技術(shù)前沿

新型膜生物反應(yīng)器實現(xiàn)工業(yè)污水處理及回用

中國是一個缺水國家,工業(yè)污水處理及回用是開發(fā)利用水資源的有效措施,也是節(jié)約水資源,發(fā)展低碳工業(yè)的具體方式之一。污水回用是將工業(yè)污水通過膜生物反應(yīng)器等設(shè)備處理之后,回用于生產(chǎn)系統(tǒng)或生活雜用。污水回用既可以有效地節(jié)約和利用有限和寶貴的淡水資源,又可以減少污水或廢水的排放量,減輕水環(huán)境的污染,還可以緩解城市排水管道的超負(fù)荷現(xiàn)象,具有明顯的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

目前,工業(yè)污水回用已經(jīng)在世界上許多缺水的地區(qū)廣泛采用,被認(rèn)為是21世紀(jì)污水處理最實用的技術(shù)。在污水處理及水資源再利用領(lǐng)域,MBR即膜生物反應(yīng)器(MembraneBio-Reactor),是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型高效生化水處理技術(shù),以膜組件取代二沉池在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度,減少污水處理設(shè)施占地,并通過保持低污泥負(fù)荷減少污泥量。與傳統(tǒng)的生化水處理技術(shù)相比,MBR具有處理效率高、出水水質(zhì)好、設(shè)備緊湊、占地面積小、易實現(xiàn)自動控制、運行管理簡單等特點。膜生物反應(yīng)器技術(shù)以其優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)被認(rèn)為是具有較好經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益的節(jié)水技術(shù)而倍受關(guān)注,在水處理領(lǐng)域中應(yīng)用范圍必將越來越廣。在水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格的今天,MBR已顯示出其巨大的發(fā)展?jié)摿?將是新世紀(jì)替代傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)的有力競爭者。

但是面對日趨嚴(yán)格的工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn), MBR存在工藝本身的局限性,特別是采用MBR工藝要使出水COD(化學(xué)需氧量)低于30mg/L相對困難,難以達(dá)到目前嚴(yán)格的工業(yè)污水回用的要求。為了滿足更高的水質(zhì)要求,一般需要采用化學(xué)處理和設(shè)備處理相結(jié)合的組合工藝。近日,在通用(GE)電氣水處理及工藝過程處理集團無錫生產(chǎn)基地建廠10周年的慶典上,GE水處理向外界發(fā)布了污水處理新的科研成果——“強化COD去除的膜生物反應(yīng)器”(英文名MBRwithMACarrier)。

MBRMACarrier是一種新型水處理工藝,可與膜技術(shù)相互兼容,通過將生物膜技術(shù)和活性污泥法有效結(jié)合,以達(dá)到更好的處理效果和水質(zhì)要求,能夠有效去除工業(yè)污水中強降解的COD,且其裝置建設(shè)成本及操作運行成本相對較低。MBR MACarrier工藝系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠,是生物膜工藝的一項重要技術(shù)突破。

MBRMACarrier工藝的基本原理是:MAC載體是一種具有巨大的微生物友好型表面積的黑色粉末狀的物體,投入到生化池中能快速形成大量高密度、強活性、耐毒性的生物膜。通過生物膜的循環(huán)進行吸附、預(yù)富集、生物降解和再吸附難降解的有機物,從而有效地去除污水中難降解的COD。與普通的膜生物反應(yīng)器相比,GE強化COD去除的膜生物反應(yīng)器能更有效地去除難降解有機物,使出水COD在30-50mg/L之間,同時不影響生物膜的使用壽命。

COD是指在一定嚴(yán)格的條件下,水中的還原性物質(zhì)在外加的強氧化劑的作用下,被氧化分解時所消耗氧化劑的數(shù)量,以氧的mg/L表示。化學(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度,這些物質(zhì)包括有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等,但一般水及廢水中無機還原性物質(zhì)的數(shù)量相對不大且相對容易處理,而被有機物污染是很普遍的,因此,COD可作為有機物質(zhì)相對含量的一項綜合性指標(biāo)。在目前國內(nèi)執(zhí)行污水排放標(biāo)準(zhǔn)中,COD排放限值更加嚴(yán)格,如《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13458-2013)中,COD的排放標(biāo)準(zhǔn)為80 mg/L,《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中COD的排放標(biāo)準(zhǔn)為一級A50 mg/L,一級B60mg/L,采用MBRMACarrier工藝完全可以滿足這兩項標(biāo)準(zhǔn)對COD的排放限值。

MBRMACarrier膜生物反應(yīng)器特別適用于石化和化工、煤化工等工業(yè)領(lǐng)域的高難度污水及其回用,其出水水質(zhì)佳,膜污染少,COD去除率高,抗沖擊能力強,能降低裝置運營成本,減少企業(yè)排污費,其固定資產(chǎn)投入和運營成本低于其他主要污水處理競爭工藝。因此,MBRMACarrier工藝能更好地應(yīng)對中國水處理面臨的水質(zhì)復(fù)雜、對水的回用率要求高、系統(tǒng)清洗頻率高、強度大的挑戰(zhàn)。

(婁寧)