李文魁，林立華，陳家彬，駱俏榕

（三達(dá)膜科技（廈門）有限公司，福建廈門 361000）

日化行業(yè)是關(guān)系著民生的重要行業(yè)。其生產(chǎn)的廢水特點(diǎn)是水質(zhì)成分復(fù)雜，如LAS、AES、AOS、表面活性劑、磺酸、磷酸、亞硫酸鹽、三氯化鐵等。近年來含有氨基酸，低級(jí)脂肪酸，椰油等天然成分也越來越受大家歡迎。這些新的成分造成的廢水COD 也急劇上升，更加大了日化行業(yè)廢水的處理難度。常規(guī)的絮凝沉淀+壓氧+好氧處理處理方式會(huì)因?yàn)檫M(jìn)料來水波動(dòng)大而造成不穩(wěn)定，出水容易不達(dá)標(biāo)。三達(dá)膜公司與某知名化妝品企業(yè)公司合作。面對(duì)該企業(yè)生產(chǎn)日益擴(kuò)大，而污水處理空間有限，進(jìn)水來源變化大，絮凝效果不好，排放要求嚴(yán)格等特點(diǎn)。量身打造了進(jìn)水—混合—陶瓷膜—Suntar—MBR—中水回用系統(tǒng)-達(dá)標(biāo)排放等一套綜合性水處理方案。

該方案占地小，處理靈活，可調(diào)節(jié)范圍廣，出水達(dá)標(biāo)，排放合格，并且實(shí)現(xiàn)了水的部分回用，減少了污水排放。

1 進(jìn)出水情況與要求

1.1 進(jìn)水情況

該化妝品企業(yè)主要生產(chǎn)彩色化妝品、沐浴液、身體和頭發(fā)護(hù)理產(chǎn)品等，而且是按需生產(chǎn)。生產(chǎn)產(chǎn)品變化大，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水也有明顯的季節(jié)性波動(dòng)。為了讓處理效果達(dá)到最好的狀態(tài)，連續(xù)取樣1～2個(gè)月，選取了幾個(gè)比較經(jīng)典的產(chǎn)品與難處理產(chǎn)品水樣的一個(gè)綜合進(jìn)水。進(jìn)水情況請(qǐng)見表1。

表1 進(jìn)水表

1.2 出水情況

項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)要求是出水可達(dá)到《廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)水污染物排放限值DB4426-2001》第二時(shí)段之第二類污染物最高允許排放濃度一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，部分指標(biāo)如表2所示：

表2 出水表

2 水質(zhì)特性分析

COD 超高，達(dá)13 600mg/L 以 上，而且成分復(fù)雜，含有可溶性、不可溶性油脂、化學(xué)粉末、多種合成或非合成有機(jī)酸與無機(jī)酸堿。有流動(dòng)性好的也有較難以流動(dòng)的物質(zhì)。需要達(dá)到COD ≦90的目標(biāo)。COD 去除率降幅極高，處理難度大。

部分水樣呈乳白色渾濁狀黏稠狀，SS 較高，黏度大。絮凝后還有大量懸浮乳白色物質(zhì)，容易黏附堵塞水處理設(shè)備，對(duì)水處理設(shè)備要求高。

氨氮低，取樣氨氮僅為7mg/L，遠(yuǎn)不能滿足大部分細(xì)菌生長的需要。整個(gè)污水是典型的工業(yè)型污水，可生化性能低，常規(guī)生化處理難以滿足需要。

某日化廠水樣電導(dǎo)僅為423μS/cm，進(jìn)水pH=5.18.相對(duì)于常規(guī)進(jìn)水pH 偏酸性，對(duì)于微生物大量的生產(chǎn)也有較大影響。

3 方案設(shè)計(jì)

本案設(shè)計(jì)的核心是在控制系統(tǒng)污堵和結(jié)垢的前提下去除較難降解的COD，提高生化性，達(dá)到排放水質(zhì)要求。通過一系列的實(shí)驗(yàn)，初步確定以陶瓷膜過濾+MBR+水回用系統(tǒng)結(jié)合的方式進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。本方案設(shè)計(jì)特點(diǎn)：

