摘要: 介紹了采用MBR工藝技術(shù)處理植物藥廠廢水的工程實例。當(dāng)進水CODCr為1000～2000mg/L時, 出水可達到或優(yōu)于GB8978 - 1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》表4一級標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞: 制藥廢水; MBR工藝; 廢水處理

昆明某制藥有限公司, 主要以“三七”為原料, 生產(chǎn)“三七”系列皂甙和保健藥品, 生產(chǎn)量為5億粒/ a。“三七”皂甙生產(chǎn)廢水為25m3 /d, 廢水中含有大量的懸浮物質(zhì)、植物油脂及有機污染物質(zhì)。主要污染物為: COD_Cr、SS、NH₃ - N、磷酸鹽、植物油。

該制藥生產(chǎn)廢水雖屬中等濃度廢水, 但廢水中含有的物質(zhì)“三七”皂甙是較難處理物質(zhì)。廢水中均殘留有一定的藥劑成分, 會抑制生化處理過程中微生物的生長、繁殖, 造成污泥膨脹, 最終使生化處理失效。因此, 決定采用MBR膜生物反應(yīng)器處理工藝技術(shù), 提高反應(yīng)器中的污泥濃度和微生物量。

1　MBR工藝

MBR工藝(Membrane Bio reactor, 簡稱MBR) 又稱膜生物反應(yīng)器, 是膜技術(shù)與污水生物處理技術(shù)有機結(jié)合的一種新型、高效的廢水處理工藝。發(fā)源于20世紀(jì)70年代的美國。經(jīng)MBR工藝(MF超濾膜) 處理后的出水水質(zhì)有以下特點:

(1) 出水感觀上水質(zhì)清澈透亮;

(2) 出水水質(zhì)中的有機污染物CODCr、BOD5、 NH3 - N、磷酸鹽、SS含量低, 細菌、病毒、寄生蟲卵等均被隔除;

(3) 處理工藝流程短, 占地小, 省去了二沉池、過濾器, 節(jié)約工程投資;

(4) 能將所有微生物截留在MBR生物反應(yīng)器內(nèi), 污泥濃度高, 污泥齡長, 提高硝化效果, 能有效地去除氮、磷;

(5) 剩余污泥少, 傳氧效率最高達60% , 減少了能耗;

(6) 耐沖擊負荷, 由于MBR生物反應(yīng)器中污泥濃度高, 在負荷變化大的情況下, 該系統(tǒng)的去除效果變化小, 處理出水穩(wěn)定;

(7) MBR生物反應(yīng)器是膜與生物處理高效的結(jié)合, 該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、簡單, 運行穩(wěn)定靈活, 操作管理、維護簡單, 可以實現(xiàn)自動化控制。

因此, MBR工藝被廣泛地應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、廢(污) 水處理的領(lǐng)域, 特別是目前的中水回用工程。

2　設(shè)計水質(zhì)水量

設(shè)計處理廢水水量25m3 /d, 執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978 - 1996表4一級排放標(biāo)準(zhǔn)。進出水水質(zhì)如表1所示。

表1　設(shè)計水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)　　　(mg/L)

 3　工藝流程

工藝流程圖如圖1所示。

廢水經(jīng)格柵、調(diào)節(jié)池后自流入MBR膜生物反應(yīng)器內(nèi)進行處理。

圖1　MBR生化處理工藝流程圖

4 主要設(shè)備及構(gòu)筑物

本工程使用日本產(chǎn)的浸入式超濾膜, 為聚乙烯中空纖維簾式膜。
4.1　主要設(shè)備

(1) 浸入式中空纖維膜
規(guī)格型號: MF824
出水量: Q = 1.4m3 /d·片
膜孔徑: 0.1μm
數(shù)量: 18片

(2) 三葉羅茨風(fēng)機
型號: SSR100　2臺
Qs = 4.53m3 /min　P = 39.2kPa
n = 1220轉(zhuǎn)/min　N = 515kW　氣水比為40∶1

羅次風(fēng)機為不間斷地運行, 如果羅次風(fēng)機停運, 自吸泵也停止工作。

(3) 微孔曝氣頭90個
型號: Φ215塑膠結(jié)構(gòu)微孔曝氣頭。

(4) 自吸泵
采用丹麥格蘭福泵2臺(1用1備)
型號: JPF4
Q = 0.4～3.1m3 /h H = 46～24m吸程: 8m
N = 0.75kW　n = 2800轉(zhuǎn)/min

