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，以回用為目的的對較難處理的工業污水深度處理的研究和應用進展非常迅速。目前以連續微濾為代表的多種工業污水深度處理技術已經開始實際應用。不同的技術需要因地制宜地應用于不同的水質需求。

　　關鍵詞：工業污水；深度處理；回用

　　眾所周知，工業污水的特點是水量、水質變化大，污染物成分復雜，一般可生化性欠佳。以污水回用循環水和鍋爐補水等為目的的深度處理困難較大。但近年來，隨著全國各地新水價格的不斷提高，各地區特別是水價較高的地區，污水回用的需求迅速提高。污水深度處理技術也在這種環境的影響下得到了迅速的發展。這些工藝技術有的出水可以達到循環水補水要求，有的甚至可以達到鍋爐補水的水源，有的作為傳統處理技術和高級回用之間的銜接技術。下面，介紹幾種近期發展起來的污水深度處理技術。

　　1 連續微濾+反滲透（CFM+RO）

　　1.1 技術簡介

　　連續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，形成一套連續操處理裝置。可以去除0.2 μm以上的污染物，達到物理分離的目的。反滲透將去除10 A以上的溶解性固體、離子。

　　1.2 連續微濾+反滲透的組合流程

　　連續微濾＋反滲透的組合流程是：原水首先被輸送到混合水池中進行水質水量的均質、均量，再經CMF供水泵提升至預過濾器濾除0.5毫米以上的顆粒物質，以保護微濾膜，減少反洗次數延長其使用周期和使用壽命。預過濾后的水進入微濾膜組件進行處理，由于微濾膜本身的特性，大部分的細菌、藻類、膠體物質和微小（大于0.2微米）的顆粒物質可以在此去除，連續微濾的出水進入反滲透（RO）膜組件系統進行深度處理，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冷卻水系統。有時反滲透（RO）的出水水質遠遠超過循環水水質要求，為節約運行費用可以部分水進入反滲透（RO）處理，同時攙兌部分連續微濾（CMF）出水再送入循環水系統。

　　1.3 技術特點

　　隨著材料技術的發展，CMF膜材質開始選用聚偏氟乙烯等先進材料，材料的化學性能穩定，抗氧化性強，抗污染性強，易清洗，膜的透水量高，可以實現連續過濾，在線反洗，產水水量水質穩定；采用模塊化設計結構緊湊，占地少，規模調整靈活；自動化程度高，設備投資和運行費用低廉。

　　1.4 技術的進出水指標

　　進水水質要求：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：pH 6.5 ~ 8.5；COD<60 mg/L；氨氮<40 mg/L；SDI<3；細菌總數<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：pH 6.5 ~ 8.5；總硬度<100 mg/L；石油類<0.3 mg/L；異養菌總數<10 個/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；電導率<300 mS/cm；堿度<100 mg/L。

　　1.5 建議應用范圍

　　用于回用循環水的工業污水深度處理，在進水水質好的情況下可以用于鍋爐補水的水源。

　　2 膜生物反應器（MBR）

　　2.1 技術簡介

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

　　2.2 膜生物反應器流程

　　廢水經過供水泵提升加壓后，溢流通過預過濾器去除水中大顆粒懸浮雜質，以防止其在曝氣池沉積和保護膜表面不受損傷。預過濾器的出水進入進水混合段，在進水混合段裝有潛水混合器，使進水、回流混合液充分混合。由缺氧段和好氧段之間的潛水推進器，將混合液由缺氧區提升到好氧區，從好氧區有回流泵使泥水混合物回流到缺氧區，使混合液在好氧池與缺氧池間不斷循環。在好氧區，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器中繼續參與生化反應。為了保證MBR膜組件具有良好水通量，能持續、穩定地出水，本系統設計使用水反洗、化學反洗及化學清洗程序。簡易流程圖見上圖。

