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1、危险废物处置中心废水处理中MBR的应用研究指标BOD5CODSSPHTNNH3-N数值2204002006-94025表3生活污水水质预测指标BOD5CODSSPHTDSNH3-N总硬度氯化物数值105056.5-9100010450300(mg/L)安全Wl煌储诧泊板M压滤机生产废水还收反应梢-中和反庆恰gj中间水池1活污水出水回用水池一化消毒需A-I里水池水化池表1生产废水水质预测（mgL）指标PHCu2+Fe2*Ni2+C产Cr6*数值3-1110-306-153-103-103-8指标Pb”Zn2*CN-BOD5CODSS数值1-310-150.02-226-68250-400350表
2、2生活污水水质预测(mg/L)摘要：随着工业建设的发展，工业废水排放量不断增加，不仅会危及周围生态环境，而且还会影响人们的正常生活和身体健康。而危险废物处置中心主要负责对废水进行处理，为了提高废水处理效果，引入了MBR技术，其既可以使废水处理稳定性问题得到有效解决，而且还可以有效提高废水处理效果。关键词：危险废物处置中心;MBR;处理效果危险废物处置中心一般负责对社会危险废物进行处理，其中高热值危险废物选择焚烧处理，低热值废物（液）选择物化处理，无机危险废物选择固化/稳定化或安全填埋处理。在进行废水处理过程中，所选择的处理方法一般与危险废物的种类、来源有关，由于水质复杂，且存在较大波动，增加了
3、废水处理难度，而MBR技术属于新型即膜生物反应器，其能够使上述问题得到有效解决，进而提高废水处理效果。L危险废物处置中心废水概述通常情况下，危险废物处置中心废水大多数来源于废物运输车洗车水、含重金属废水（液）、焚烧车间地面冲洗水、暂存库、安全填埋场渗滤液、化验试验楼排水、以及生活废水等。因为受废水种类和来源的影响，导致该类废水具有水量、水质波动性大，污染物成分复杂，较高汞、铅、锌、铭、钢等重金属以及可生化性差等特点，这就对处理工艺的选择提出了较高要求。如今，大部分危险废物处置中心选择了“生化处理+物化处理+深度处理”的组合方式，物/化处理系统负责先将废水中所含有的重金属离子去除，随后通过生化处
4、理系统将废水中COD、BOD5等污染物去除，最后通过深度处理阶段，可以使废水中SS、浊度、细菌和难降解有机物等去除，以期满足达标排放或回用利用，该阶段可以结合出水水质要求选择砂滤、活性炭吸附、膜过滤、混凝沉淀、紫外/次氯酸钠消毒以及臭氧氧化等单一或组合处理工艺。2 .MBR技术概述2.1 MBR技术含义MBR又被称之为膜生物反应器，其将膜分离工艺和膜生物处理方法集合在一起，在浓度差、压力差、电位差的作用下，不同粒径的分子分布在半透膜的两侧，借助推动力作用可以实现溶剂中溶质的选择性浓缩和分离。膜生物主要是借助在膜表面生长的活性污泥氧化作用，来实现对溶解性或悬浮性有机物的生物降解与去除，进而达到预
5、期的处理效果。2.2 MBR技术的作用机理按照要求在曝气池中放置MBR膜组件，并通过厌氧、缺氧、好氧曝气以及生物处理后，在泵的作用下，使废水经过滤膜过滤后抽出。MBR技术主要是借助膜分离设备来将截留住生化反应池中的大分子物质和活性污泥，省去二次沉淀池,其大大提高了活性污泥浓度，且可以分别控制污泥停留时间和水力停留时间，在反应器中使难降解的物质不断降解、反映，最终有效去除。MBR膜系统能够使固液分离能力大大提高，并使出水的水质满足国家一级A标准，甚至可直接作为新生水源。基于膜分离与过滤作用下，将会使微生物彻底截留在膜生物反应器中，以达到彻底分离活性污泥龄和水力停留时间的目的，有效改善了传统活性污
