閆二礦周軍

（1.鄭州升達(dá)經(jīng)貿(mào)管理學(xué)院，河南鄭州 451191；2.鄭州輕工業(yè)學(xué)院材料與化工學(xué)院，河南鄭州 450001）

MBR工藝在電池廢水處理中的應(yīng)用

閆二礦1周軍2

（1.鄭州升達(dá)經(jīng)貿(mào)管理學(xué)院，河南鄭州 451191；2.鄭州輕工業(yè)學(xué)院材料與化工學(xué)院，河南鄭州 450001）

利用絮凝、氧化沉淀工藝將廢水中SS、COD去除一部分，經(jīng)過(guò)水解酸化提高廢水的可生化性，經(jīng)生物接觸氧化后進(jìn)入MBR池進(jìn)行深度處理，在MBR池中利用膜的過(guò)濾作用和生物作用，進(jìn)一步降解水中的可溶性COD，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

膜生物反應(yīng)器；生物接觸氧化；電池廢水處理

1 總論

電池生產(chǎn)中的廢水主要來(lái)源有電池生產(chǎn)線清洗漿料的廢水；調(diào)配漿料中灑漏的藥劑廢水；清洗生產(chǎn)地面的廢水。電池生產(chǎn)中的廢水含有大量的Zn2+，Mn2+，Hg2+等重金屬離子，主要污染物成分是微米級(jí)的碳粉，如果不加治理排放，將對(duì)環(huán)境造成污染。

某鋰能電池生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了MBR工藝應(yīng)用與電池廢水深度處理的嘗試，電池廢水通過(guò)“調(diào)節(jié)+混凝沉淀+水解酸化+接觸氧化+MBR”工藝進(jìn)行處理后，出水水質(zhì)指標(biāo)可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。MBR工藝在電池廢水處理領(lǐng)域的成功應(yīng)用，對(duì)電池生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)廢水的深度處理和減少?gòu)U水中污染物排放具有重要意義。

2 電池廢水水質(zhì)特點(diǎn)

某鋰能電池生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)電池工藝產(chǎn)生的電池廢水水質(zhì)情況，見(jiàn)表1。

表1 電池廢水水質(zhì)情況

電池廢水含SS濃度高、COD高、可生化性差，雖然生化處理技術(shù)是處理高濃度有機(jī)廢水、去除有機(jī)污染物的最有效手段之一,但是對(duì)這樣的焦化廢水直接進(jìn)行生化處理存在一定難度,需要進(jìn)行預(yù)處理,改善廢水的可生化性。利用絮凝、氧化沉淀的方式有效地去除廢水中的大部分SS和COD，然后經(jīng)常規(guī)水解酸化池處理后可有效改善廢水的可生化性。

3 工藝流程

根據(jù)某鋰能電池生產(chǎn)企業(yè)提供的數(shù)據(jù)，本工程設(shè)計(jì)處理水量1m3/h。設(shè)計(jì)的工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 電池廢水處理設(shè)計(jì)工藝流程

生產(chǎn)車間各股生產(chǎn)廢水先進(jìn)入廢水收集池進(jìn)行收集，含碳粉廢水先經(jīng)板框壓濾機(jī)過(guò)濾處理以回收廢水中大部分碳粉，濾液進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池中的混合廢水用耐腐蝕的污水提升泵抽至混凝反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行混凝沉淀反應(yīng)，經(jīng)離心機(jī)進(jìn)行固液分離后，固體定期由有資質(zhì)單位處理，液體用耐腐蝕的污水提升泵抽至氧化反應(yīng)池，采用兩個(gè)氧化反應(yīng)池進(jìn)行間歇處理，反應(yīng)完后經(jīng)壓濾機(jī)壓濾處理，濾液自流入中間水池。中間水池中的廢水進(jìn)入水解酸化池，利用厭氧生化法使廢水中的有機(jī)物得到初步分解，提高廢水的可生化性。解酸化池出水進(jìn)入接觸氧化池進(jìn)行好氧生化處理，在接觸氧化池利用好氧微生物將廢水中的有機(jī)物進(jìn)行較為徹底的去除后，再進(jìn)入MBR池進(jìn)行深度處理，在MBR池中利用膜的過(guò)濾作用和生物作用，進(jìn)一步降解水中的可溶性COD，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

剩余污泥經(jīng)廂式壓濾機(jī)脫水后直接送垃圾處理站處置，也可摻入煤中焚燒。

4 生物接觸氧化電池廢水處理工藝介紹

4.1 生物接觸氧化工藝主要構(gòu)筑物和設(shè)施

接觸氧化池、鼓風(fēng)機(jī)、微孔曝氣器、曝氣管、組合填料等。

工藝參數(shù)：處理能力—1m3/h，反應(yīng)池尺寸—1.5m×1.5m× 2.5m，有效水深—2.0m，停留時(shí)間—5h。

鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，微孔曝氣器6個(gè)，曝氣盤(pán)服務(wù)面積0.45m2～0.70m2，曝氣管一套，組合填料，填料直徑Φ150，比表面積￡= 200m2/m3，數(shù)量15m3。

