MBR+RO雙膜法在危廢處置場廢水處理中的應用

危險廢物處置場生產過程中產生的廢水有毒有害成分較為複雜、汙染程度較為嚴重、營養比例失調、可生化性差，而且受物料來源和種類影響，該類廢水還具有水質、水量波動性大的特點。因此，廢水處理所選的工藝適應性要強，且應有一定的餘量，以適應廢水水量和水質的不均勻變化，傳統的物化+生物處理工藝很難達到穩定的處理效果，必須經過深度處理後才能確保達標排放。

1工程概況

1.1廢水來源及水量

廣東某危險廢物處置場年綜合利用及處理危險廢物約7.5×104t，包括廢礦物油和乳化液、染料塗料廢物、表面處理廢物、含銅廢物、無機氰化物廢物、廢酸、廢鹼以及廢有機溶劑等。廢水主要由生產廢水、車間地面衝洗水、運輸車輛及容器衝洗水、化驗室排水、生產區初期雨水和生活汙水等組成，廢水量為300m³/d。

1.2進出水水質

根據本項目環評報告書要求，生產廢水需經各車間預處理後進入廢水處理站，經預處理後的廢水汙染物濃度已經大大下降，主要汙染指標有COD、NH3-N、SS、石油類及少量重金屬離子。外排廢水執行地表水環境質量標準（GB3838－2002）Ⅴ類標準和廣東省地方標準水汙染物排放限值（DB44/26－2001）第二時段一級標準。進水及出水水質標準見表1。

2處理工藝

2.1工藝選擇及工藝流程

當前危廢處置場廢水的處理一般採用物化處理+生化處理+深度處理的組合工藝，含重金屬離子廢水先進入物化處理系統去除重金屬離子，然後進入生化處理系統去除COD、BOD5、NH3-N等汙染物，最後經過深度處理後達標排放或回用。

1）物化處理：重金屬廢水的物化處理技術主要有電解還原法、化學沉澱法、離子交換法、反滲透和電滲析法等。危廢處置場廢水中含有重金屬，而且部分是以各種絡合態存在的，目前國內關於此類廢水的物化預處理多採用化學沉澱法。廢水中多數重金屬離子能與OH-結合生成溶度積很小的氫氧化物沉澱而與水分離，但由於某些重金屬離子的氫氧化物溶度積較大，而一般重金屬硫化物溶度積比氫氧化物的溶度積小得多，且硫化物具有良好的破絡作用，採用硫化物反應沉澱法可進一步降低廢水中重金屬離子濃度。考慮到本項目廢水特點，採用鹼沉澱法與硫化法相配合的組合工藝，可保證重金屬離子去除的全面性。

2）生化處理：危廢廢水的生化處理應用較為廣泛的是水解酸化法、活性汙泥法、生物接觸氧化法、曝氣生物濾池等工藝。結合本項目廢水特點，採用水解酸化+生物接觸氧化工藝。水解酸化主要是利用厭氧過程中的水解酸化階段將水中結構複雜的大分子有機物分解成易降解的小分子有機物，將不溶性有機物水解成溶解性物質，提高廢水的可生化性。生物接觸氧化池設有高效組合填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長於填料表面，部分則是絮狀懸浮生長於水中，因此它兼有活性汙泥法與生物膜法二者的特點，利用好氧微生物的凝聚、吸附、氧化分解等作用，將廢水中的有機物充分降解。

3）深度處理：深度處理階段進一步去除水中殘餘的有機物、濁度、硬度、鹽分和細菌等，使廢水最終達到排放或回用的標準，根據出水水質要求可採用紫外/次氯酸鈉消毒、活性炭吸附、臭氧氧化、膜過濾等單一或組合處理工藝。近年來，多樣性的膜技術組合工藝得到越來越多的應用，將不同的膜技術組合而成的膜集成技術系統能發揮各種膜技術優勢，由此形成廢水深度處理、再生水回用的新工藝，其中MBR+RO雙膜技術的開發應用，就取得了良好的效果。通過RO對MBR處理出水進行深度去離子軟化處理，可達到危廢處置場廢水完全達標排放或再生回用目的。