6、泥中所存在的污泥膨胀问题。3 .应用实例本次研究选择了某危险废物处置中心中为例进行分析，其包括1条医疗废物处理线、1条危险废物处理线和安全填埋场等相关设施。3.1 进出水水质该处置中心主要负责对医疗废物冲洗废水、危险废物生产废水、生活污水进行处理，其中生产废水Q=125md.如果对储存、清洗、卸料作业区初期雨水给予考虑后，不可预见水量和废水会出现比较大的日波动，从而使生产废水达到了Q=150mdo而现有的生活污水日处理量有Q=25mdo因此，危险废物处置中心设计日处理量为Q=175mdo本次研究中，通过对危险废物处置中心废水进行分析得知其生产废水和生活污水水质如表1,表2所示。为了满足污水处理
7、后可以回用，则要求出水水质满足城市污水再生利用城市杂用水水质标准(GB/T18920-2002)相关标准，如表3所示。3.2 处理工艺本次试瞬过程所选择的处理工艺如图1所示。通过格栅危险废物处置中心废水进入生产废水调节池，并且在中和反应槽、还原反应槽通过物化处理后，与从生活污水调节池中的生活污水混合进入中间水池。而此时在中间水池的污水将会通过水解酸化池和MBR反应器，进而达到生化处理的目的。在生化处理后得到的出水将会通过活性炭过滤器和C1O2消毒装置实现深度处理，最红进入回用水池。3.3 处理效果本次试验过程中所选择的“水解酸化+MBR”组合工艺既可以确保危险废物处置中心物料的稳定性，而且还可
8、以避免水质出现较大范围的波动，从而有效提高废水处理效果。同时，借助MBR技术，还能够很好地适应水质变化，有效提高废水处理系统的稳定性，提高处理效率。此外，“水解酸化+MBR”工艺还能够实现固液高效分离，确保出水水质稳定，在缩短工艺流程和处理时间的同时.，满足国家相关规范和标准。3.4 束语综上所述，对于危险废物处置中心来说，为了提高废水处理效果，则需要结合废水水质来对处理技术给予科学、合理的选择，以此来达到预期的处理目的。如今，“水解酸化+MBR”组合工艺的应用，既能够确保系统运行的稳定性和安全性，而且还可以有效提高N、P元素的去除率，进而使出水水质符合国家标准。参考文献：1方志杰，刘建文，马
9、满英.MBR技术在工业废水处理应用中的研究进展J.广州化工，2019,8（16）：28-29.梁炳坚MBR在废水处理中的应用及生物强化研究进展区域治理，2019,3（10）：137-138.引韩少峰.试论工业废水处理中MBR的应用J.化工管理，2019,9（12）：91-92.MBR工艺在污水处理中的研究进展膜生物反应器（MBR）是高效膜分离技术和传统活性污泥法的结合，几乎能将所有的微生物截留在生物反应器中，这使反应器中的生物污泥浓度提高，理论上污泥泥龄可以无限长，使出水的有机污染物含量降到最低，能有效地去除氨氮，对难降解的工业废水也非常有效。目前，膜工艺正在被广泛用于城市给水的净化以及生活污
10、水和工业废水的处理。1、膜生物反应器的工艺特点膜生物反应器工艺主要有以下特点1：（1）污染物去除效率高，不仅对悬浮物、有机物去除效率高，且可以去除细菌、病毒等，设备占地小；（2）膜分离可使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间和污泥泥龄的完全分离，使运行控制更加灵活、稳定；（3）生物反应器内的微生物浓度高，耐冲击负荷；（4）有利于增殖缓慢的微生物，如硝化细菌的截留和生长，系统硝化效率得以提高，同时可提高难降解有机物的降解效率；（5）传质效率高，氧转移效率高达26%60%左右；（6）污泥产量低；（7）出水水质好，出水可直接回用；（8）易于实现自动控制，操作管理方便。2、膜生物反应器