采用時間繼電器實現(xiàn)自動控制。自吸泵的運行為: 13min吸水, 3min停止。

(5) 膜的反沖洗

膜反沖洗時需停止風(fēng)機曝氣, 采取人工進行。一般清洗的時間為10～20min。

4.2　主要構(gòu)筑物

(1) 格柵池: 磚混結(jié)構(gòu), 3.0 ×1.0 ×2.5m。內(nèi)設(shè)Φ16鋼筋粗格柵、不銹鋼細格網(wǎng)兩道。

(2) 調(diào)節(jié)池: 鋼混結(jié)構(gòu), 5.2 ×3.2 ×3.5m。

調(diào)節(jié)池水力停留時間2.2h, V = 55m3 , 調(diào)節(jié)池污水為自流進MBR反應(yīng)池。

(3) MBR 反應(yīng)池: 鋼混結(jié)構(gòu), 5.2 ×5.7 ×3.5m。

(4) 清水池: 鋼混結(jié)構(gòu), 3.2 ×3.2 ×3.0m,有效容積27m3。

(5) 污泥濃縮池: 鋼混結(jié)構(gòu), 3.2 ×3.2 ×3.0m, 有效容積27m3。

5　主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)

(1) 工程總投資: 38.50萬元, 其中: 土建工程費: 10.00萬元, 設(shè)備安裝工程費: 28.50萬元。

(2) 運行成本: 該廢水處理站總裝機容量7.0kW, 實際用電量6.25kW。每天運行16h, 電費0.45元/kW·h, 6.25 ×16 ×0.45 = 45.00元/d。

(3) 不計折舊費、人工費, 處理1 t廢水費用為: 45元/25m3 = 1.80元。

(4) 處理出水按全部回用, 自來水按3.80元/ t計, 則: 25m3 ×3.80 = 95元/d�？鄢刻爝\行的費用45元, 實際節(jié)約50元/d。

6　運行效果

該工程于2001年底竣工投入運行。經(jīng)過一段時間的運行后, 于2002年4月16～17日, 經(jīng)昆明市環(huán)境監(jiān)測中心連續(xù)2d的監(jiān)測, 處理后出水檢測結(jié)果(平均值) 為CODCr 31.72mg/L, NH3-N 0.16mg/L, 磷酸鹽未檢出, pH 8.19, 糞大腸桿菌< 9個。出水各項指標(biāo)均優(yōu)于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978 - 1996表4一級排放標(biāo)準(zhǔn)。整個工程達到設(shè)計要求。

7　工程經(jīng)驗及總結(jié)

(1) 該制藥生產(chǎn)廢水雖屬中等濃度廢水, 但廢水中含有的“三七”皂甙屬于較難處理物質(zhì),
廢水中均殘留有一定的藥劑成分, 會抑制生化處理過程中微生物的生長、繁殖, 造成污泥膨脹, 最終使生化處理失效。對于制藥生產(chǎn)廢水, 采用傳統(tǒng)的生化處理工藝很難達到預(yù)期的處理效果, 用MBR生物反應(yīng)器處理工藝技術(shù), 是目前較好的選擇。

(2) 該工藝的特點是膜容易被污染, 即膜孔被堵塞, 運行一定時間后要對膜進行反沖洗。隨著運行時間增加, 膜阻力逐漸增大, 反沖洗的周期就不斷縮短。該工程自投入使用后, 膜反沖洗的周期從最初的3個月沖洗1次縮短至每天均需進行反沖洗。

(3) 對膜的反沖洗有: 自來水、清水池水、空氣、藥劑。藥劑清洗有酸洗、堿洗。該工程首次采用空氣對膜進行反沖洗, 取得了較好的反沖洗效果。一般在負壓阻力增大時就要進行膜的清洗, 先用氣沖洗, 再用水沖洗或先水沖洗再用氣沖洗都可以。每15～20d進行1 次膜的藥劑清洗, 用濃度 10%的檸檬酸或濃度10%的次氯酸鈉溶液進行浸泡清洗, 清洗時間為10～20min。

(4) 該工程于2002年初投入使用后, 運行了 5a后, 于2007年初重新更換成國產(chǎn)膜—天膜天方膜(天津產(chǎn)) 。通過該工程運行實踐經(jīng)驗結(jié)果, 得出膜的使用時間最多是5a。如果膜的清洗、再生處理得好, 可以適當(dāng)延長膜的使用壽命。

(5) 膜國產(chǎn)化后, 隨著膜材料質(zhì)量不斷提高和生產(chǎn)膜技術(shù)發(fā)展, 成本不斷下降, 該技術(shù)運用將越來越廣, 尤其適用于目前的中水回用工程。

參考文獻:
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