MBR乙烯廢水處理論文
時(shí)間:2022-03-31 08:57:52
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1工程概況
中石化某乙烯生產(chǎn)裝置所產(chǎn)生的廢水主要來(lái)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(huán)氧乙烷/己二醇、聚丙烯、MTBE/丁烯-1等生產(chǎn)裝置及配套設(shè)施排出的生產(chǎn)廢水、初期雨水和生活污水及全廠事故水池中的不達(dá)標(biāo)廢水。各裝置廢水經(jīng)調(diào)節(jié)、中和、聚結(jié)除油、氣浮預(yù)處理后,依次進(jìn)入純氧曝氣池、mbr,出水進(jìn)入出水池經(jīng)監(jiān)測(cè)合格后外排或回用。設(shè)計(jì)廢水量為500m3/h。
2MBR工藝設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)
裝置內(nèi)廢水經(jīng)預(yù)處理后,進(jìn)入MBR生化處理系統(tǒng)處理,出水水質(zhì)要求達(dá)到GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),CODCr質(zhì)量濃度要求達(dá)到中石化企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)即60mg/L。
2.2工藝流程技術(shù)說(shuō)明
MBR生化處理系統(tǒng)由配水井、水解池、曝氣池、MBR膜池及其配套設(shè)施組成。
(1)配水井。水解池前設(shè)置配水井,用來(lái)收集前端處理來(lái)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(xì)菌的作用下,將廢水中的部分大分子、長(zhǎng)鏈有機(jī)物質(zhì)水解為易于生化的小分子、短鏈的有機(jī)物,從而提高廢水的可生化性。池內(nèi)設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C(jī),使廢水與MBR膜池回流污泥呈懸浮狀態(tài),利于水解過(guò)程的有效進(jìn)行。水解池出水自流進(jìn)入曝氣池。
(3)曝氣池。曝氣池是水中污染物主要的降解場(chǎng)所,同時(shí)實(shí)現(xiàn)微生物的增殖。曝氣池采用離心鼓風(fēng)機(jī)和微孔曝氣器相結(jié)合的充氧方式,為廢水在此區(qū)內(nèi)進(jìn)行有機(jī)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(shè)置在線溶解氧測(cè)定儀,實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)混合液中的溶解氧情況,控制出口溶解氧質(zhì)量濃度為2.0mg/L左右。為防止廢水中的毛發(fā)等纖維狀的物質(zhì)進(jìn)入后續(xù)MBR膜池,在曝氣池出水渠道上設(shè)置2mm×2mm不銹鋼格網(wǎng),廢水流經(jīng)格網(wǎng)后自流進(jìn)入MBR膜池。
(4)MBR膜池。MBR膜池中安裝有膜組件,通過(guò)膜的過(guò)濾實(shí)現(xiàn)泥水分離,活性污泥被截留在膜外,膜內(nèi)清水經(jīng)MBR產(chǎn)水泵提升至出水池外排或回用。
(5)污泥池。MBR膜池末端設(shè)有污泥池,設(shè)置污泥回流泵將膜池混合液回流至配水井,設(shè)計(jì)最大回流比為150%,MBR膜池污泥質(zhì)量濃度控制在不低于3000mg/L。剩余污泥根據(jù)工藝運(yùn)行情況排入剩余污泥井。
2.3MBR化學(xué)清洗設(shè)施
由于存在膜污染,MBR膜組件需要定期進(jìn)行化學(xué)清洗,以保證過(guò)濾工作正常進(jìn)行。膜組件的化學(xué)清洗分為3種:
(1)在線自動(dòng)低濃度維護(hù)性清洗。在線自動(dòng)低濃度維護(hù)性清洗采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(jī)物。清洗頻率為每周1次。
(2)在線高濃度恢復(fù)性清洗。在線高濃度恢復(fù)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(wú)機(jī)物。清洗頻率為每3個(gè)月1次。
(3)停運(yùn)清洗。當(dāng)膜組件受到意外污染或在線清洗不能恢復(fù)膜通量至設(shè)計(jì)水平時(shí),可通過(guò)單格停運(yùn)進(jìn)行化學(xué)清洗的方法來(lái)恢復(fù)通量、延長(zhǎng)膜的壽命。同時(shí),另外設(shè)置2格膜化學(xué)清洗池作為最后的清洗措施。
3MBR控制系統(tǒng)