11、运行的影响因素膜生物反应器由膜分离单元与生物处理单元组成，因此影响MBR稳定运行的因素不仅包括常规生物动力学参数：有机负荷、污泥浓度、污泥负荷等，还包括膜分离的相关参数：膜的固有性质（膜材料、膜孔径、荷电性等）、滤液的性质、操作方式、反应器的水力条件等。其中生物动力学参数主要影响MBR的处理效果，膜分离参数主要影响MBR的处理能力。2.1、 影响MBR稳定运行的生物动力学参数2.1.1、 有机负荷研究表明：好氧MBR出水受容积负荷与水力停留时间(HRT)的影响较小，而厌氧MBR出水受容积负荷与HRT的影响较大。吴志超采用好氧MBR处理巴西基酸生产废水发现:COD容积负荷分别为12kg(m3d)
12、,24kg(m3d),36kg(m3d),48kg(m3d)时，出水COD浓度变化不大；且HRT对出水水质无明显的影响。而何义亮用厌氧MBR处理高浓度食品废水却发现：当COD容积负荷从2kg(m3d)升高到45kg(m3d),COD去除率从90%下降至70%；且HRT对处理效果有重要影响。对这些研究的比较发现：在好氧MBR中，污泥浓度随容积负荷的增加迅速升高，有机物去除速率加快，污泥负荷基本保持不变，从而抑制出水水质的恶化；而在厌氧MBR中，污泥浓度升高缓慢，因此厌氧MBR出水水质易受容积负荷的影响2。2.1.2、 污泥浓度许多研究都表明污泥浓度与溶解性微生物产物是影响膜通量的重要参数。这些研
13、究成果表明：一定条件下污泥浓度越高，膜通量愈低。顾平在一体式MBR处理生活污水的研究却发现：当曝气强度足够大时(气水比近似100：1),MLSS由10gL变化到35gL时，MLSS与膜通量没有明显的相关性；但如果降低曝气强度，MLSS对膜通量可能产生一定的影响。污泥浓度对膜通量的影响程度与曝气强度、膜面循环流速、水力学条件等密切相关。桂萍应用正交试验的方法对一体式MBR中膜污染速度与污泥浓度、曝气量和膜通量的关系进行考察，研究结果表明：不同污泥浓度均存在一个污泥在膜表面大量沉积的临界膜通量，当膜通量小于临界膜通量，膜污染主要由溶解性有机物在膜面的沉积引起；当膜通量大于临界膜通量，膜污染主要由悬
14、浮污泥在膜面的沉积引起；在污泥浓度较低时，曝气强度对膜的污染影响不大，在中、高污泥浓度条件下，增加曝气强度有利于减缓膜污染；临界膜通量J与污泥浓度MLSS和曝气强度QA有以下关系：QA/J=8.34e0.07MLSSo2.1.3、 微生物群落微生物群落决定污泥特性。然而，目前有关好氧膜生物反应器中的微生物群落及其生物动力学特性却知之甚少。同常规活性污泥法相比，膜生物反应器的污泥龄长且污泥负荷低。虽然在常规活性污泥法中较长的污泥龄有助于高一级微型动物(原生和后生动物)的产生，但现有的研究表明，当膜生物反应器长时间不排泥时，污泥中很少或没有原后生动物出现，遗憾的是至今并不清楚为什么会出现这种现象。
15、因为膜生物反应器中微生物群落的多样性和复杂性，以及现有的常规研究方法和分析手段的局限，所以，非常有必要研究和开发新的方法和手段，以便全面揭示膜生物反应器中的微生物群落及其生物动力学特性。现代新型分析技术(如分子生物技术)为我们进一步了解膜生物反应器中的微生物群落提供了可能7。例如，采用荧光原位杂交对膜生物反应器中的污泥进行分析，结果表明：膜生物反应器中微生物群落含有的细菌细胞远少于常规活性污泥法，并且膜生物反应器的低污泥产率来自于微生物的内源呼吸而不是生物捕食。此外，结果也表明：MBR中的微生物群落和其多样性不同于常规活性污泥法；MBR适宜于氨氧化菌的生长；MBR中的硝化菌通常为不同形状(如卵
