焦化厂产生废水处理MBR膜案例

1、环境监测与治理技术专业教学资源库焦化厂生产废水MBR膜处理工艺1 总论某焦化厂产生废水为8090m3/h。焦化厂现有一座废水处理站对产生的废水进行处理，处理过程中需对原水进行1：1稀释，好氧池需添加进口生物酶，出水达到污水综合排放标准(GB8978-2002)中的一级排放标准。为了响应国家节能减排的号召，节约废水处理系统外加新水水量及减少废水排放总量，需对废水处理站进行改造。改造后使外加新水大幅减少，不添加生物酶，废水经处理后达到污水综合排放标准(GB8978-2002)中的一级排放标准。2 工程规模及处理水质2.1设计规模及水质1) 设计规模根据焦化实际废水量，本工程设计规模为100m3/h

2、。2) 设计水质设计进入废水处理站的原水水质为：表1 废水指标项目指标pH69温度3040CODCr1500mg/LNH3-N150mg/L油20mg/LSS100mg/L氰化物10mg/L酚250mg/L2.2排放要求根据业主要求，出水应达到污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级排放标准，具体如下： 表2 废水指标 单位：mg/L（除pH）项目pHNH3-NCODCrSSHCN挥发酚油出水水质6915100700.50.553 污水处理站设计3.1工艺流程本项目污水治理工艺选择在满足处理能力和水质要求的前提下，结合本工程的特点，采用以下原则：1）采用先进高效、经济合理的污水处理工

3、艺，在去除有机污染物的同时，满足脱氮的要求。2）采用流程简洁、运行管理方便的处理工艺。3）能耐一定水量与水质的冲击负荷。4）运行安全可靠，操作简单方便，调节灵活。5）降低污泥产量，简化污泥的后处理。6）本工程为改造工程，尽量利用原有设施。3.2工艺流程的选择根据本项目的进出水水质，确定采用HSBEMBM®环境治理微生物技术，利用现有A2/O工艺，增加MBR膜系统。使太钢焦化废水处理达到污水综合排放标准(GB8978-1996)中一级排放要求。HSBEMBM®环境治理微生物技术是一种基于固定化细胞技术为核心的生物流化态工艺。1）原理概况HSBEMBM®环境治理微生物

4、技术载体吸附了高效微生物和污染物在池内呈流化状态，使固（生物膜）、液（废水）、气（空气）3相之间得到充分接触，颗粒之间剧烈碰撞，生物膜表面不断更新，微生物始终处于生长旺盛阶段。该技术能使床内保持高浓度的生物量，传质效率极高，从而使废水的基质降解速度快，水力停留时间短，耐冲击负荷能力强。HSBEMBM®菌群，是多属多种的环境微生物由固定化细胞技术制成的微生物制剂；由活性炭作为载体，可依不同水质特性加以调配和驯化，在生化池各处理段中，根据各段生化系统功能和作用污染物含量及特点不同，经过一段时间的适应驯化，针对系统中不同的污染物可以形成不同的高效的污染降解生物链。经过驯化处理后的HSBEM

5、BM®菌群可以耐受很高的污染物浓度，抗冲击能力强。HSBEMBM®微生物菌群，经过特殊驯化及强化，其特性如下： 菌群本身无毒性、无致病性、不会造成二次污染；去除CODCr、BOD5速度快、能力强； 去除NH3-N及难降解有机物的能力独特； 污泥沉降性能佳、紧密度高，稳定性好、污泥产量少； 生物制剂一次投加，无需补充，运行成本低廉，故障率低；对pH值适应性强，69范围都能保持良好的处理效率。2）HSBEMBM®采用固定化细胞技术处理氨氮废水 焦化废水中COD、酚、氰和氨氮浓度比较高，实践表明传统工艺通常要加大量的稀释水，系统才能良好运行。微生物去除氨氮需经过好氧硝化

6、、兼氧（缺氧）反硝化两个阶段。硝化菌、脱氮菌的增殖速度慢，要想提高去除率，必须要较长的停留时间和较高的细菌浓度。在低温、低pH值的条件下，固定化细胞能够保留比未包埋细胞更高的脱氮活性，在固定化载体中可以增殖。固定化细胞技术在处理氨氮废水中的主要优势在于可通过高浓度的固定细胞，提高硝化和反硝化速度，同时还可以使在反硝化过程低温时易失活的反硝化菌保持较高的活性。3)经对同类型废水的实际运行，得出如下结论： 脱氮是HSBEMBM®环境治理微生物技术的一个重要特点，要实现理想的脱氮效果，硝化反应彻底与否是关键。HSBEMBM®菌群来源广泛，经过特殊驯化及强化具有极佳的硝化能力，HS

