MBR乙烯废水处理论文

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1工程概况

中石化某乙烯生产装置所产生的废水主要来自以乙烯为龙头的乙烯、裂解汽油加氢、丁二烯抽提、芳烃抽提、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、环氧乙烷／己二醇、聚丙烯、MTBE／丁烯－1等生产装置及配套设施排出的生产废水、初期雨水和生活污水及全厂事故水池中的不达标废水。各装置废水经调节、中和、聚结除油、气浮预处理后，依次进入纯氧曝气池、mbr，出水进入出水池经监测合格后外排或回用。设计废水量为500m3／h。

2MBR工艺设计

2．1设计进、出水水质

装置内废水经预处理后，进入MBR生化处理系统处理，出水水质要求达到GB8978—1996《污水综合排放标准》一级标准，CODCr质量浓度要求达到中石化企业标准即60mg／L。

2．2工艺流程技术说明

MBR生化处理系统由配水井、水解池、曝气池、MBR膜池及其配套设施组成。

（1）配水井。水解池前设置配水井，用来收集前端处理来水及少量生活污水，并在此完成与MBR回流污泥的混合，混合后向MBR水解池均匀配水。

（2）水解池。水解池的主要作用是在兼性细菌的作用下，将废水中的部分大分子、长链有机物质水解为易于生化的小分子、短链的有机物，从而提高废水的可生化性。池内设置潜水搅拌机，使废水与MBR膜池回流污泥呈悬浮状态，利于水解过程的有效进行。水解池出水自流进入曝气池。

（3）曝气池。曝气池是水中污染物主要的降解场所，同时实现微生物的增殖。曝气池采用离心鼓风机和微孔曝气器相结合的充氧方式，为废水在此区内进行有机物生化降解、去除水中的BOD5和CODCr等提供充足的氧源。曝气池末端设置在线溶解氧测定仪，实时在线监测混合液中的溶解氧情况，控制出口溶解氧质量浓度为2．0mg／L左右。为防止废水中的毛发等纤维状的物质进入后续MBR膜池，在曝气池出水渠道上设置2mm×2mm不锈钢格网，废水流经格网后自流进入MBR膜池。

（4）MBR膜池。MBR膜池中安装有膜组件，通过膜的过滤实现泥水分离，活性污泥被截留在膜外，膜内清水经MBR产水泵提升至出水池外排或回用。

（5）污泥池。MBR膜池末端设有污泥池，设置污泥回流泵将膜池混合液回流至配水井，设计最大回流比为150％，MBR膜池污泥质量浓度控制在不低于3000mg／L。剩余污泥根据工艺运行情况排入剩余污泥井。

2．3MBR化学清洗设施

由于存在膜污染，MBR膜组件需要定期进行化学清洗，以保证过滤工作正常进行。膜组件的化学清洗分为3种：

（1）在线自动低浓度维护性清洗。在线自动低浓度维护性清洗采用质量分数为10％的次氯酸钠溶液，投加量为300～500mg／L，主要清除膜上的有机物。清洗频率为每周1次。

（2）在线高浓度恢复性清洗。在线高浓度恢复性清洗采用次氯酸钠和柠檬酸，投加量分别为3000mg／L和1．5％，主要清除膜上的无机物。清洗频率为每3个月1次。

（3）停运清洗。当膜组件受到意外污染或在线清洗不能恢复膜通量至设计水平时，可通过单格停运进行化学清洗的方法来恢复通量、延长膜的寿命。同时，另外设置2格膜化学清洗池作为最后的清洗措施。

3MBR控制系统

本工程采用DCS自动控制系统，大大降低劳动强度、减少人工，从而节约运行管理费用。为延缓膜的污堵，MBR系统采用恒液位出水方式，产水泵入口设置调节阀。出水管路上设置孔板流量计，通过设定流量与检测流量的比较，自动控制MBR产水泵的运行频率，从而保证膜系统的恒液位出水。产水泵入口设置压力变送器，压力变送器用来监测跨膜压差，当跨膜压差达到设定值（25kPa）后进行报警并自动停泵，提示操作者手动启动恢复性反洗程序，以保证膜系统不受损害。膜组件底部设有空气吹扫系统，连接吹扫风机，受DCS程序控制。正常工作时为连续吹扫，当系统进入在线化学清洗程序时，吹扫系统暂停，清洗结束时，自动开始运行。MBR产水泵间歇运行，由DCS组态，实现自动控制运行。产水泵与吹扫风机联锁，当风机停止工作时，产水泵不能被启动。膜池设置静压式液位计，在膜池液位低于膜组件保护液位时，进行报警并联锁停泵，在膜池液位达到设定高液位时报警，保证膜池液位稳定。回流污泥和剩余污泥管道上设置流量计，实时监测回流污泥量和剩余污泥排放量。

4主要废水处理构筑物和设备

（1）水解池。水解池2座，地上式钢筋混凝土结构，有效容积为1524m3，废水停留时间为6．1h。每座水解池内设有潜水搅拌机1台，搅拌机叶轮直径为615mm，转速为480r／min，电机功率为5kW。

（2）曝气池。曝气池2座，地上式钢筋混凝土结构，有效容积为1524m3，废水停留时间为6．1h。为防止出水短流，每格曝气池分为3个廊道，池内均匀布置管膜式微孔曝气器360个，长度1000mm，外部供气经此释放，氧利用率大于23％。

（3）MBR膜池。膜池4座，地上式钢筋混凝土结构，有效容积为230m3，废水停留时间为1．8h。膜池中安装有5套膜组件，整个膜池一共设置20套膜组件。膜丝为PVDF材质的浸入式中空纤维膜，工作水通量为18L／（m2•h），膜孔径为0．4μm。

5运行效果分析

废水处理装置于2012年8月完工并投入运行，经过2a多的运行，处理后出水水质达到GB8978—1996一级标准的要求。2014年5月份MBR出水CODCr、NH3－N、油的平均质量浓度分别为24．45、0．37、0．36mg／L，平均pH值为7．7。由于膜的高效分离作用，处理出水极其清澈，SS和浊度接近于零，同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，同时反应器对进水负荷的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。

6工程投资

本废水处理工程总投资1．8亿元，占地285m×150m。

7结语

本工程将MBR应用于生化处理系统末端，将生化池中的活性污泥进行截留，提高了生化系统中的污泥浓度及处理效率，使出水CODCr的质量浓度达到60mg／L以下。MBR工艺与其它生物处理工艺相比具有无法比拟的优势，它能够高效地进行固液分离，分离效果远好于各种沉淀池；出水水质好，SS和浊度几乎为零；由于膜的高效截留作用，可以将微生物完全截留在反应器内；系统可以实现全程自动化控制；运行管理方便，占地面积小。但MBR工艺同时存在膜污染、膜价格高的问题，相信随着国产膜质量的提高，膜价格的降低，MBR工艺在废水处理中的应用将会越来越广。

作者:贾秀芹单位:中石化南京工程有限公司