膜分離技術(shù)處理含酚廢水

1、膜分離技術(shù)處理含酚廢水則使蛋白質(zhì)凝固，并繼續(xù)向體內(nèi)滲透，引起組織損傷、壞死乃至使生化，一直成為化工生產(chǎn)過程中形成的、較難治理的污染物流。因此，如何合理而有效的處理含酚廢水是環(huán)境保護及綜合利用的重要研究課題。1 傳統(tǒng)的處理方法通?？梢愿爬閮深悾狠腿》ê臀椒ā＝陙?，隨著技術(shù)進步和發(fā)展，有一些新的處理含酚廢水的方法在開發(fā)和使用。例如，化學藥劑法、紫外線氧化法、生物處理法等。1.1 萃取法萃取是利用不同溶劑對苯酚的不同溶解度、共沸點或液體比重，單，萃取劑可重復使用，適合于酚含量較高的廢水；缺點是能耗大，操作費用高，脫酚效果差，容易產(chǎn)生第三組分所帶來的二次污染。1.2 吸附法便，能耗低，適合于酚含

2、量較低的廢水；缺點是設備投資大，吸附劑效率低，同樣容易產(chǎn)生第三組分所帶來的二次污染。1.3 化學藥劑法含量較低的廢水。此法沒有二次污染，工藝簡單。但條件控制較嚴，氧化劑無法重復使用且價格昂貴，操作費用高。1.4 紫外線氧化法氧或添加雙氧水，達到去除酚類的目的。此法的優(yōu)點是脫酚效率高。缺點是對高COD值的含酚廢水處理效果差。1.5 生物處理法的凈化。此法的優(yōu)點是處理效率高，設備簡單。缺點是占地面積大，且只適用于低COD值的含酚廢水處理。以上這些方法雖各有優(yōu)缺點，要求。2 膜分離技術(shù)到了很好的效果，與傳統(tǒng)的處理方法比較其優(yōu)勢非常明顯。但對高COD 值且成分復雜的含酚廢水，一直未找到一個很好的處理方

3、法。2.1 新技術(shù)1997年，美國STEEDAENTERPRISES公司開發(fā)出一種新型膜分離過濾設備V+SEP該技術(shù)的主要特點如下：2.1.1 高濾速膜產(chǎn)生的損耗非常小。2.1.2 不結(jié)垢力，阻止了濾速降低，從而使膜表面保持干凈。2.1.3 高濃縮率膜表面產(chǎn)生的巨大振動剪力能保證其在不結(jié)垢的情況下產(chǎn)生高的濃縮率，因而能夠使物料的分離達到最佳極限。由于該技術(shù)擁有眾多優(yōu)點，使其在分離過濾領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。而采用該技術(shù)的V+SEP 設備應用到高COD 非常明顯。2.2 V+SEP 設備催化劑的物理過程，不產(chǎn)生二次污染。另外其先進的控制系統(tǒng)，使整個分離過程達到穩(wěn)定、可靠和安全。分子膜的使用壽命約為3

4、年。3 膜分離技術(shù)處理含酚廢水1998年初，美國STEEDAENTERPRISES公司與天津開發(fā)區(qū)金?？茡?jù)進行了分析研究，確定用V+SEP設備處理含酚廢水。通過實驗，效COD值降低85%1998年底，我院根據(jù)實驗報告完成設計。3.1工藝流程3.1.1 規(guī)模及水質(zhì)水量：5.0m /h3水質(zhì)：COD1500mg/1PH=4左右水溫：成分：苯酚、丙酮、異丙苯及無機鹽類3.1.2 工藝流程簡述1.7MPa(G)送入V+SEP 中進行分離過濾。為了去除廢水中大的懸 V+SEP上設置了管道過濾器。廢水經(jīng)V+SEP濾清液罐0.1MPa(G)，然后用排水泵將濾清液送往污水凈化廠進一步處理。分離過濾產(chǎn)生的過濾物

5、1.5MPa(G)送去焚燒或裝桶外運銷售，進一步綜合利用或作燃料。V+SEP設備投入運行時，過濾物V+SEP 處理。3.1.3 出水水質(zhì)濾清液：流量4.68m/hCOD225Omg/13過濾物：流量0.32m/hCOD199219mg/133.1.4 控制水平V+SEP設備的控制系統(tǒng)完全由邏輯程序控制器(PLC)提供，它可自動清洗、自動關(guān)閉、自動報警、數(shù)字檢測顯示器、遙控檢測及監(jiān)聽等一系列措施，保證整個系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定地運行。3.2 技術(shù)經(jīng)濟3.2.1 主要設備1)進料平衡罐玻璃鋼)：1臺2)(耐酸泵)2 臺3)V+SEP設備進口：1 (底座尺寸1.21.2m，總高4.6m)4)出料濾清液

