楊洪波

（烏魯木齊石化公司凈化水廠，新疆 830019）

　　摘  要：隨著污水回用需求的不斷提高，以回用為目的的對(duì)較難處理的工業(yè)污水深度處理的研究和應(yīng)用進(jìn)展非常迅速。目前以連續(xù)微濾為代表的多種工業(yè)污水深度處理技術(shù)已經(jīng)開始實(shí)際應(yīng)用。不同的技術(shù)需要因地制宜地應(yīng)用于不同的水質(zhì)需求。

　　關(guān)鍵詞：工業(yè)污水；深度處理；回用

　　眾所周知，工業(yè)污水的特點(diǎn)是水量、水質(zhì)變化大，污染物成分復(fù)雜，一般可生化性欠佳。以污水回用循環(huán)水和鍋爐補(bǔ)水等為目的的深度處理困難較大。但近年來(lái)，隨著全國(guó)各地新水價(jià)格的不斷提高，各地區(qū)特別是水價(jià)較高的地區(qū)，污水回用的需求迅速提高。污水深度處理技術(shù)也在這種環(huán)境的影響下得到了迅速的發(fā)展。這些工藝技術(shù)有的出水可以達(dá)到循環(huán)水補(bǔ)水要求，有的甚至可以達(dá)到鍋爐補(bǔ)水的水源，有的作為傳統(tǒng)處理技術(shù)和高級(jí)回用之間的銜接技術(shù)。下面，介紹幾種近期發(fā)展起來(lái)的污水深度處理技術(shù)。

　　1 連續(xù)微濾+反滲透（CFM+RO）

　　1.1 技術(shù)簡(jiǎn)介

　　連續(xù)微濾是以中空纖維微濾膜為中心處理單元，配以自清洗單元、加藥單元、自控單元、管路和閥門等，形成一套連續(xù)操處理裝置。可以去除0.2 μm以上的污染物，達(dá)到物理分離的目的。反滲透將去除10 A以上的溶解性固體、離子。

　　1.2 連續(xù)微濾+反滲透的組合流程

　　連續(xù)微濾＋反滲透的組合流程是：原水首先被輸送到混合水池中進(jìn)行水質(zhì)水量的均質(zhì)、均量，再經(jīng)CMF供水泵提升至預(yù)過(guò)濾器濾除0.5毫米以上的顆粒物質(zhì)，以保護(hù)微濾膜，減少反洗次數(shù)延長(zhǎng)其使用周期和使用壽命。預(yù)過(guò)濾后的水進(jìn)入微濾膜組件進(jìn)行處理，由于微濾膜本身的特性，大部分的細(xì)菌、藻類、膠體物質(zhì)和微小（大于0.2微米）的顆粒物質(zhì)可以在此去除，連續(xù)微濾的出水進(jìn)入反滲透（RO）膜組件系統(tǒng)進(jìn)行深度處理，去除10 A以上的溶解性固體、離子等，該部分出水直接送至循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。有時(shí)反滲透（RO）的出水水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)循環(huán)水水質(zhì)要求，為節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用可以部分水進(jìn)入反滲透（RO）處理，同時(shí)攙兌部分連續(xù)微濾（CMF）出水再送入循環(huán)水系統(tǒng)。

　　1.3 技術(shù)特點(diǎn)

　　隨著材料技術(shù)的發(fā)展，CMF膜材質(zhì)開始選用聚偏氟乙烯等先進(jìn)材料，材料的化學(xué)性能穩(wěn)定，抗氧化性強(qiáng)，抗污染性強(qiáng)，易清洗，膜的透水量高，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)過(guò)濾，在線反洗，產(chǎn)水水量水質(zhì)穩(wěn)定；采用模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，規(guī)模調(diào)整靈活；自動(dòng)化程度高，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用低廉。

　　1.4 技術(shù)的進(jìn)出水指標(biāo)