1）針對(duì)原水高COD 的水質(zhì)情況，采用膜過濾+生化結(jié)合的工藝思路，利用過濾和生化降解協(xié)同作用去除COD，極大提高了COD 的去除效率，保障出水符合排放要求。

2）反滲透采用批次式運(yùn)行設(shè)計(jì)，能極大提高系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)，保證產(chǎn)水品質(zhì)的同時(shí)減少系統(tǒng)的濃鹽水排放量。

3）末段根據(jù)需要與現(xiàn)場(chǎng)情況還可以采用人工濕地，既美觀又能夠進(jìn)一步降解COD。

3.1 預(yù)處理陶瓷膜系統(tǒng)

預(yù)處理采用陶瓷膜微濾處理，目前市場(chǎng)上的微濾產(chǎn)品主要有以陶瓷膜為代表的無機(jī)膜和以中空纖維膜為代表的有機(jī)膜。其主要的特點(diǎn)如表3所示：

表3 預(yù)處理陶瓷膜系統(tǒng)特點(diǎn)

膜微濾是利用被過濾物質(zhì)（固體）的水流透過膜后，進(jìn)入產(chǎn)水側(cè)（水被凈化）。在高流速水流（錯(cuò)流流速2.5～3m/s），流體呈現(xiàn)湍流的形態(tài)，被膜截留的固體顆粒不會(huì)停留在膜的表面。而是在膜表面起到一定的沖刷作用，避免污染物在膜表面停留。即使運(yùn)行一段時(shí)間后污染物附著在膜表面，可以通過反沖洗而脫落。錯(cuò)流式微濾是為了達(dá)到非常好的出水水質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的沉降或澄清工藝。微濾利用微孔的膜把廢水中的沉淀物分離出來。它不需要沉淀物粒徑足夠大和比重足夠大，所以當(dāng)把物質(zhì)從溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)化為不溶狀態(tài)后，它是一種更有效的分離方法。

綜合考慮，本方案推薦化學(xué)穩(wěn)定性好、耐酸堿、耐有機(jī)溶劑、耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高的進(jìn)口納米陶瓷膜作為該項(xiàng)目除固形物的核心部分。而且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，通過陶瓷膜處理，該廢水COD 的去除率可達(dá)到50%以上。

3.2 MBR處理系統(tǒng)

陶瓷膜產(chǎn)水COD 較高，為減輕后續(xù)反滲透的處理負(fù)荷，本案設(shè)計(jì)陶瓷膜產(chǎn)水采用一體化MBR 生化處理工藝進(jìn)一步處理，降解COD。設(shè)計(jì)原則如下：

①核心技術(shù)采用膜生物反應(yīng)器（MBR）；②出水水質(zhì)好，抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，系統(tǒng)穩(wěn)定性高；③占地少；④設(shè)備選型兼顧通用性和先進(jìn)性，運(yùn)行穩(wěn)定可靠、效率高、管理方便、維修維護(hù)工作量少、價(jià)格適中；⑤污泥產(chǎn)率低，剩余污泥少；⑥易于完成自動(dòng)控制，管理操作簡單。整個(gè)設(shè)備處理系統(tǒng)配有全自動(dòng)電氣控制系統(tǒng)和設(shè)備故障報(bào)警系統(tǒng)，運(yùn)行安全可靠，平時(shí)一般不需要專人管理，只需適時(shí)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。⑦設(shè)備可以做成移動(dòng)式一體化污水處理設(shè)備，結(jié)構(gòu)靈活、形式多變。