4.2 生物接觸氧化水處理技術(shù)的工藝特點(diǎn)

（1）由于填料的比表面積大，池內(nèi)的充氧條件良好，生物接觸氧化池內(nèi)單位容積的生物固體量高于活性污泥法曝氣池及生物濾池，因此生物接觸氧化法具有較高的容積負(fù)荷。

（2）由于大部分微生物固著生長(zhǎng)在填料表面，生物接觸氧化法不需要污泥回流系統(tǒng)，也不存在污泥膨脹問(wèn)題，污泥產(chǎn)量低，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便。

（3）由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流屬完全混合型，因此生物接觸氧化法對(duì)水質(zhì)水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。

（4）生物接觸氧化池內(nèi)的微生物在生活污水環(huán)境下生長(zhǎng)繁殖迅速，間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)快，在7-15天即可達(dá)到最佳處理效果。

（5）生物接觸氧化法運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小；易于維護(hù)；具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力，運(yùn)行操作方便，工藝先進(jìn)，設(shè)備材料已成熟化，在運(yùn)行管理上更具優(yōu)勢(shì)，在污水處理工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

5 MBR處理工藝

本工程使用的膜能夠截留住活性污泥以及絕大多數(shù)的懸浮物,取得清澈的出水。

5.1 MBR工藝的主要構(gòu)筑物和設(shè)施

MBR池、曝氣管、污泥回流泵、反沖泵等。

工藝參數(shù)：處理能力：1m3/h，反應(yīng)池尺寸：2.0m×1.5m×2.5m，有效水深：2.0m，停留時(shí)間：6.0h。

與接觸氧化池共用氣源，曝氣管一套，配套污泥回流泵兩臺(tái)，配套反沖泵一臺(tái)。

5.2 MBR工藝的主要特點(diǎn)

（1）對(duì)污染物的去除率高，抵抗污泥膨脹能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，出水中沒(méi)有懸浮物。

（2）膜生物反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器污泥齡SRT和水力停留時(shí)間HRT的徹底分離，設(shè)計(jì)、操作大大簡(jiǎn)化。

（3）膜的機(jī)械截流作用避免了微生物的流失，生物反應(yīng)器內(nèi)可保持高的污泥濃度，從而能提高體積負(fù)荷，降低污泥負(fù)荷，且MBR工藝略去了二沉池，大大減少占地面積。

（4）由于SRT很長(zhǎng)，生物反應(yīng)器又起到了“污泥硝化池”的作用，從而顯著減少污泥產(chǎn)量，剩余污泥產(chǎn)量低，污泥處理費(fèi)用低。

（5）由于膜的截流作用使SRT延長(zhǎng)，營(yíng)造了有利于增殖緩慢的微生物。如硝化細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境，可以提高系統(tǒng)的硝化能力，同時(shí)有利于提高難降解大分子有機(jī)物的處理效率和促使其徹底的分解。

（6）MBR曝氣池的活性污泥不因產(chǎn)水而損失，在運(yùn)行過(guò)程中，活性污泥會(huì)因進(jìn)入有機(jī)物濃度的變化而變化，并達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡，這使系統(tǒng)出水穩(wěn)定并有耐沖擊負(fù)荷的特點(diǎn)。

（7）較大的水力循環(huán)導(dǎo)致了污水的均勻混合，因而使活性污泥有很好的分散性，大大提高活性污泥的比表面積。MBR系統(tǒng)中活性污泥的高度分散是提高水處理效果的又一個(gè)原因。這是普通生化法水處理技術(shù)形成較大的菌膠團(tuán)所難以擬比的。

（8）膜生物反應(yīng)器易于一體化，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作管理方便。

6 處理效果

經(jīng)過(guò)以上工藝過(guò)程，出水水質(zhì)達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)排入市政下水道。出水指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 出水水質(zhì)指標(biāo)

7 結(jié)論

采用MBR工藝處理焦化廢水在技術(shù)上是可行的；在同樣的生化池容條件下，其較傳統(tǒng)工藝COD去除率提高30%，氨氮去除率提高50%，SS的去除率達(dá)到100%；同時(shí)水解酸化工藝在一定程度上能有效提高廢水的可生化性，采用水解酸化作為生物接觸氧化與MBR工藝的預(yù)處理也是必要的。

[1]冀世鋒，邢云青等.MBR用于光伏硅電池有機(jī)廢水處理及回用[J].中國(guó)給水排水，2013，04：75～77.

[2]王燕.物化法處理鎳鈷電池廢水的試驗(yàn)研究[D].湖南大學(xué)碩士論文，2010.

[3]姚平.膜生物反應(yīng)器(MBR)及其在印染廢水處理中的應(yīng)用[J].廣西輕工業(yè)，2011，01：34～36.

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