　　進(jìn)水水質(zhì)要求：pH 6.5 ~ 8.5；COD<135 mg/L；氨氮<40 mg/L；石油類<10 mg/L；

　　CFM出水指標(biāo)：pH 6.5 ~ 8.5；COD<60 mg/L；氨氮<40 mg/L；SDI<3；細(xì)菌總數(shù)<100 CFU/mL；懸浮物<1 mg/L；濁度<0.5 NTU；石油類<1 mg/L；

　　RO出水指標(biāo)：pH 6.5 ~ 8.5；總硬度<100 mg/L；石油類<0.3 mg/L；異養(yǎng)菌總數(shù)<10 個(gè)/mL；COD<10 mg/L；氨氮<10 mg/L；濁度<2 NTU；全鐵<0.2 mg/L；氯離子<20 mg/L；電導(dǎo)率<300 mS/cm；堿度<100 mg/L。

　　1.5 建議應(yīng)用范圍

　　用于回用循環(huán)水的工業(yè)污水深度處理，在進(jìn)水水質(zhì)好的情況下可以用于鍋爐補(bǔ)水的水源。

　　2 膜生物反應(yīng)器（MBR）

　　2.1 技術(shù)簡(jiǎn)介

　　膜生物反應(yīng)器（MBR）是一種新型的污水生化處理系統(tǒng)。它結(jié)合了生化處理和膜分離技術(shù)。它是由缺氧池、好氧曝氣、膜分離池、化學(xué)清洗及反洗系統(tǒng)組成的。缺氧池、好氧曝氣及膜分離池是MBR的核心。在膜生物反應(yīng)器中，由中空纖維膜組成的膜組件浸放于好氧曝氣區(qū)中，由于中空纖維膜0.2微米的孔徑可完全阻止細(xì)菌的通過(guò)，所以將菌膠團(tuán)和游離細(xì)菌全部保留在曝氣池中，只將過(guò)濾過(guò)的水匯入集水管中排出，從而達(dá)到泥水分離，免除了二沉池，各種懸浮顆粒、細(xì)菌、藻類、濁度和COD等有機(jī)物均得到有效的去除。定期水反洗、化學(xué)反洗及化學(xué)清洗則對(duì)保持膜組件的透水能力起著極大的作用。

　　2.2 膜生物反應(yīng)器流程

　　廢水經(jīng)過(guò)供水泵提升加壓后，溢流通過(guò)預(yù)過(guò)濾器去除水中大顆粒懸浮雜質(zhì)，以防止其在曝氣池沉積和保護(hù)膜表面不受損傷。預(yù)過(guò)濾器的出水進(jìn)入進(jìn)水混合段，在進(jìn)水混合段裝有潛水混合器，使進(jìn)水、回流混合液充分混合。由缺氧段和好氧段之間的潛水推進(jìn)器，將混合液由缺氧區(qū)提升到好氧區(qū)，從好氧區(qū)有回流泵使泥水混合物回流到缺氧區(qū)，使混合液在好氧池與缺氧池間不斷循環(huán)。在好氧區(qū)，生物降解后的水在虹吸和濾液自吸泵的抽提作用下由MBR集水管匯集到清水池/反洗水池排出。而活性污泥則被膜組件阻擋在反應(yīng)器中繼續(xù)參與生化反應(yīng)。為了保證MBR膜組件具有良好水通量，能持續(xù)、穩(wěn)定地出水，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用水反洗、化學(xué)反洗及化學(xué)清洗程序。簡(jiǎn)易流程圖見上圖。

　　2.3 技術(shù)特點(diǎn)