7、BEMBM®制剂中硝化菌的反应速率，可以比常规活性污泥法提高50200左右，而常规的活性污泥法硝化菌的活性较差，抗氨氮负荷的能力较差。HSBEMBM®微生物制剂大大提高了系统的抗冲击能力同时也减少了反应器的体积，减少投资成本及运行费用。HSBEMBM®环境治理微生物技术在脱除氨氮反应的硝化过程中效果明显，废水经处理后NH3-N含量可降至5mg/l以下。HSBEMBM®环境治理微生物处理技术由于具有完整的分解链，底物分解彻底，产泥量少，只及常规活性污泥法的1/10以下，这样大大减少污泥产量，减少污泥处置的费用。同时可以大大增加污泥的泥龄，使优势菌群在系统得

8、以充分积累，提高系统的处理能力。 4）新型脱氮工艺脱氮是污水中的含氮有机物被异养微生物氧化分解，转化为氨氮；然后再由硝化细菌将其转化为NO2-和NO3-；最后由反硝化细菌把NO2-和NO3-转化为N2，从而达到最终彻底脱氮的目的。基于固定化细胞技术生物流化态微生物技术可以在实施传统脱氮的基础上还可以实现“短程硝化反硝化脱氮”，“同时硝化反硝化脱氮”，“好氧反硝化”，“厌氧氨氧化”等新型脱氮途径。“短程硝化反硝化脱氮”工艺则是把氨氮氧化控制在NO2-阶段，然后进行反硝化：“短程硝化反硝化脱氮”工艺可以节省硝化曝气量、硝化碳源和反硝化反应器容积。“同时硝化反硝化脱氮”工艺在同一个反应器中同时实现硝

9、化和反硝化。它能使异养硝化和好氧反硝化同时进行，从而实现低碳源条件下的高效脱氮。兼性厌氧反硝化菌可以使用硝酸盐和亚硝酸盐作为最终电子受体实现“好氧反硝化”。厌氧氨氧化：氨也可以作为反硝化的无机物电子供体。目前我们在工程实践中发现 Nitrosomonas eutropha(亚硝化单胞菌)能够进行这种生物化学反应。在反硝化流化态反应器中，氨和硝酸盐同时消失 5 NH4+3NO3-4N2+9H2O+2H+ G0-297kJ/molNH4+ 这个厌氧氨氧化过程的总反应是产能的，在理论上可以提供能量供微生物生长。亚硝酸盐是最合适的电子受体：NH4+NO2-N2+2H2O G0-358kJ/molNH4

10、+四种新型脱氮途径的实现，可以以较低的成本来大幅度提高生物脱氮效率。本设计特别推荐的HSBEMBM®环境治理微生物技术是一项先进的高浓度废水生化处理技术。4工艺设计4.1 工艺流程：厌氧池、缺氧池和好氧池中投加HSBEMBM®微生物制剂。废水进入调节池进行均质、均量；事故时入事故池。均化后泵入除油池物理除油，除油池出水自流入气浮池。气浮出水自流入厌氧吸水井，然后泵入厌氧池。厌氧池出水自流入回流吸水井后泵入缺氧池，缺氧池用潜水搅拌，好氧采用鼓风曝气。好氧池后端增加膜组件, MBR出水直接进入处理后吸水井以备回用。好氧池出水自流入二沉池，二沉池出水自流入回流吸水井，二沉池污泥回

11、流至缺氧池。改造后工艺流程框图见图1：图1 工艺流程框图4.2 改造方案说明本改造方案不拆除现有的构（建）筑物，尽量利用原有设施。改造内容为：在厌氧池、缺氧池、好氧池中投加HSBEMBM®微生物制剂。缺氧池移除填料，增加潜水搅拌机。好氧池后段增加MBR膜系统，MBR出水直接进入后处理吸水井。二沉池污泥回流至缺氧池。其他功能单元均利旧。4.3构（建）筑物主要构建筑物均利旧，不拆除，不新建。4.4主要工艺设备表3 主要工艺设备表 设备名称技术要求单位数量备注气浮系统套1 利旧离心泵（调节池）Q=100m3/h台2 利旧、1用1备离心泵（事故池）Q=15m3/h台2 利旧、1用1备离心泵（