16、形、圆形)的串状，小颗粒污泥中的硝化菌含量高于其在大颗粒污泥的含量。2.2、 影响MBR稳定运行的膜分离参数由于膜通量的提高、膜寿命的延长会大幅度降低MBR的运行费用，因此，在保证出水水质的前提下，膜通量应尽可能大，这样可减少膜的使用面积，降低基建费与运行费用。因此控制膜污染，保持较高的膜通量，是MBR研究的重要内容。而膜通量与膜材料、操作方式、水力条件等因素密切相关8。2.2.1、 膜的选择现有膜可分为有机膜和无机膜两种。由于较高的投资成本限制了无机膜生物反应器在我国的广泛应用，国内MBR系统普遍采用有机膜。常用的膜材料为聚乙烯、聚丙烯等。分离式MBR通常采用超滤膜组件，截留分子量一般在23
17、0万。截留分子量越大，初始膜通量越大，但长期运行膜通量未必越大。张洪宇9进行无机膜的通量衰减试验表明:孔径0.2m的膜比0.8m的膜更适合于MBRo何义亮10用PES（磺化聚酸碉）平板膜组件进行膜通量衰减规律的研究发现：在该试验条件下，膜初始通量衰减主要是由于浓差极化引起,膜截留分子量愈小，通量衰减率愈大；膜长期运行的通量衰减主要是由于膜污染引起、膜截留分子量愈大，通量衰减幅度愈大，化学清洗恢复率愈低。对于一体式MBR,既可用超滤膜，也可使用微滤膜。由于膜表面的凝胶层也起到了过滤作用，在处理生活污水时，微滤膜与超滤膜的出水水质没有明显差别，因此一一体式MBR多采用0.10.4m微滤膜。2.2.
18、2、 操作方式的优化当膜材料选定后，其物化性质也就基本确定了，操作方式就成为影响膜污染的主要因素。为减缓膜污染，反冲洗是维持分置式MBR稳定运行的重要操作，樊耀波11通过确定最佳反冲洗周期，使分置式MBR的膜通量达到60L（m2h）o针对一体式MBR,YamamOto提出间歇式抽吸方式可有效减缓膜污染，桂萍12通过研究进一步指出：缩短抽吸时间或延长停吸时间和增加曝气量均有利于减缓膜污染、抽吸时间对膜阻力的上升影响最大，曝气量其次。不仅污泥浓度、混合液粘度等影响膜通量，混合液本身的过滤性能，如活性污泥性状，生物相也影响膜通量的衰减。有研究表明：粉末活性炭与絮凝剂的加入有助于改善泥水分离性能，形成
19、体积更大、粘性更小的污泥絮体，减少了膜堵塞的机会。但絮凝剂的过量加入会使污泥活性受到抑制，影响反应器的处理能力和处理效果。2.2.3、 水力学特性的改善改善膜面附近料液的流体力学条件，如提高流体的膜面流速，减少浓差极化，使被截留的溶质及时被带走，能有效降低膜的污染，保持较高的膜通量。黄霞13、何义亮分别采用PAN（聚丙烯睛）平板式超滤膜、PAN（聚丙烯睛）/PS（聚碉）管式膜组件考察不同膜面循环流速下污泥浓度对膜通量的影响，发现MLSS对膜通量的影响程度与膜面循环流速有关。大量试验表明：污泥过膜流态为层流，远比紊流时易于堵塞，因此从理论上确定不同污泥浓度下紊流发生的最小膜面流速Vmin有重要意
20、义。邢传红14研究发现：最小膜面流速与污泥浓度之间呈良好的线性关系。但他们对临界膜面流速的计算值可能偏高，因为污泥沿流道流动的过程中，水同时透过膜流出，增加了流体在垂直方向的紊动，从而在一定程度上降低了下临界雷诺数（Rek）。何义亮的发现证实了这一推论，平板膜组件从紊流到层流的Rek为1083,外压管式膜组件的Rek为966,均小于一般牛顿流体的下临界雷诺数2000o分置式MBR中，一般采用错流过滤的方式，这有助于防止膜面沉积污染。对于一体式MBR,设计合理的流道结构，提高膜间液体上升流速，使较大的曝气量起到冲刷膜表面的错流过滤效果显得尤为重要。刘锐15通过均匀设计试验，得到适合活性污泥流体的