　　2.3 技術特點

　　膜組件的材質為聚偏氟乙烯等先進材料，抗污染性強，易清洗，化學性能穩定，抗氧化性強，膜的透水量高，產水水量穩定；反應器內的微生物濃度高，達8000 ~ 10 000 mg/L，耐沖擊負荷；有利于增殖緩慢的硝化細菌的截流、生長和繁殖，系統硝化效率得以提高；膜的高效截流作用，使微生物完全截流在反應器內，實現了反應器水力停留時間（HRT）和污泥齡（SRT）的完全分離，使運行控制更加靈活穩定；能夠高效地進行固液分離，分離效果遠好于傳統的沉淀池，出水水質良好，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用；模塊化設計，結構緊湊，占地面積小，相當于傳統處理工藝占地的1/5 ~ 1/8以下。

　　2.4 技術的進出水指標

　　進水水質要求：MBR工藝對進水指標沒有特別要求。

　　出水指標：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)<450 mg/L；總堿度(以CaCO₃計)<350 mg/L；鐵<0.3 mg/L；錳<0.2 mg/L。

　　2.5 建議應用范圍

　　建議用于處理量小于500 m³/h以下的新建工業污水處理廠，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 技術簡介

　　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（IM）基礎上，結合曝氣生物濾池（BAF）發展而成的污水處理新工藝。與傳統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，通過分子設計，在載體中引入大量的活性和強極性基團并通過固定化技術，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，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，大大簡化工藝流程，使操作管理更加簡便和科學，易于控制。

　　3.2 技術特點：

　　IBAF具有在高進水負荷下出水穩定的優點，污染物去除量及去除率均隨進水濃度的提高而增加，即在一定濃度范圍內去除率隨COD容積負荷的增大而升高，表現出IBAF適應處理高濃度有機廢水的優異能力。IBAF的容積負荷可達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，節約國土資源。在IBAF工藝中，依據載體性能可維持生物的多樣性，使好氧、厭氧和兼性菌同時存在，這一特點在去除高濃度、大分子、難降解有機物和NH₄⁺-N方面有其獨特的優點。固定化微生物技術改變了硝化菌與反硝化菌的持留方法，增加其在裝置內的濃度，提高廢水處理效率。IBAF工藝利用微生物的固定化作用，選用專用高效微生物，對氨氮廢水的治理具有獨特的效果，氨氮負荷和出水指標均明顯高于其他處理工藝。水力停留時間短，污泥量少，而且在有機含量很低、氨氮含量很高的情況下仍能高效穩定的達到處理效果。生物處理所選用的微生物是高效微生物，該產品是采用基因工程的手段對自然微生物的強化與改性，提高了微生物的活性及適應性，可有效的降解污水中的芳烴、酚、萘等難降解有機物。

　　3.3 技術的進出水指標

　　進水水質要求：IBAF工藝對進水指標沒有特別要求，水質越差，處理級數對應增多。

　　主要處理出水指標可達到：COD≤30 mg/L，SS≤20 mg/L，BOD₅≤10 mg/L，NH₄⁺-N≤5 mg/L。

　　3.4 建議應用范圍

　　該技術適宜于所有有機廢水處理，尤其適于難降解有機、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 技術簡介

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

　　4.2 技術特點：

　　針對不同的水質特點和不同的出水水質需求，可選用不同類型的生物制劑，有針對性的進行生物增效。選用合適的生物制劑及適當的投加量可迅速取得明顯效果。英格蘭某污水處理廠對季節性啟動的低溫高氨氮水進行生物強化，僅用13天的就使換季時外排污水首次達標。生物制劑的投加量可以根據水質情況和生化中微生物的實際處理能力及時調整。能迅速從由于負荷和毒物導致的故障中恢復。可加速新建水處理廠的啟動、季節性啟動和維修后啟動的速度。

　　4.3 技術的進出水指標

　　進水水質要求：該技術對進水水質指標沒有特殊要求。

　　4.4 建議應用范圍

　　這種方法可以使通過在普通推流式活性污泥法能達到國家二級排放標準的生物處理單元，在投加特定生物增效劑后，出水COD可達到100 mg/L以下，氨氮可達到10 mg/L以下。因此，這種方法可應用于強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

　　以上幾種污水深度處理技術在國內已經有成功的工程應用，很多實際工程的出水情況非常好。隨著廣大環保工作者的努力，污水深度處理技術正在突飛猛進的發展，成功的技術種類也很多。由于不同企業的工業污水水質差異較大，在選擇深度處理的技術路線時需要具體問題具體分析，最好是先用小試或中試進行驗證，防止投資失敗。