膜生物反应器在工业废水处理的应用

膜生物反应器在工业废水处理的应用

李奕恒

四会市碧洲电镀污水处理有限公司526200

摘要：随着化工业的发展，水污染与生态文明形成了冲突，工业废水的处理就越发引起了重视。在经过了废水处理技术的发展与更新之后，一些有效的方法开始投入应用与研究，被称为“21世纪的水处理技术”的膜生物反应器就是其中的一种。该技术的起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离。这种工艺不仅有效地达到了固液（水泥）分离的目的，而且具有水与基质分离效率高，处理工具占地面积小，操作过程简单便捷等优点。所以在现在以及将来对水污染的处理中，膜生物反应器都将得到更好的应用推广与研究。

关键词：膜生物反应器；工业废水；应用

引言

随着现代工业的发展，排放废水的量越来越大，环境污染日益严重，工业废水具有以下几个特点:①排放量大，污染范围广;②生产工艺千差万别，产品品种繁多，生产过程排出的污染物种类多、差异大;③许多排放物有强烈毒性、刺激性、腐蚀性;④排放废水经迁移、转化，造成二次污染，使污染的危险性进一步增加。因此急需一种分离效率高、处理量大的处理方式，膜生物反应器(MBR)应运而生，MBR是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，以膜组件取代生物反应池，通过保持高活性污泥浓度来减少污水处理设施，同时保持低泥负荷来达到减少污泥量的目的。

1膜生物反应器简介

膜－生物反应器为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统，主要由生物反应器、膜组件和控制系统三部分组成，生物反应器是污染物被降解的场所，膜组件是膜生物反应器的核心部分。近年来膜生物发生器技术的应用在世界上维持着每年高于10%的增长率，主要原因是膜生物发生器工艺对污染物的处理能力及处理效果是污水处理及回用的理想方式。

2膜生物反应器工作原理

膜生物反应器由膜组件和生物反应器两部分组成，它是由常规活性污泥法的进一步发展出的产物，它主要通过大量的微生物即活性污泥在膜生物反应器内与废水中的可降解基质充分接触，通过反应作用使得有机污染物降解。膜组件则是通过筛分、截留等方式对废水和污泥混合之后的混合体进行固液分离。膜生物反应器作为生物处理和膜组件的有机结合，不仅使处理过后的水质变得更好，还在很大的程度上将废水中所包含的有毒有害物质降解，它所运行的原理是通过微生

物与水中污染物的反应使水质得到中和，使水质能够符合法律规定的工业废水排放标准，从而减轻水污染。

3膜生物反应器在工业领域内废水处理的应用

膜生物反应器是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的废水处理新工艺，已广泛应用于各行各业的污水处理研究中。本文从焦化废水处理、毛纺废水处理、电镀工业园废水处理方面对膜生物反应器的应用。

3.1膜生物反应器对焦化废水处理中的应用

焦化废水是煤质焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度废水。其中含有大量的酚类、吡啶、吲哚等有机污染物以及大量的氰化物、氟化物等有毒有害物质。其氨氮浓度高、焦油含量大、可生化性差，用一般生物处理方法有很大难度，传统的生物处理工艺对有毒和难降解焦化废水处理存在一定的局限性，因此，可以考虑通过膜分离的强化作用提高生物处理系统对焦化废水的处理效果。

膜分离生物反应器中的膜组件相当于相当于传统生物处理系统中的二沉池，利用膜组件进行固液分离，截留的污泥回流至生物反应器中，透过水外排。目前对于焦化废水的处理，通常采用的工艺有A/O、A/O、SBR、固定化微生物高效处理技术以及膜生物反应器(MBR)等。

利用膜生物反应器处理技术处理焦化废水过程中发现，气浮工艺段COD去除率比较低，平均值仅为15%左右。而在厌氧工艺段，当水力停留时间为20h时，COD平均去除率在20%左右。到了生化工艺段，COD总去除率达到了92%。当MBR稳定运行45d后，出水COD浓度相对稳定，最高为420mg/L，最低为135mg/L，平均值为210mg/L，达到COD＜250mg/L的要求。