　　膜組件的材質(zhì)為聚偏氟乙烯等先進(jìn)材料，抗污染性強(qiáng)，易清洗，化學(xué)性能穩(wěn)定，抗氧化性強(qiáng)，膜的透水量高，產(chǎn)水水量穩(wěn)定；反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度高，達(dá)8000 ~ 10 000 mg/L，耐沖擊負(fù)荷；有利于增殖緩慢的硝化細(xì)菌的截流、生長(zhǎng)和繁殖，系統(tǒng)硝化效率得以提高；膜的高效截流作用，使微生物完全截流在反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器水力停留時(shí)間（HRT）和污泥齡（SRT）的完全分離，使運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定；能夠高效地進(jìn)行固液分離，分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的沉淀池，出水水質(zhì)良好，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用；模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，相當(dāng)于傳統(tǒng)處理工藝占地的1/5 ~ 1/8以下。

　　2.4 技術(shù)的進(jìn)出水指標(biāo)

　　進(jìn)水水質(zhì)要求：MBR工藝對(duì)進(jìn)水指標(biāo)沒有特別要求。

　　出水指標(biāo)：pH 6.5 ~ 8.5；SS<1 mg/L；濁度<1；COD<60 mg/L；氨氮<10 mg/L；含油量<10 mg/L；總硬度(以CaCO₃計(jì))<450 mg/L；總堿度(以CaCO₃計(jì))<350 mg/L；鐵<0.3 mg/L；錳<0.2 mg/L。

　　2.5 建議應(yīng)用范圍

　　建議用于處理量小于500 m³/h以下的新建工業(yè)污水處理廠，處理后污水可以直接回用。

　　3 固定化微生物-曝氣生物濾池（IBAF）

　　3.1 技術(shù)簡(jiǎn)介

　　IBAF工藝全稱為固定化微生物-曝氣生物濾池，是在固定化微生物技術(shù)（IM）基礎(chǔ)上，結(jié)合曝氣生物濾池（BAF）發(fā)展而成的污水處理新工藝。與傳統(tǒng)的曝氣生物濾池相比，I-BAF采用高效懸浮大孔載體，該載體比表面積大（80 m²/g），孔隙率高（98%）。同時(shí)，通過(guò)分子設(shè)計(jì)，在載體中引入大量的活性和強(qiáng)極性基團(tuán)并通過(guò)固定化技術(shù)，將大量變異菌和酶制劑牢牢固定在載體上，單位體積生物量大、最高可達(dá)60 g/L。載體平均濕密度為1.00 g/cm³，在水中呈懸浮狀。由于采用固定化技術(shù)，微生物不易脫落，這樣既提高了生物濃度，又避免了堵塞，可省去二沉池，大大簡(jiǎn)化工藝流程，使操作管理更加簡(jiǎn)便和科學(xué)，易于控制。

　　3.2 技術(shù)特點(diǎn)：

　　IBAF具有在高進(jìn)水負(fù)荷下出水穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，污染物去除量及去除率均隨進(jìn)水濃度的提高而增加，即在一定濃度范圍內(nèi)去除率隨COD容積負(fù)荷的增大而升高，表現(xiàn)出IBAF適應(yīng)處理高濃度有機(jī)廢水的優(yōu)異能力。IBAF的容積負(fù)荷可達(dá)28 kgBOD₅/m³·d，因此，采用IBAF工藝，可使裝置容積大大減小，從而減少土地占用面積，降低工程造價(jià)，節(jié)約國(guó)土資源。在IBAF工藝中，依據(jù)載體性能可維持生物的多樣性，使好氧、厭氧和兼性菌同時(shí)存在，這一特點(diǎn)在去除高濃度、大分子、難降解有機(jī)物和NH₄⁺-N方面有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。固定化微生物技術(shù)改變了硝化菌與反硝化菌的持留方法，增加其在裝置內(nèi)的濃度，提高廢水處理效率。IBAF工藝?yán)梦⑸锏墓潭ɑ饔茫x用專用高效微生物，對(duì)氨氮廢水的治理具有獨(dú)特的效果，氨氮負(fù)荷和出水指標(biāo)均明顯高于其他處理工藝。水力停留時(shí)間短，污泥量少，而且在有機(jī)含量很低、氨氮含量很高的情況下仍能高效穩(wěn)定的達(dá)到處理效果。生物處理所選用的微生物是高效微生物，該產(chǎn)品是采用基因工程的手段對(duì)自然微生物的強(qiáng)化與改性，提高了微生物的活性及適應(yīng)性，可有效的降解污水中的芳烴、酚、萘等難降解有機(jī)物。