本工程采用DCS自動(dòng)控制系統(tǒng),大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減少人工,從而節(jié)約運(yùn)行管理費(fèi)用。為延緩膜的污堵,MBR系統(tǒng)采用恒液位出水方式,產(chǎn)水泵入口設(shè)置調(diào)節(jié)閥。出水管路上設(shè)置孔板流量計(jì),通過(guò)設(shè)定流量與檢測(cè)流量的比較,自動(dòng)控制MBR產(chǎn)水泵的運(yùn)行頻率,從而保證膜系統(tǒng)的恒液位出水。產(chǎn)水泵入口設(shè)置壓力變送器,壓力變送器用來(lái)監(jiān)測(cè)跨膜壓差,當(dāng)跨膜壓差達(dá)到設(shè)定值(25kPa)后進(jìn)行報(bào)警并自動(dòng)停泵,提示操作者手動(dòng)啟動(dòng)恢復(fù)性反洗程序,以保證膜系統(tǒng)不受損害。膜組件底部設(shè)有空氣吹掃系統(tǒng),連接吹掃風(fēng)機(jī),受DCS程序控制。正常工作時(shí)為連續(xù)吹掃,當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入在線化學(xué)清洗程序時(shí),吹掃系統(tǒng)暫停,清洗結(jié)束時(shí),自動(dòng)開(kāi)始運(yùn)行。MBR產(chǎn)水泵間歇運(yùn)行,由DCS組態(tài),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制運(yùn)行。產(chǎn)水泵與吹掃風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖,當(dāng)風(fēng)機(jī)停止工作時(shí),產(chǎn)水泵不能被啟動(dòng)。膜池設(shè)置靜壓式液位計(jì),在膜池液位低于膜組件保護(hù)液位時(shí),進(jìn)行報(bào)警并聯(lián)鎖停泵,在膜池液位達(dá)到設(shè)定高液位時(shí)報(bào)警,保證膜池液位穩(wěn)定?;亓魑勰嗪褪S辔勰喙艿郎显O(shè)置流量計(jì),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)回流污泥量和剩余污泥排放量。
4主要廢水處理構(gòu)筑物和設(shè)備
(1)水解池。水解池2座,地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),有效容積為1524m3,廢水停留時(shí)間為6.1h。每座水解池內(nèi)設(shè)有潛水?dāng)嚢铏C(jī)1臺(tái),攪拌機(jī)葉輪直徑為615mm,轉(zhuǎn)速為480r/min,電機(jī)功率為5kW。
(2)曝氣池。曝氣池2座,地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),有效容積為1524m3,廢水停留時(shí)間為6.1h。為防止出水短流,每格曝氣池分為3個(gè)廊道,池內(nèi)均勻布置管膜式微孔曝氣器360個(gè),長(zhǎng)度1000mm,外部供氣經(jīng)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(jié)構(gòu),有效容積為230m3,廢水停留時(shí)間為1.8h。膜池中安裝有5套膜組件,整個(gè)膜池一共設(shè)置20套膜組件。膜絲為PVDF材質(zhì)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(yùn)行效果分析
廢水處理裝置于2012年8月完工并投入運(yùn)行,經(jīng)過(guò)2a多的運(yùn)行,處理后出水水質(zhì)達(dá)到GB8978—1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。2014年5月份MBR出水CODCr、NH3-N、油的平均質(zhì)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(shí),膜分離也使微生物被完全被截流在生物反應(yīng)器內(nèi),使得系統(tǒng)內(nèi)能夠維持較高的微生物濃度,不但提高了反應(yīng)裝置對(duì)污染物的整體去除效率,同時(shí)反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水負(fù)荷的各種變化具有很好的適應(yīng)性,耐沖擊負(fù)荷,能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)。
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(jié)語(yǔ)
本工程將MBR應(yīng)用于生化處理系統(tǒng)末端,將生化池中的活性污泥進(jìn)行截留,提高了生化系統(tǒng)中的污泥濃度及處理效率,使出水CODCr的質(zhì)量濃度達(dá)到60mg/L以下。MBR工藝與其它生物處理工藝相比具有無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),它能夠高效地進(jìn)行固液分離,分離效果遠(yuǎn)好于各種沉淀池;出水水質(zhì)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(yīng)器內(nèi);系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化控制;運(yùn)行管理方便,占地面積小。但MBR工藝同時(shí)存在膜污染、膜價(jià)格高的問(wèn)題,相信隨著國(guó)產(chǎn)膜質(zhì)量的提高,膜價(jià)格的降低,MBR工藝在廢水處理中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣。
作者:賈秀芹單位:中石化南京工程有限公司