_膜法处理石化废水探索研究

第36卷第2期当代化工Vol.36,No.22007年4月ContemporaryChemicalIndustryApril,2007工业水处理膜法处理石化废水探索研究包文骏,汪诚文(清华大学环境科学与工程系,北京100084)摘要:以膜生物反应器(MBR)和膜混凝反应器(MCR)分别处理石化污水厂水解池出水和二沉池出水。结果发现水力停留14.5h,DO约4mgL时,MBR对石化废水的化学需氧量(COD)去除率达到88%,膜出水COD为71.3mgL。以MCR对污水厂出水进行深度处理,发现PAC约10mgL为最佳投药量,此时COD去除率达到32%,膜出水COD为75.6mgL。以两种微滤膜反应器出水进行淤泥密度指数(SDI)实验,SDI在3～5之间,可以作为RO进水,但为了RO系统的稳定运行,应进一步对出水进行深度处理。关键词:膜生物反应器;膜混凝反应器;化学需氧量;淤泥密度系数中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1671-0460(2007)02-0148-04在石化废水处理中,目前较常采用的膜分离方法包括膜生物反应器(MBR)[1-2]、膜混凝反应器(MCR)[3]、超滤(UF)[4-5]和反渗透(RO)[6]等。本文以某石化污水处理厂废水为研究对象,研究MBR和MCR的处理效果,考察其出水直接作为RO进水的可行性,从而为水厂的改、扩建提供重要数据。1实验部分1.1废水水质中石油集团兰州石化化工污水处理厂废水包括化工废水和生活污水,两者水量比约为2:1。已定性的特征污染物有苯系物、硝基苯类、苯胺、多环芳烃、丙烯腈等。污水厂水质(2006.06-2006.11)见表1。表1污水处理厂水质数据Table1TheDataofWastewaterTreatmentPlant污水种类CODcr(mg·L-1)化工废水进水1081(690～1609)生活污水进水342(192～823)水解池出水MBR进水574(334～840)二沉池出水MCR进水106(72.8～162)其现有工艺(图1)中生物处理单元采用了较长HRT(30h左右)和较低的污泥浓度(2.5gL)。图1污水厂处理现行工艺及MBR、MCR进水取样示意图Fig.1CurrentprocessofWWTPandinfluentofMBRandMCR收稿日期:2006-12-23修订日期:2006-12-27作者简介:包文骏(1983-),男,上海人,硕士生,主要研究方向为废水治理。E-mail:bwj05@mails.tsinghua.edu.cn。DOI:10.13840/j.cnki.cn21-1457/tq.2007.02.011MBR的进水取自其水解池出水,其运行效果将与污水处理厂的生物处理单元进行比较,为将来水厂改建提出建议。MCR进水取水厂二沉池最终出水,通过混凝膜滤进一步优化出水水质,其结果将作为水厂未来扩建的重要技术依据。1.2实验装置反应器容积可变12～40L,以达到反应器膜通量和HRT的相对分离。试验采用三菱公司的PE中空纤维微滤膜。面积0.2m2,膜孔径0.4μm。实验装置和工艺图见图2。图2实验装置和流程图Fig.2Experimentalinstrumentandprocessdiagram1.3分析方法COD采用重铬酸钾法;DO采用碘量法;MLSS采用减重法;SDI15采用浙江东大有限公司FI-47型污染指数SDI测定仪。2结果与讨论2.1MBRCOD的去除效果和最佳工况采用5组不同工况,在不同的水力停留时间和不同的溶解氧浓度下运行(见表2)。表2不同工况COD平均去除率Table2AverageCODremovalrateofdifferentconditions项目12345HRTh25181214.510DO(mg·L-1)2.62.42.34.13.8通量(m3·m2·h-1)5.85.85.87.610.6上清液去除率%8379748377膜出水去除率%8784808880由表2可见,MBR可以高效地处理石化废水,处理效果稳定。反应器上清液COD降解效果达到了74%～83%。膜过滤的COD去除率80%～87%。说明微滤膜有效地截留了微生物和大分子有机物。工况1～3中,COD的降解效率随着HRT缩短而降低。但工况1的HRT过长导致负荷太低,不利于微生物的增长,污泥浓度只维持在3gL左右。工况3缩短HRT后时污泥浓度升高至5gL,但HRT过短使微生物无法处理难降解物质,导致出水水质恶化。图3不同工况下进出水COD图Fig.3InfluentandeffluentCODofdifferentconditions工况4、5中提高了曝气量,即DO浓度。在较短的HRT运行条件下,大大提高了处理效率:工况5的HRT虽较工况3短但其上清液去处效