3.2膜生物反应器在印染废水处理中的应用

3.2.1国内膜生物反应器在印染废水中的应用

随着MBR形式的不断改进和更新，现在在印染废水处理中常见的是使用厌氧/好氧反应器加膜分离装置，这样可以极大地发挥厌氧区对色度的去除效果、好氧区对COD的去除效果以及膜分离系统的高效分离作用，从而获得良好的出水水质。从现实意义角度出发考虑，这样也可以使印染废水在进入膜分离系统之前得到初步处理，使出水水质得到提高，从而进一步提高膜的使用效率，增加膜的使用寿命，减少固定投资。

印染废水的处理难点在于其色度高、COD高、水质变化大。我国MBR在印染废水中的应用主要是将膜分离技术与多种生物反应器相结合，利用不同生物反应器的不同作用达到不同的处理效果，使出水达到排放甚至回用标准。采用中试规模(10m3/d)的膜一生物膜工艺处理毛纺印染废水，出水COD、BOD、色度、浊度分别为34．8mg/L、9．6mg/L、22倍、0．5NTU，相应的平均去除率分别为85．7%、92．3%、64．3%、98．9%，符合CJ/r48—1999(生活杂用水水质标准》，同时长期的运行结果表明，与膜一活性污泥系统相比，膜一生物膜系统的膜通量没有得到明显的提高。膜通量是影响运行能耗的关键因素，在一定的操作压力下，膜通量越低则运行能耗就越高。

3.2.2国外膜生物反应器在印染废水中的应用

20世纪70年代，J.J.Porer等人就开始将膜生物反应器应用于印染废水的处理之中，采用反渗透法对18种染料的回收和再利用进行了实验，试验中采用内压管式醋酸纤维膜、中控纤维聚酰胺膜、卷式醋酸纤维膜以及外压管式Zr(Ⅳ)氧化物－PAA动态膜，分离效果良好，色度出去旅大于99%，COD去除率在92%以上，分离的水可以重新使用。

目前国外膜生物反应器工艺在印染废水处理中的应用已经愈发成熟，使用超滤膜和反渗透膜联合处理印染厂活性染料废水，首先采用超滤膜进行处理，出水再经反渗透膜处理，COD、色度、TOC、总磷的去除率分别为94%，99%，85%，97%。

3.3膜生物反应器对电镀工业园废水处理中的应用

电镀前处理废水成分复杂，包括油、蜡、表面活性剂、金属氧化物、各种金属离子等。其中电镀前处理工艺产生的废水，含有大量难降解有机物，COD高且水质变化大，属于难治理的污水之一。现今国内外对于电镀废水的处理，主要以生化和物化联合的方法进行处理，大部分以物化－生化－物化的三级深度处理工艺为主。该工艺理论上可以使出水达标排放，其中的普通活性污泥法也起到一定效果，但在实际工程中，生活系统不稳定的情况经常发生。而MBR技术上的优势，决定了他可以对常规方法难处理的污水进行有效的处理，该工艺在垃圾渗滤液、制药废水中有一定应用，但在电镀前处理废水的处理上还不是很多。

在对某电镀工业园污水集中处理厂进行中试试验后得出结果，膜生物反应器对电镀废水中的难降解有机物有很好额处理效果。铜离子和镍离子在活性污泥中的累积分别达到26.04mg/L和9.19mg/L，对系统有机物的去除率影响小。当停留时间为15～20h，进水COD含量1000～2000mg/L的情况下，出水COD可达到80mg/L以下，出水铜离子和镍离子浓度都在0.1mg/L以下，达到国家电镀GB21900-2008标准。

4结束语

我国是一个人口众多，水资源匮乏的国家，随着制造业的快速发展，水资源危机更加严峻，污水的处理及回收利用显得更为重要。但是，我国在制膜技术和运行条件的优化等方面与国外还存在一定差距，随着研究工作的不断深入，膜生物反应器的应用将会越来越广泛。

参考文献

[1]膜生物反应器技术的工业应用及探讨[J].李薇,程志刚,吴凯涛.广东化工.2012(07).

[2]膜生物反应器在电镀工业园废水中的中试应用研究[J].杨湘政,陆华.广东化工.2011(08).

[3]膜生物反应器在焦化废水处理中的应用[J].马东祝,张玲,黄渊,王瑞敏,董彦飞.煤炭技术.2011(08).

[4]膜生物反应器在印染废水处理中的应用[J].徐静,徐高田,秦哲,赵军.工业水处理.2007(04).