　　3.3 技術(shù)的進(jìn)出水指標(biāo)

　　進(jìn)水水質(zhì)要求：IBAF工藝對(duì)進(jìn)水指標(biāo)沒有特別要求，水質(zhì)越差，處理級(jí)數(shù)對(duì)應(yīng)增多。

　　主要處理出水指標(biāo)可達(dá)到：COD≤30 mg/L，SS≤20 mg/L，BOD₅≤10 mg/L，NH₄⁺-N≤5 mg/L。

　　3.4 建議應(yīng)用范圍

　　該技術(shù)適宜于所有有機(jī)廢水處理，尤其適于難降解有機(jī)、石化、焦化等高難度廢水處理，適用于高氨氮污水處理，處理后污水可回用。

　　4 生物制劑增效法

　　4.1 技術(shù)簡(jiǎn)介

　　生物制劑增效法是指針對(duì)有生物處理流程的污水處理裝置，通過(guò)在原有生物處理流程中投加有特定降解能力的生物均群，以增強(qiáng)原有生物處理的能力或提高其針對(duì)某種污染物的去除能力的技術(shù)。這種方法不是代替現(xiàn)有細(xì)菌群，但可以提高菌群在某種特定情況下的反應(yīng)能力或增強(qiáng)菌群降解污水組分的能力，從而提高污水處理效果。

　　4.2 技術(shù)特點(diǎn)：

　　針對(duì)不同的水質(zhì)特點(diǎn)和不同的出水水質(zhì)需求，可選用不同類型的生物制劑，有針對(duì)性的進(jìn)行生物增效。選用合適的生物制劑及適當(dāng)?shù)耐都恿靠裳杆偃〉妹黠@效果。英格蘭某污水處理廠對(duì)季節(jié)性啟動(dòng)的低溫高氨氮水進(jìn)行生物強(qiáng)化，僅用13天的就使換季時(shí)外排污水首次達(dá)標(biāo)。生物制劑的投加量可以根據(jù)水質(zhì)情況和生化中微生物的實(shí)際處理能力及時(shí)調(diào)整。能迅速?gòu)挠捎谪?fù)荷和毒物導(dǎo)致的故障中恢復(fù)。可加速新建水處理廠的啟動(dòng)、季節(jié)性啟動(dòng)和維修后啟動(dòng)的速度。

　　4.3 技術(shù)的進(jìn)出水指標(biāo)

　　進(jìn)水水質(zhì)要求：該技術(shù)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)沒有特殊要求。

　　4.4 建議應(yīng)用范圍

　　這種方法可以使通過(guò)在普通推流式活性污泥法能達(dá)到國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)的生物處理單元，在投加特定生物增效劑后，出水COD可達(dá)到100 mg/L以下，氨氮可達(dá)到10 mg/L以下。因此，這種方法可應(yīng)用于強(qiáng)化生化單元處理效果，作為膜處理等深度處理的前處理。

　　5 小結(jié)

　　以上幾種污水深度處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有成功的工程應(yīng)用，很多實(shí)際工程的出水情況非常好。隨著廣大環(huán)保工作者的努力，污水深度處理技術(shù)正在突飛猛進(jìn)的發(fā)展，成功的技術(shù)種類也很多。由于不同企業(yè)的工業(yè)污水水質(zhì)差異較大，在選擇深度處理的技術(shù)路線時(shí)需要具體問(wèn)題具體分析，最好是先用小試或中試進(jìn)行驗(yàn)證，防止投資失敗。