了探讨。关键词膜生物反应器（ＭＢＲ）；石化污水；应用中图分类号：Ｘ７４２文献标识码：Ａ文章编号：１００５－３１５８（２０１３）０３－００２８－０３０引言膜生物反应器（ＭｅｍｂｒａｎｅＢｉｏｒｅａｃｔｏｒ，ＭＢＲ）技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留，省掉二沉池。ＭＢＲ工艺通过膜的分离技术强化了生物反应器的功能，使活性污泥浓度大大提高，其水力停留时间（ＨＲＴ）和污泥停留时间（ＳＲＴ）可以分别控制［１－２］。ＭＢＲ已经成为一种先进、高效的污水处理工艺技术。１ＭＢＲ的发展概况１９６９年，Ｓｍｉｔｈ等人首次报道了活性污泥法工艺中采用超滤取代二次沉淀池的方法。１９７０年，Ｈａｒｄｔ等人用一个１０Ｌ的好氧生物反应器处理合成废水，流程中用一个死端超滤膜实现泥水分离。２０世纪７０年代，膜生物反应器工艺首次进入日本市场。在８０年代末到９０年代初，Ｚｅｎｏｎ环境公司研制成功了两个注册产品。Ｚｅｎｏｎ环境公司商业化的产品系统—ＺｅｎｏｎＧｅｍ在１９８２年进入市场。９０年代Ｋｕｂｏｔａ公司研制了平板式浸没ＭＢＲ［３］。我国关于膜生物反应器的研究始于２０世纪９０年代。１９９４年，华东理工大学林哲等进行了膜分离活性污泥法的研究［４］。１９９５—１９９７年，清华大学桂萍等研究了活性污泥反应器、生物膜反应器和复合式反应器三种型式膜生物反应器工艺运行特性［５］。１９９７年，中科院生态中心樊耀波等进行了膜生物反应器净化石油化工废水的研究［６］。２１世纪进入广泛应用阶段。目前的ＭＢＲ市场主要集中在欧洲、美国、日本、中国等国家。２ＭＢＲ工艺介绍及特点２．１ＭＢＲ工艺介绍膜生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜生物反应器实际上是三类反应器的总称：曝气膜生物反应器（ＡＭＢＲ）；萃取膜生物反应器（ＥＭＢＲ）；固液分离型膜生物反应器（ＳＬＳＭＢＲ，简称ＭＢＲ）。膜生物反应器的基本分类见表１。表１膜生物反应器的基本分类内容分类膜组件管式、板框式、卷式、中空纤维式膜材料有机膜、无机膜压力驱动形式外压式、抽吸式生物反应器好氧、厌氧膜组件与生物反应器的组合方式分置式、一体式（浸没式）目前市场上已经应用的ＭＢＲ系统中，大部分为浸没式ＭＢＲ。ＭＢＲ工艺中提高系统运行效率的关键部分为ＭＢＲ膜组件，膜组件主要有３种结构形式：中空纤维式、平板式和管式，应用较多的主要为中空纤维式和平板式两种形式。目前这些膜组件的主要提供厂商如下，中空纤维式：三菱丽阳（ＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉＲａｙｏｎ）、ＧＥ泽能（ＧｅＺｅｎｏｎ）和西门子（ＳｉｅｍｅｎｓＭｅｍｃｏｒ）等；平板式：久保田（Ｋｕｂｏｔａ）、陈中涛，２００４年毕业于辽宁石油化工大学环境科学专业，工程师，现在中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院从事石油化工环境保护工作。通信地址：辽宁省抚顺市望花区丹东路东段３１号，１１３００１·８２·油气田环境保护２０１３年６月ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＯＦＯＩＬ＆ＧＡＳＦＩＥＬＤＳＶｏｌ．２３Ｎｏ．３东丽（Ｔｏｒａｙ）和德国Ｈｕｂｅｒ等；管式：诺利特（Ｎｏｒｉｔｘ－ｆｌｏｗ）等［７］。由于我国对ＭＢＲ这方面的研究起步较晚，再加上国外对这些膜的制备工艺实行保密和技术垄断，因此目前我国只有为数极少的几家ＭＢＲ膜与膜组件生产制造企业。其中以天津膜天为代表，它的中空纤维帘式膜组件在国内已有应用。但是，这些国产的ＭＢＲ膜和膜组件结构形式单一，产品质量和性能与国外的相比还存在着一定差距。各种膜组件在欧洲和中国的的市场份额如图１所示［８］。图１各种膜组件在欧洲和中国的市场份额２．２ＭＢＲ工艺特点与许多传统的生物水处理工艺相比，ＭＢＲ具有以下主要特点：◆出水水质优质稳定由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于ＧＢ／Ｔ１８９２０－２００２《城市污水再生利用城市杂用水水质》，可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。同时，膜分离也使微生物完全被截留在生物反应器内，使系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优