12、厌氧吸水井）Q=100 m3/h台2利旧、1用1备离心泵（缺氧吸水井）Q=300 m3/h台2利旧、1用1备离心泵（污泥回流）Q=100 m3/h台2利旧、1用1备潜水搅拌机（缺氧池）N=11kw台4新增离心泵（硝化回流）Q=200 m3/h台2 利旧、1用1备MBR膜系统套2新增，详见后述离心泵（排水及反冲洗）台2 利旧、1用1备污泥浓缩脱水系统套1 利旧供风系统套1 利旧加碱系统套1 利旧加药系统套 1利旧4.5 MBR膜系统膜-生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)技术,是一种新型高效的污水处理工艺，它用膜组件代替二沉池，大大提高了系统固液分离的能力。 MBR技术是

13、膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离组件将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。具有出水悬浮物少、出水稳定、易实现自动控制等优点。MRB的工艺过程如下：图2 MRB工艺流程框图整套MBR系统包括：MBR膜片、膜架、自吸泵、流量计、反冲泵、电磁阀、自控系统、集水管、快装接头、总集水管、负压表、压力表、手动阀门、手动球阀、膜离线清洗系统等。表4 MBR系统规格表产品名称数量规格MBR膜片3600片MBR-集水管900套25UPVC管膜架30套3.45×0.8×2.85(长×宽×高)膜片卡槽4230米6050快装接头1

14、800只流量计30支电动球阀45支手动阀门135支铜球阀900支负压表30支压力表15支总集水管30根3.45米/根，镀锌自控系统2套自吸泵30台（15用15备）40ZX10-40反冲泵15台WBD70-0754.6 改造过程及保产措施本项目改造主要内容为：缺氧池移除填料并增加装潜水搅拌机；好氧池增加MBR膜系统；硝化回流管接至缺氧池等，具体步骤如下：1)厌氧池投加适量HSBEMBM®微生物制剂，恢复厌氧池功能。30天。2)将1缺氧池及1好氧池泥水用泵抽入2缺氧池和2#好氧池，系统变为单系列运行。稀释水及生物酶投加量不变，都加入2#系列。约7天。3)移除1缺氧池填料，安装潜水搅拌机。

15、1好氧池出水端安装MBR膜系统，MBR膜系统出水直接进后处理吸水井。后处理吸水井出水同时作为MBR膜反冲洗水。好氧池加装消泡喷头。二沉池出水至反应池管道关闭，污泥回流管延伸接至缺氧池。1#好氧池中投加HSBEMBM®微生物制剂，进行生化调试95天。4)1#系列调试完毕后，将进水切换至1#系列。停止添加稀释水和生物酶。2#系列停止进水，同1#系列进行改造。约100天。4.7改造后的优势1）稀释水及消泡水大幅减少。改造前稀释水量在90m³/h左右（即1：1稀释），改造后稀释水全部去除，仅用少量消泡水（焦化废水含有大量表面活性物质，产生泡沫不可避免，必须用消泡水压制）。采用高压雾

16、化喷头，整套系统消泡水量控制在15m³/h左右，因此节约了稀释水量90-15=75m³/h。由于不采用稀释水，系统运行中总水量大大减少，泵的使用会减少，原来2用1备的可改为1用1备等，生产用电也相应降低。2）HSBEMBM®环境治理微生物技术因其对高浓度污染物良好的耐受能力及降解处理能力，根据众多同类工程项目稳定运行经验，本技术不需投加任何增强微生物活性的药剂（如生物酶），大大节省了废水处理系统运行成本，带来显著的经济效益。3） 根据系统现有构筑物条件，改造完成后，系统可运行更高的负荷（根据核算，处理负荷可以达到目前实际进水负荷的2倍）。这将带来以下三项优势：系统可以逐步调整至单系列运行，从而可以降低日常运行电量消耗与药剂消耗，且更便于日常管理；当两系列全开时，在目前进水量下，我们可以接纳更高浓度污染物的生产废水，这将给蒸氨系统消减运行费用（如减少蒸氨系统药剂消耗，提高蒸氨出水污染物浓度）带来巨大空间；当两系列全开时，维持目前蒸氨效果水平下，我们可以接纳更多的进水量，这将为焦化厂增容扩产提供空间。4）采用MBR膜系统，后段不需加药。出水悬浮物和色度非常低，如出水送往回用水深度处理中心，则减轻深度处理预处理的压力。4.8