21、膜间液体上升模型，提出反应器结构对液体上升流速的影响：在同样的曝气强度下，反应器越高，上升流通道越窄，下降流通道与底部通道越宽，则越能获得较大的膜间错流流速。3、结论膜生物反应器是一种新型废水处理系统，具有许多突出的优点，已引起世界各国的普遍关注。国外膜生物反应器在污水处理中的应用范围和规模不断增加，其中绝大部分是好氧膜生物反应器，并且一体式膜生物反应器的应用数量略大于分置式膜生物反应器。中小规模的污水处理厂可能采用膜生物反应器更便宜，但大规模的污水处理厂宜采用常规工艺。然而，膜污染依然是影响其推广应用的主要障碍。膜污染的影响因素和控制对策很多，但值得注意的是采用空气喷射方法在中空纤维膜内形成
22、活塞流，从而可有效减轻膜污染和提高膜通量。今后的研究主要应集中在以下两方面：(1)开发低成本、高性能的耐污染膜。解决膜的成本高、寿命短、易受污染问题是影响膜生物反应器能否推广应用的重要因素。现在，已研制出聚酰胺系列、聚丙酰胺系列等有机膜及耐高温、耐高压的无机膜。近来，人们开始着眼于仿生膜的制备研究。生物膜具有极好的传递性能、分离性能、选择性能和生物兼容性。随着膜科学的发展，低成本、高性能的耐污染膜必将出现。(2)开发新型膜生物反应器。膜生物反应器的构型有分置式和一体式，膜组件有板式、管式、卷式、中空纤维管式、毛细管式等，运行方式有间歇和连续式。根据不同的水质及处理要求，用不同的膜及膜组件与各种
23、好氧和厌氧生物废水处理技术相结合，开发处理能力更大、耐污染能力更强、运行更经济的新型膜生物反应器，其应用将会得到更广泛的推广。参考文献1殷峻，陈英旭.膜生物反应器中的膜污染问题.环境污染治理技术与设备，2001,2(3)：62-67郑祥，魏源送等.膜生物反应器在我国的研究进展.给水排水，2002,28(2)：105-110引吴志超.膜生物工艺和活性污泥法处理巴西基酸生产废水的对比试验研究.中国给水排水，2000,16(3)：57-604何义亮.厌氧MBR处理高浓度食品废水的应用.环境科学，1999,20(6)：53-555顾平.应用膜生物反应器处理生活污水的研究.中国给水排水，1998,14(
24、5)：686桂萍.一体式膜生物反应器污水处理特性及膜污染机理研究学位论文.北京：清华大学，19997魏源送，郑祥，刘俊新.国外膜生物反应器在污水处理中的研究进展.工业水处理，2003,(1)：1-78郑祥，刘俊新.膜生物反应器的技术经济分析.给水排水，2002,28(3)：105-1089张洪字.陶瓷膜生物反应器处理生活污水的研究.南京化工大学学报，2000,22(2)：394210何义亮.厌氧超滤膜生物反应器裁留分子量研究.中国给水排水，1999,15(9)101211樊耀波.膜生物反应器中膜的最佳反冲洗周期.环境科学学报，1997,17(4)：4394312桂萍.膜生物反应器运行条件对膜过滤特性的影响.环境科学，1999,19(3)：381U引黄霞.膜一活性污泥法组合工艺的污水处理特性研究.资源、发展与环境保护(第三届海峡两岸环境保护学术研讨论文集)，199514邢传红.超滤膜生物反应器处理生活污水及其水力学研究.环境科学，1997,18(5)：192115刘锐.一体式膜生物反应器的水动力学特性.环境科学，2000,21(5)：4750
