厌氧膜生物反应器工艺在汽车零部件中的应用

厌氧膜生物反应器工艺在汽车零部件中的应用

在中国，汽车零部件和零部件的制造行业规模较大。在汽汽车零配件生产工艺复杂，产生的废水中含有树脂、表面活性剂、油漆、颜料、重金属离子等污染物1项目总结根据厂区实际生产情况，各车间排放污水和少部分生活废水汇集到厂区内污水处理区的调节池，设计最大流量为55m2混凝剂与ro废水处理及回用设计工艺流程如图1所示。本工程中首先通过气浮去除原水中大部分的SS、石油类、阴离子表面活性剂（LAS）、重金属和部分COD。本工程中气浮单元采用硅藻土作为混凝剂。和传统的聚合氯化铝，聚合硫酸铁相比，硅藻土天然资源丰富，能处理胶体态与颗粒态的污染物，特别对色度，溶解态的磷和重金属的去除更有优势本工程中超滤、一级RO、EDI产生的浓水COD<150mg/L，直接排入市政管网入园区污水处理厂。二级RO产生的浓水进一级RO循环处理。系统产生的污泥经叠螺压滤机处理后委托外运。3主要结构、设备和设计参数3.1主储水池的调整来水调节池池体为钢砼结构，总尺寸为6.0m×2.0m×4.5m，有效水深为4.0m，有效容积为48m3.2气浮机、气浮水池气浮机型号CDAF-3，处理量2～3m3.3彩钢罐厌氧罐采用浸没式厌氧膜生物反应器。主要由厌氧罐体和膜系统构成。厌氧罐体为碳钢防腐结构，尺寸Φ4×8m。设有进水管、出水口、沼气出口、沼气循环口、排空口。厌氧罐体外采用岩棉做保温材料，厚度50mm，外部铺设彩钢板。膜组件采用最新研发的碳化硅材质的平板陶瓷膜（博鑫精陶环保科技有限公司）。陶瓷膜的孔径为100nm，设计膜通量为100L/（m3.4中央游泳池1和中央泳池2池体均为钢砼结构，尺寸为3.0m×1.0m×4.0m，超高4.5m，有效容积为12m3.5砂过滤和碳过滤砂滤滤料为石英砂。进水按每小时2m3.6胶体的截留能力超滤膜的公称孔径仅有30nm，是净化水进行脱盐的前处理，对悬浮物、胶体物质及微生物都有很好的截留能力。本工程共设两套超滤系统。单套超滤设备包括：50µ保安过滤器，2台，进水和反洗各用一台；采用内压式中空纤维膜，膜元件型号为AQUCELL4050，单支有效膜面积3.6m3.7单套反渗透设备共设一级反渗透，二级反渗透2套，同时运行。单套反渗透设备包括：5µ保安过滤器（一级反渗透前）；轻型立式多级离心泵2台，型号CDLS2-15LSWSC，流量2m3.8EDIEDI型号为CP-1000S，两台同时运行。单台尺寸为616mm×266mm×262mm，产品水流量为0.8～1.2m3.9gx900试验污泥浓缩箱为5方PE材质的罐子，配有阳离子PAM加药系统一套。加药罐配有一个加药泵，型号GX900，功率1.5kW，同时配有搅拌机，转速1440r/min，功率0.75kW。叠螺式污泥脱水机，型号为DL201，功率0.4kW，尺寸为2500mm×800mm×1300mm。产生的滤液用脱水机自配的潜污泵抽至调节池。4平板陶瓷膜系统处理工艺该工程经过6个月的前期调试和运行，出水水质基本稳定，各项污染物均达到排放标准和回用标准，对各单元出水水质检测情况如表2所示。原水进气浮前用酸或者碱将pH调至7～8之间。气浮单元采用硅藻土作为混凝剂，加药量为2g/L，采用PAM为助凝剂，加药量为5mg/L。气浮处理后脱色率为40%左右，COD的去除率为20%左右，重金属的去除率为80%左右，石油类和阴离子表面活性剂（LAS）的去除率分别能达到94%和90%。厌氧反应器接种污泥取自其他厂区的厌氧颗粒污泥（VSS大约70g/L）。接种量大约是厌氧反应器的1/4。平板膜采用无抽真空系统产水的模式，降低了运行能耗。正常运行时，由于陶瓷膜的截流作用，出水COD为90～110mg/L，浊度为0.1NTU，在本工程中，利用产生的沼气通过曝气泵对膜片进行循环曝气，利用气体的剪切作用大大延缓了膜的污染，同时运行反洗泵。碳化硅陶瓷膜运行压力比传统的三氧化二铝材质的陶瓷膜要低。实际运行2月后，跨膜压差达到0.04MPa。此时启动次氯酸钠在线清洗，在线清洗时，同时运行反洗泵，次氯酸钠浓度为1000mg/L。每次清洗后，膜通量恢复正常。实际运行结果表明，采用次氯酸钠清洗后，厌氧污泥并没有受到明显的抑制，而且产甲烷活性很快恢复。整个运行及加药均由PLC和触摸屏自动控制。运行满5个月后，将整个膜片移出，用5000mg/L的次氯酸钠和2000mg/L的柠檬酸侵泡进行恢复性清洗。冬季运行时，采用气浮出水池内用蒸气加热，维持温度30～35℃，以保证后续厌氧处理的效果。半年的实际运行结果表明，厌氧陶瓷膜反应器抗负荷冲击能力强，出水水质稳定，能去除原水中大部分的COD，罐体内的污泥也能吸附剩下的重金属，同时新型纳米平板陶瓷膜的清洗频率低，也保证了运行的连续性。氨氮经过厌氧后，略有所上升，说明原水中存在少量的有机氨，在厌氧过程中发生了氨化反应。在回用阶段中，超滤出水浊度小于0.2NTU，满足进一步的反渗透进水要求。RO的主要作用是去除原水中大部分的无机盐。一级RO产水的电导率低于100µS/cm，二级RO产水的电导率低于22µS/cm。原水的电导率在1.1～1.9mS/cm之间，因此二级RO的脱盐率在98.8%以上。EDI出水的电阻率为18.2MΩ·cm，达到企业回用以生产超纯水的要求。5陶瓷膜薄膜项目总投资90多万，其中土建投资近15万，设备投资（包括陶瓷膜膜片）40多万。管材、管件、自控、电缆桥架等投资10多万，其他为20万。运行周期24h/d。整个污水处理费用约4.1元/m6建立新型碳化硅纳米平板陶瓷膜实际工程采用新工艺-气浮+厌氧陶瓷膜生物反应器处理汽车零配件废水。运行半年效果稳定，出水水质稳定，满足≤城镇污水处理厂污染物排放标准≥GB18918-2002的要求。新型碳化硅纳米平板陶瓷