6、罐()：1臺5)出料過濾物罐()：1臺6)(耐酸泵)2 臺7)玻璃鋼管道8)管道過濾器：1 臺3.2.2 技術(shù)經(jīng)濟分析1)設備投資：500 萬元人民幣2)向酚丙酮裝置收排污費(6.8噸)391 年3)給污水凈化廠交排污費(6.8噸)55/年4)操作運行費：電費(用電量2O.5KW/h)12/年其它10 年預計總投資回收年限為兩年。4 結(jié)論4.1V+SEP設備處理一噸水僅耗電4KW積非常小。4.2如兩臺V+SEP 設備串聯(lián)使用，COD 的去除率達，可極大地緩解污水凈化廠的壓力。膜生物反應器（MBR）污水再生工程的運行與優(yōu)化將高達上千億的資金來達到環(huán)保目標，在2010年水處理率不低于60%1達到5

7、0%，最近我國部份城市水價調(diào)整，鼓勵使用中水，為污水再生水質(zhì)量不高，占地大，穩(wěn)定性差，另外大型處理廠存在設備與運行的用水的泵房、管線要增加新設備、空間等。所以在短期這些技術(shù)都不能完全滿足我國對環(huán)境治理的要求2。膜技術(shù)的快速發(fā)展，特別是MBR 技術(shù)在近3年內(nèi)得到了突破性的應用發(fā)展，為污水再生回用的實現(xiàn)帶來了光明的前景3。出水質(zhì)量高，能夠直接由一級污水直接達到回用水標準，其后與反滲透（RO）可以達到更高的工藝用水與飲用水要求4。占地小或不占地，自動程度高，方便舊廠升級改造，也靈活的滿足中小處理需求。2000年MBR 處理污水最大規(guī)模僅在幾千噸/天，而2003年達到幾萬噸天。應用主要集中在生化性好、

8、有回用經(jīng)濟效益的城市生活污水5；工藝以運行成本相對要低得多的一體式（也叫沉浸式或淹沒式）膜生物反應器有氧活性污泥法為主；使用的膜代表品種之中，中空纖維聚偏氟乙烯（PVDF）有出水量大，抗污染性能強，化學穩(wěn)定性好的特點。在我國僅局限于實驗室階段，且 MBR技程規(guī)模最大僅為幾百噸 23倍， MBR 技術(shù)的國外大公司即將全面占領(lǐng)國內(nèi)市場。6所以本文以國產(chǎn)中空纖維膜沉浸式膜生物反應器處理生范作用為國產(chǎn)MBR技術(shù)的成熟與推廣有重要意義。1、工程概況：本文以中直苗圃MBR 待能力為1000個床位，季節(jié)性波動性較大。最少時冬季為100 /天，在夏季則受人口及雨水影響，水量最高高在500800噸天。另外，院內(nèi)

9、有200畝的綠化地。在處理前采用地下水及集水池補水，用量大，且生活污水沒有利用。經(jīng)論證采取了MBR污水再生技術(shù)，使水達到回用于景觀綠化的目的。數(shù)十個MBR設計建承。2、工藝過程2.1 工藝流程污水再生系統(tǒng)包括以下幾個部份1）、電器自控系統(tǒng)：PLC，變頻器、電控閥門、液位記。2）、生化處理系統(tǒng)：調(diào)節(jié)池，水解酸化池、曝氣池、產(chǎn)水池。3）、膜系統(tǒng)：膜架，簾式膜、在線氣水洗、曝氣系統(tǒng)、在線化洗、離線清洗部份。2.2 主要構(gòu)筑件、設備及工藝參數(shù)1）、調(diào)節(jié)池：長寬高為994m,有效體積300m，停留時間為15h.3水解池：長寬高為44m,有效體積100m，停留時間為5h.3曝氣池：長寬高為2.52.4m,

10、有效體積42m3 個并聯(lián)，停留時3間為6h產(chǎn)水池：長寬高為82m,有效體積100m，停留時間為5h3清洗池：長寬高為1.61.22m,有效體積3m3總占用面積：260平方米2）、二氧化氯發(fā)生器：H99-300山東華特三葉羅茨風機：SSR125 P=7.5KW 3臺, 山東章晃SSP-51.580SSP-50.460;3臺；清洗池出水泵：SSP-50.460；應急泵：SSP-51.580;產(chǎn)水池出水泵：SSP-51.580GSD公司污水泵：曝氣池出水泵：WB70/090 3臺; WB70/075 ;廣東陽江新粵華加上照明、加藥與吊車等總裝機容量為43KW膜：FR/外徑為35/25mm，絲根數(shù)：總

11、面積：產(chǎn)水量清水：截留分子量為20萬，最大孔徑：0.2m 產(chǎn)地 天津工業(yè)大學膜天膜公司. 10207001300mm,8統(tǒng)，產(chǎn)地：天津工業(yè)大學膜天膜公司.3）、臨界通量為1040L/M.H根據(jù)體水質(zhì)情況而定，設計通量在10L/M。在臨界通量進行恒流量控制; 氣水比為151201 ；酸化池2DO值為小于1mg/l, 曝氣池DO值 58mg/l；連續(xù)進水，間歇出水，抽吸泵開13分鐘停1 分鐘；總污泥含量大于8000mg/l，要向酸化池中排泥。當壓力表在最低液面時，清水泵口真空表真空度大于30Kpa，進行在2 學清洗；當在線化學清洗周期小于1個月時，采用離線清洗。2.3 設計特點1)、電氣系統(tǒng)、生化

