MBR乙烯廢水處理論文

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1工程概況

中石化某乙烯生產裝置所產生的廢水主要來自以乙烯為龍頭的乙烯、裂解汽油加氫、丁二烯抽提、芳烴抽提、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、環氧乙烷／己二醇、聚丙烯、MTBE／丁烯－1等生產裝置及配套設施排出的生產廢水、初期雨水和生活污水及全廠事故水池中的不達標廢水。各裝置廢水經調節、中和、聚結除油、氣浮預處理后，依次進入純氧曝氣池、mbr，出水進入出水池經監測合格后外排或回用。設計廢水量為500m3／h。

2MBR工藝設計

2．1設計進、出水水質

裝置內廢水經預處理后，進入MBR生化處理系統處理，出水水質要求達到GB8978—1996《污水綜合排放標準》一級標準，CODCr質量濃度要求達到中石化企業標準即60mg／L。

2．2工藝流程技術說明

MBR生化處理系統由配水井、水解池、曝氣池、MBR膜池及其配套設施組成。

（1）配水井。水解池前設置配水井，用來收集前端處理來水及少量生活污水，并在此完成與MBR回流污泥的混合，混合后向MBR水解池均勻配水。

（2）水解池。水解池的主要作用是在兼性細菌的作用下，將廢水中的部分大分子、長鏈有機物質水解為易于生化的小分子、短鏈的有機物，從而提高廢水的可生化性。池內設置潛水攪拌機，使廢水與MBR膜池回流污泥呈懸浮狀態，利于水解過程的有效進行。水解池出水自流進入曝氣池。

（3）曝氣池。曝氣池是水中污染物主要的降解場所，同時實現微生物的增殖。曝氣池采用離心鼓風機和微孔曝氣器相結合的充氧方式，為廢水在此區內進行有機物生化降解、去除水中的BOD5和CODCr等提供充足的氧源。曝氣池末端設置在線溶解氧測定儀，實時在線監測混合液中的溶解氧情況，控制出口溶解氧質量濃度為2．0mg／L左右。為防止廢水中的毛發等纖維狀的物質進入后續MBR膜池，在曝氣池出水渠道上設置2mm×2mm不銹鋼格網，廢水流經格網后自流進入MBR膜池。

（4）MBR膜池。MBR膜池中安裝有膜組件，通過膜的過濾實現泥水分離，活性污泥被截留在膜外，膜內清水經MBR產水泵提升至出水池外排或回用。

（5）污泥池。MBR膜池末端設有污泥池，設置污泥回流泵將膜池混合液回流至配水井，設計最大回流比為150％，MBR膜池污泥質量濃度控制在不低于3000mg／L。剩余污泥根據工藝運行情況排入剩余污泥井。

2．3MBR化學清洗設施

由于存在膜污染，MBR膜組件需要定期進行化學清洗，以保證過濾工作正常進行。膜組件的化學清洗分為3種：

（1）在線自動低濃度維護性清洗。在線自動低濃度維護性清洗采用質量分數為10％的次氯酸鈉溶液，投加量為300～500mg／L，主要清除膜上的有機物。清洗頻率為每周1次。

（2）在線高濃度恢復性清洗。在線高濃度恢復性清洗采用次氯酸鈉和檸檬酸，投加量分別為3000mg／L和1．5％，主要清除膜上的無機物。清洗頻率為每3個月1次。

（3）停運清洗。當膜組件受到意外污染或在線清洗不能恢復膜通量至設計水平時，可通過單格停運進行化學清洗的方法來恢復通量、延長膜的壽命。同時，另外設置2格膜化學清洗池作為最后的清洗措施。

3MBR控制系統

本工程采用DCS自動控制系統，大大降低勞動強度、減少人工，從而節約運行管理費用。為延緩膜的污堵，MBR系統采用恒液位出水方式，產水泵入口設置調節閥。出水管路上設置孔板流量計，通過設定流量與檢測流量的比較，自動控制MBR產水泵的運行頻率，從而保證膜系統的恒液位出水。產水泵入口設置壓力變送器，壓力變送器用來監測跨膜壓差，當跨膜壓差達到設定值（25kPa）后進行報警并自動停泵，提示操作者手動啟動恢復性反洗程序，以保證膜系統不受損害。膜組件底部設有空氣吹掃系統，連接吹掃風機，受DCS程序控制。正常工作時為連續吹掃，當系統進入在線化學清洗程序時，吹掃系統暫停，清洗結束時，自動開始運行。MBR產水泵間歇運行，由DCS組態，實現自動控制運行。產水泵與吹掃風機聯鎖，當風機停止工作時，產水泵不能被啟動。膜池設置靜壓式液位計，在膜池液位低于膜組件保護液位時，進行報警并聯鎖停泵，在膜池液位達到設定高液位時報警，保證膜池液位穩定。回流污泥和剩余污泥管道上設置流量計，實時監測回流污泥量和剩余污泥排放量。

4主要廢水處理構筑物和設備

（1）水解池。水解池2座，地上式鋼筋混凝土結構，有效容積為1524m3，廢水停留時間為6．1h。每座水解池內設有潛水攪拌機1臺，攪拌機葉輪直徑為615mm，轉速為480r／min，電機功率為5kW。

（2）曝氣池。曝氣池2座，地上式鋼筋混凝土結構，有效容積為1524m3，廢水停留時間為6．1h。為防止出水短流，每格曝氣池分為3個廊道，池內均勻布置管膜式微孔曝氣器360個，長度1000mm，外部供氣經此釋放，氧利用率大于23％。

（3）MBR膜池。膜池4座，地上式鋼筋混凝土結構，有效容積為230m3，廢水停留時間為1．8h。膜池中安裝有5套膜組件，整個膜池一共設置20套膜組件。膜絲為PVDF材質的浸入式中空纖維膜，工作水通量為18L／（m2•h），膜孔徑為0．4μm。

5運行效果分析

廢水處理裝置于2012年8月完工并投入運行，經過2a多的運行，處理后出水水質達到GB8978—1996一級標準的要求。2014年5月份MBR出水CODCr、NH3－N、油的平均質量濃度分別為24．45、0．37、0．36mg／L，平均pH值為7．7。由于膜的高效分離作用，處理出水極其清澈，SS和濁度接近于零，同時，膜分離也使微生物被完全被截流在生物反應器內，使得系統內能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應裝置對污染物的整體去除效率，同時反應器對進水負荷的各種變化具有很好的適應性，耐沖擊負荷，能夠穩定獲得優質的出水水質。

6工程投資

本廢水處理工程總投資1．8億元，占地285m×150m。

7結語

本工程將MBR應用于生化處理系統末端，將生化池中的活性污泥進行截留，提高了生化系統中的污泥濃度及處理效率，使出水CODCr的質量濃度達到60mg／L以下。MBR工藝與其它生物處理工藝相比具有無法比擬的優勢，它能夠高效地進行固液分離，分離效果遠好于各種沉淀池；出水水質好，SS和濁度幾乎為零；由于膜的高效截留作用，可以將微生物完全截留在反應器內；系統可以實現全程自動化控制；運行管理方便，占地面積小。但MBR工藝同時存在膜污染、膜價格高的問題，相信隨著國產膜質量的提高，膜價格的降低，MBR工藝在廢水處理中的應用將會越來越廣。

作者:賈秀芹單位:中石化南京工程有限公司