1、概況
半導(dǎo)體制造行業(yè)作為用水大戶,每日耗水以千噸計(jì)。隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保要求,工廠每日耗水量有所要求,因而必須對(duì)排放的廢水進(jìn)行回收。
MBR膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)和生物降解技術(shù)的結(jié)合,它可代替?zhèn)鹘y(tǒng)凈水單元的二沉池,是一種高效的凈水處理技術(shù)。膜分離反應(yīng)器的分類(lèi)方式有很多種,其中,浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行能耗較低、管理方便靈活,因此被廣泛用于水處理工藝中[1]。
MBR作為一種新型的凈水工藝,與傳統(tǒng)的活性污泥法相比具有如下特點(diǎn)[2]:
a.固液分離效率高,凈水效果好,耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
由于膜的高效截留作用,MBR工藝可有效截留水中的懸浮物、細(xì)菌、大分子有機(jī)物等。微生物在生物反應(yīng)器內(nèi)不斷積累,系統(tǒng)內(nèi)微生物濃度可達(dá)活性污泥法的5~10倍,降低了污泥負(fù)荷,提高了容積負(fù)荷,使得難降解有機(jī)物可以得到更好的去除,并且具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力。
b.污泥泥齡長(zhǎng),污泥產(chǎn)量少。
膜的分離作用可使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi),實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間和固體停留時(shí)間的完全分離。反應(yīng)器內(nèi)泥齡長(zhǎng),排泥量少,不僅減少了污泥處置費(fèi)用,而且使得一些增殖緩慢的細(xì)菌如硝化菌及難降解有機(jī)物分解菌得到很好的生長(zhǎng),提高了凈水效果。
c.設(shè)備緊湊,占地面積小,自動(dòng)化程度高,操作管理便捷。
MBR也存在一些缺點(diǎn):
a.膜污染。
膜污染直接導(dǎo)致膜通量下降,操作成本增加。目前,膜污染問(wèn)題是制約膜技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一,如何緩解膜污染成為當(dāng)前膜技術(shù)研究領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
b.膜的生產(chǎn)及運(yùn)行成本高。
由于較高的生產(chǎn)和運(yùn)行成本,膜技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用得到了很大的限制[3]。
針對(duì)半導(dǎo)體廢水的特殊性、多樣性。我們針對(duì)其排放的DWWA(一般酸漿廢水)、DOWW(一般有機(jī)廢水)進(jìn)行回收,并設(shè)計(jì)相應(yīng)的MBR處理系統(tǒng)。
2、工程設(shè)計(jì)
2.1 水質(zhì)狀況及設(shè)備參數(shù)
選用上海某大型半導(dǎo)體制造公司車(chē)間排放液,廢水總量為3090m3/d,水質(zhì)狀況見(jiàn)表1。
2.2 工藝流程
DWWA/DOWW廢水進(jìn)入原水調(diào)整池,經(jīng)調(diào)解PH調(diào)整池調(diào)節(jié)后,進(jìn)入曝氣池進(jìn)行生物處理,然后經(jīng)MBR膜進(jìn)行固水分離后進(jìn)入連續(xù)活性炭塔,深度去除TOC后,再經(jīng)過(guò)重力式過(guò)濾器除去顆粒物,最后通過(guò)RO去除水中剩余離子,最后回收至純水系統(tǒng)。
2.3 主要處理構(gòu)筑物和控制程序
原水調(diào)整池、pH調(diào)整池、曝氣池及MBR池、過(guò)濾器水槽采用RC+FRP材質(zhì),連續(xù)活性炭、重力過(guò)濾器采用CS/RL材質(zhì),重力過(guò)濾器采用CS/TEP材質(zhì)。
MBR槽內(nèi)設(shè)9組MBR膜,選用三菱,為PVDF材質(zhì),孔徑為0.4um。
MBR膜參數(shù)如表2:
主要控制儀表:
ORP主要用于檢測(cè)廢水中氧化性物質(zhì),防止大量氧化性物質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng),對(duì)細(xì)菌造成不可逆的損傷;PH計(jì)主要用于監(jiān)控水中PH值并控制NaOH投加量;MLSS用于監(jiān)控水中污泥濃度;TOC/Turb(濁度計(jì))用于監(jiān)控MBR產(chǎn)水水質(zhì)狀況;DO用于監(jiān)控水中溶解氧濃度;負(fù)壓表用于監(jiān)控MBR產(chǎn)水泵的吸入口壓力。
3、MBR膜運(yùn)行
3.1 MBR運(yùn)行情況
經(jīng)過(guò)兩年的連續(xù)運(yùn)行,控制系統(tǒng)進(jìn)水PH在9.3左右,控制MBR污泥濃度在5000mg/L左右,DO在2mg/L左右,MBR產(chǎn)水泵負(fù)壓在-20kpa~-25kpa,MBR產(chǎn)水TOC穩(wěn)定在5mg/L以下,平均去除率達(dá)到95%以上,MBR產(chǎn)水PH在4.5左右,Turb在0.1mg/L以下。
MBR運(yùn)行條件控制:
a.由于半導(dǎo)體行業(yè)排放的DWWA、DOWW廢水營(yíng)養(yǎng)不足,難以維持高濃度的MLSS,故實(shí)際運(yùn)行中控制在5000mg/L左右
b.由于MBR膜易受無(wú)機(jī)金屬垢堵塞,故降低系統(tǒng)運(yùn)行PH值,控制在4.5左右,既可以降低系統(tǒng)NaOH投加量以降低運(yùn)行成本,又可以預(yù)防MBR膜堵塞,降低MBR膜清洗頻率。在兩年的運(yùn)行中,僅進(jìn)行檸檬酸清洗1次。
c.MBR膜產(chǎn)水泵吸入口負(fù)壓控制在-20kpa~-25kpa,實(shí)際運(yùn)行中每月進(jìn)行一次NaClO清洗,此時(shí)負(fù)壓在-25kpa左右。清洗濃度為3000ppm。
d.MBR膜運(yùn)行模式:吸7min停1min,根據(jù)負(fù)壓增長(zhǎng)趨勢(shì)可做調(diào)節(jié)。
e.由于曝氣管長(zhǎng)時(shí)間使用,變干的污泥會(huì)堵塞曝氣孔,因此要進(jìn)行定期清洗。清洗方式如下:停止MBR產(chǎn)水泵及曝氣風(fēng)機(jī),打開(kāi)管路泄氣閥,曝氣管內(nèi)流入池水并關(guān)閉泄氣閥,再打開(kāi)曝氣風(fēng)機(jī)和產(chǎn)水泵。一般每1~6小時(shí)清洗一次。
3.2 MBR出水水質(zhì)
MBR產(chǎn)水TOC在3.5mg/L左右,Tubr濃度小于0.1mg/L系統(tǒng)產(chǎn)水TOC小于0.1mg/L,電導(dǎo)率小于100us/cm,PH在4.5左右,SiO2小于0.1mg/L。
4、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
此系統(tǒng)在舊有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,投入成本約20,000K,運(yùn)行成本約3.8RMB/m3。( >
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