12、系統(tǒng)、膜系統(tǒng)三部分相互之間有關(guān)聯(lián)，但是加工安裝有獨立性，方便于模塊化成套性工業(yè)推廣，施工調(diào)試期短。其應試車風險，來獲得更加可靠穩(wěn)定的運行參數(shù)。2)、采用造價較低的傳統(tǒng)的水解酸化有氧活性污泥法，但在參數(shù)的設計中體現(xiàn)了MBR動性的影響，加大了水解池體積。3)PLC 電路高度自控，無人值守。變頻器可以節(jié)約曝氣能耗?？梢曰{(diào)節(jié)。4）、經(jīng)濟有效的清洗系統(tǒng)保證了膜的長時間節(jié)能運行1。在線氣水使用水量與時間都減少，使占有一體膜生物反應器運行能耗近90%的的 PVDF膜的斷絲問題。對于長期所發(fā)生的較為嚴重的污染，進行離線清洗，膜架堆設計方便了膜的取放，提高了膜的清洗效率。5）、整個工程為地下室，上面為景觀假山

13、綠地，體現(xiàn)了美學意義。小，離線化學清洗用藥量少，是重復使用，最終廢液中和后，間歇的排入到調(diào)節(jié)池，并通過生化得以處理。膜生物反應器的高濃度污泥， O 排放。3 處理效果工程經(jīng)過1 6較穩(wěn)定。 雖然受到雨水的影響，但是污泥中一直有較好的生物相，以出水中的氨氮、總磷、CODSS 以及膜出水泵的真空度作MBR 系統(tǒng)的監(jiān)控指標。出水在不同時期多次抽測分析，所有指標都優(yōu)于城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)（GB/T18920-2002）。除總磷外，18920-2002）此期間沒有進行化學清洗，沒有明顯污染衰減。沒有進行排泥。4、主要經(jīng)濟技術(shù)指標及經(jīng)濟效益分析及優(yōu)化4.1 水成本的分析為了全面分析MBR工程系統(tǒng)

14、的各種運行參數(shù)及設計條件對工程處理效果的影響情況，本文以單位水處理成本V/m作為工程評價的目3標參數(shù)，并以本系統(tǒng)試運行參數(shù)為依據(jù)，對事故停車率、在線水洗時間、空曝氣清洗時間、膜壽命、氣水比、膜價格、膜產(chǎn)水通量進行了全面的分析優(yōu)化。計算過程利用數(shù)學軟件7進行了運算。計算程序參考相關(guān)文獻，86。水電費人工等參數(shù)以北京地區(qū)為準，通過在作圖數(shù)據(jù)分析，得到的直線回歸方程即得到了V=KX+BVV為產(chǎn)水成本，單位為元/m;X代表各影響因子。如下表 1中所示。3表 1各種技術(shù)經(jīng)濟條件對MBR水成本的影響回歸方程參數(shù)表X注 單位 V(X0）0.956yair 1.653 2.0182.13371曝2.15823

15、5ybad 0.447 2.1560.654QPS -0.172 4.476設 hNmem -0.137 2.5252.154684用的時間￥/m2 2.15440米價格元4.2 敏感性分析為了研究對各因素X對水成本V素。跟據(jù)上面的參數(shù)，設定不確定因素變化率 xi分30%，20%，10% Xit代入各自的回歸方程得到值Vxjt與 Vxj， 1 xi與 Vxj的斜率 Xj, Vxj)就是敏感系數(shù) 最關(guān)鍵因素。圖 1水成本的單因素敏感性相對分析圖圖 2水成本的單因素敏感絕對分析圖停車率在線水洗空曝氣清洗氣水比膜壽命膜價格膜產(chǎn)水通量。膜是關(guān)鍵因素,膜的產(chǎn)水能量是最為關(guān)鍵因素，直接決定著MBR制水成本

16、的大小 。這與相關(guān)報道6一致，但是更為深入而細致。達到了優(yōu)化工藝的目的。5、討論與改進1）、膜的出水量及價格及壽命成為控制成為的主要因素。膜產(chǎn)水通的各種因素都會可能成為降低成本的有益控制手段。相反則要避免，數(shù)，實現(xiàn)膜的長期有效使用，才有可使工程最經(jīng)濟有效。在壽命2 年以上的價格小于200 小于5 年則其在價格不應高于300PVDF膜較 PP或 PE一些。合理的曝氣及清洗會使PVDF膜可能有較小的制水成本。2）、曝氣系統(tǒng)的開發(fā)成為MBR技術(shù)的重要方面。增加有效的清洗，來減少無效的大量的曝氣9。間歇出水即用空曝氣的手段成為控制另外在電耗成本中其占了高達95%以上，高于常規(guī)的處理方法10。子?？磥矸椒尚行圆淮蟆１鞠到y(tǒng)在長期低COD進水（小于100），大程度上緩解膜的污染，及對膜的壽命的到底為多大還有待于研究。113）、清洗水量對產(chǎn)水成本影響小，在實際之中又發(fā)現(xiàn)膜對于每次清洗都可以使水的抽吸壓力下降35Kpa,