按照上述原則，綜合考慮到各方面因素，結(jié)合建設(shè)單位污水水量和水質(zhì)現(xiàn)狀，采用在陶瓷膜后加上三達(dá)膜箱式一體化污水處理系統(tǒng)進(jìn)一步處理?！叭_(dá)膜箱”是集成式智能化生物膜反應(yīng)裝置，具有完善的系統(tǒng)配置、控制自動(dòng)化、運(yùn)行無人化，安裝便捷、使用方便，出水指標(biāo)穩(wěn)定可靠?！叭_(dá)膜箱”可置于地上或地下：若置于地上，安裝方便、可節(jié)約管路安裝等費(fèi)用；若置于地下，箱體頂端可被綠化，節(jié)約占地面積。經(jīng)過三達(dá)膜箱的有效處理，出水基本能達(dá)到《廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)水污染物排放限值DB4426-2001》第二時(shí)段之第二類污染物最高允許排放濃度一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 水回用工藝選擇

膜法除鹽技術(shù)是利用高分子半滲透膜為過濾介質(zhì)，使鹽溶液在加壓條件下，實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)（鹽）和溶劑（水）的分離，達(dá)到脫鹽的目的。

反滲透膜（RO）是一種新型、成熟的脫鹽工藝。其對(duì)水中的溶解性離子可以達(dá)到99%以上的截留率，對(duì)多價(jià)離子、有機(jī)物、硬度離子等的截留則更為徹底。反滲透系統(tǒng)對(duì)原水脫鹽處理的脫鹽率一般達(dá)98%以上，本案通過設(shè)計(jì)批次式反滲透系統(tǒng)進(jìn)行處理，日運(yùn)行時(shí)間4h，設(shè)備配置靈活。MBR 處理后，COD 較低時(shí)可回收部分污水，MBR 處理后COD 達(dá)標(biāo)時(shí)可直接排放；MBR 處理后COD 未達(dá)標(biāo)時(shí)，可通過RO 膜處理達(dá)標(biāo)排放。濃水再進(jìn)一步進(jìn)系統(tǒng)處理?？梢杂行У乇Ｕ铣鏊笜?biāo)而且可回收部分廢水用于廠區(qū)要求不高的生活用水。

（1）膜法除鹽是一種物理分離過程，較少加入化學(xué)藥劑，不產(chǎn)生二次污染。

（2）廣譜脫鹽，對(duì)大部分溶解性離子有較高的脫除率，出水純凈低鹽。

（3）清洗周期長，清洗方法簡單，具有操作簡單、自動(dòng)化程度高，應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

結(jié)合工藝從以下幾點(diǎn)進(jìn)行考慮：①膜廠商及反滲透產(chǎn)品特點(diǎn)；②廠商技術(shù)支持和服務(wù)；③系統(tǒng)設(shè)計(jì)；④運(yùn)行操作控制和維護(hù)。

綜合以上考慮，根據(jù)本系統(tǒng)原水的特點(diǎn)及其他類似項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)。反滲透膜系統(tǒng)采用一套系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行批次式處理濃縮，當(dāng)一批次產(chǎn)水無法滿足排放要求時(shí)，可以收集后再過一次反滲透系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)收率及濃縮倍數(shù)。本工程RO 系統(tǒng)采用Suntar 進(jìn)口8040型抗污染反滲透膜，通過合適的膜管并、串聯(lián)排列，形成科學(xué)的流量、壓力，保證反滲透膜系統(tǒng)最低的動(dòng)力消耗和組件水量平衡。配合三達(dá)膜自主研發(fā)的清洗劑實(shí)際運(yùn)行后，能使設(shè)備達(dá)到很好的運(yùn)行狀態(tài)。

4 結(jié)束語

合成化妝品的廢水通過陶瓷膜+MBR+水回用系統(tǒng)達(dá)標(biāo)排放與水回用的工藝的成功在國內(nèi)具有應(yīng)用推廣的價(jià)值。第一，它響應(yīng)建設(shè)備綠水青山就是金山銀山。第二，它擴(kuò)大了化妝品化工企業(yè)的建設(shè)范圍，在適合的工業(yè)園區(qū)都可以保證進(jìn)出水達(dá)標(biāo)、第三，它最大限度地利用廢水減少了廢水的排放量。在探索零排放工廠的道路上邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。