工藝流程見圖1。

2.2主要構築物及設備參數

主要構築物見表2。

1）格柵調節池：停留時間48h，設有隔油、隔渣裝置；採用穿孔曝氣管預曝氣，攪拌強度3m³/(m²˙h)。

2）物化組合池：包括pH調節池、反應池、混凝池、絮凝池和斜管沉澱池。採用投加NaOH、Na2S、PAC和PAM等去除廢水中的重金屬離子，反應時間為30min，採用機械攪拌；沉澱池安裝Φ80PVC蜂窩斜管，表面負荷為1.0³/(m²˙h)。

3）A/O池：A段停留時間8h，設有生物填料和液下攪拌機；O段停留時間12h，安裝生物填料和管式微孔曝氣器，氣水比15:1，DO值2～4mg/L，BOD負荷0.15kg/(m³˙d)。

4）MBR系統：由膜組件、生物反應器、膜清洗系統和PLC系統組成。MBR膜材質為PVDF，設計通量為15L/(m²˙h)，一周期產水9min，停產1min，衝刷曝氣量3～5Nm³/(m²˙h)，MLSS控制在4～5g/L。

5）RO系統：由進水泵、5μm保安過濾器、高壓泵、膜組件、加藥和清洗系統以及PLC系統組成。膜組件採用中空纖維低壓反滲透膜，材質為聚醯胺，標準脫鹽率為99.5%。系統由18支膜組件組成，分別安裝在6根壓力容器內，RO設計產水率為66%，出水電導率≤30μS/cm。

6）MVR系統：RO系統的濃水回用於生產車間製漿等工序，剩餘部分採用機械蒸汽再壓縮（MVR）進行蒸發濃縮處理（與生產車間MVR系統共用），MVR冷凝水達標排放，蒸餾殘渣與廢水站汙泥統一委外處置。

3運行效果

經過3個月的連續運行，該廢水處理系統出水效果一直穩定，出水水質達到並優於設計水質要求。以某一時段的產水水質數據為例，結果如表3和圖2所示。

從表3和圖2可知，經物化預處理和A/O生化處理後進入MBR的原水COD和NH3-N的質量濃度分別為98mg/L和7.2mg/L，而MBR出水中相對應的指標降至42mg/L和2.1mg/L以下，MBR系統出水中SS指標基本控制在0.3mg/L以下，出水SS指標優異，經進一步檢測，MBR出水濁度小於0.1NTU，SDI值小於3NTU，說明MBR出水可以直接滿足RO進水水質要求。而經過RO系統處理後出水COD、NH3-N以及SS指標分別在20mg/L、0.8mg/L和0.05mg/L以下，重金屬離子可幾乎完全去除，經過反RO處理後產水的電導率由原水的2340～2530μS/cm穩定降到9.0～19.5μS/cm，說明RO產水水質也達到了設計要求，經雙膜法工藝深度處理後，最終產水能完全達到再生水標準。

4經濟效益分析

廢水處理系統的總造價為312萬元，其中土建工程155萬元，MBR系統造價22.4萬元，RO系統造價39.2萬元，其它設備、材料和安裝調試工程等造價95.4萬元。廢水站直接運行成本為噸水3.67元（未含設備折舊費），其中電費1.57元/t，藥劑費1.54元/t，人工費0.56元/t。

5結論

1）採用MBR+RO雙膜技術深度處理危廢處置場廢水，出水滿足GB3838－2002Ⅴ類標準的排放要求，並達到回用水標準，可實現廢水的「零」排放。

2）MBR+RO雙膜法的應用，彌補了單獨使用MBR或RO的不足，可以省略RO進水的預處理工序，減少工藝流程，節省工程投資，充分發揮了雙膜的組合優勢，是危廢處置場廢水深度處理與回用的一個新方向。

3）危廢處置場廢物來源不穩定，因此廢水水質也有較大的差別，尤其是重金屬含量無規律可循，應保證調節池有足夠的容量，並加強系統物化預處理的能力。

4）採用MBR與RO膜技術集成的關鍵是如何保證MBR的產水穩定，且達到RO膜的進水要求。在實際運用中還應繼續研發新型高效的膜，著力解決膜汙染的問題，延長膜的使用壽命，降低膜的投資、運行和維護的成本。

編輯：李豔茹