【技术】MBR-RO工艺深度处理煤化工废水

　　我国西北部水资源匮乏而煤炭资源丰富，这一现状极大地阻碍了该地区煤化工企业的可持续发展，所以研究煤化工废水深度处理具有很强的现实意义。但传统污废再生处理技术由于其自身缺点与不足已不能满足要求，膜技术在近几年得到了突破性的进展，为废水再生回用奠定了一定的基础。MBR-RO是膜分离技术与传统活性污泥法有机结合的废水处理工艺，对于MBR工艺，污泥停留时间(SRT)可以不依赖于水力停留时间(HRT)而单独加以控制，即可以通过膜的截留作用，在不增加池容的前提下延长SRT，可使硝化细菌这类生长缓慢的微生物在系统中被保留，强化系统脱氮效果。

　　本试验场所为宁夏某煤化工综合废水处理厂，其来水为宁煤集团下属煤制烯烃厂、煤制甲醇厂、煤制聚甲醛厂和煤制二甲醚厂的生产废水及部分生活污水，各厂废水经厂内废水处理站生化处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准后排入综合废水处理厂，经过深度处理后水质指标需满足《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)中的再生水水质指标的要求。目前综合废水处理厂的处理工艺为曝气生物滤池-砂滤-超滤-反渗透，由于来水有机物含量少、B/C低，该工艺的曝气生物滤池-砂滤阶段对细微的悬浮物去除效果差，导致后续超滤膜系统污堵严重，需频繁化学清洗，增加处理成本。本研究根据来水水质特点，采用强化型MBR-RO 反渗透组合工艺替代原工艺进行深度处理，出水使水质达到再生水回用标准。重点考察了MBR-RO工艺对COD、NH3-N、浊度、悬浮物(SS)、硬度以及电导率的去除效果，以及对试验中膜的性能特点、膜通量、运行参数、化学药剂清洗维护效果的确定，为同类废水处理工艺改进及设计提供参考。

　　工艺流程见图1。来水依次进入强化型MBR系统和RO反渗透系统，从而使最终处理出水达到再生水水质指标的要求。强化型MBR系统使用中空纤维膜组件，膜丝底端固定封装，上端被单独密封且可以自由摆动。为了防止膜丝污堵，在膜束中间有一个曝气喷嘴，曝气气流直接吹向膜丝束。空气在整个膜丝长度上进行擦洗，有助于清扫沉积在膜丝表面的物质，不仅降低了能耗，而且大大减少了污堵。反渗透系统分为两段，一段浓水进入二段，由此提高水的回收率。

　　该试验用水四个分厂排放的为煤制烯烃、甲醇、聚甲醛和二甲醚，其经各厂内废水处理站处理后达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)二级标准。具体水质和中水回用指标如表1所示。

　　本试验具体工艺参数为：MBR系统运行一周期产水10min，产水反洗1min，总水力停留时间为2h。混合液浓度(MLSS)控制在3500～5000mg/L，SRT控制在20d左右。好氧池DO控制在2～3mg/L。反渗透系统进水pH控制在5.2～5.6，进水压力低于1.7MPa，进水、浓水压差低于0.35MPa。

　　测定项目包括COD、NH3-N、SS、硬度和电导率等，均采用国家规定的标准分析方法进行测定：COD测定用重铬酸钾法，SS测定用重量法(采用中速定量滤纸过滤)，硬度测定用EDTA 滴定法，电导率用电导率仪测定。

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