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    发表时间: 2016-11-23
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  • 好氧活性污泥处理高浓度有机废水工艺是重要的污水处理手段之一。由于污水的COD高,运行中生化好氧池产生的污水泡沫不可避免。据统计,澳大利亚昆士兰州的50个污水处理厂中有46个受到不同程度泡沫问题的影响;欧洲污水厂有20%受到泡沫的长期影响,50%受到周期影响,采用延时曝气方式的污水厂中有87%受到泡沫影响;美国108家采用活性污泥法的污水处理厂中有56%受到泡沫问题的困扰;法国6 013 个污水处理厂中有20%受到泡沫问题的长期影响,采用延时曝气方式的污水厂中更是有87%受到泡沫问题影响;我国污水处理厂中近50%出现过不同程度的泡沫问题。

    MBR是近年来生化好氧系统中用以替代传统二沉池工艺的膜处理技术,与传统工艺相比,具有占地面积小、污染物去除率高、污泥浓度高、泥龄长且产泥量小、出水水质好等特点,在石油炼化污水处理行业得到广泛应用[3],但高污泥浓度运行时产生的泡沫问题更为严重[4]。石油炼化污水的COD高、成分复杂,生化曝氧MBR工艺段的泡沫问题极为严重,带来许多负面问题:泡沫溢出污染环境,并引起安全问题;影响曝气系统的充氧效率,降低COD处理能力;影响好氧池的散热,增加换热用电;漂浮死泥结块,影响出水水质;污堵MBR膜元件[5]。采用物理方法控制泡沫虽有一定效果但只能治标,且受到现场各种因素的影响。投加消泡剂见效快、操作简单,但会堵塞MBR、增加COD和影响污泥活性等,尤其是硅类消泡剂,虽然效果好,但药剂中的硅化合物会堵塞MBR膜,对MBR系统的正常运行造成很大影响。

    笔者所在单位开发了一种具有非硅、低COD、无生物毒性等特点的MBR膜专用消泡剂TS-104,以解决石油炼化企业污水氧化处理MBR系统的泡沫问题。该消泡剂是一种聚醚多元醇及高碳醇为主成分的复配产品,笔者对该MBR膜用消泡剂的性能进行了评价,并在中海石油中捷石化有限公司污水生化处理MBR工艺段进行应用测试研究。

    1 实验部分

    1.1 实验药剂与仪器

    药剂:柠檬酸、氢氧化钠,化学纯;盐酸,工业品。仪器:MBR膜测试元件,天津膜天膜公司;DRB200型COD消解测定仪,美国哈希公司;ZSXPrimusⅡ型X射线荧光光谱仪,日本理学;ME204电子天平,梅特勒-托利多集团。

    1.2 实验水质

    实验水样采用中捷石化有限公司MBR系统现场污水,活性污泥取自中捷石化有限公司生化好氧曝气池。

    1.3 消泡剂性能测试

    (1)消泡性能测试。按照生化曝氧系统的相同曝气量,在2 L量筒中进行消泡剂TS-104的性能测试,同时与市售非硅类消泡剂和厂区原使用消泡剂进行对比,结果见表1。

    由表1可知,在石化污水中TS-104的消泡和抑泡性能更为优异。

    (2)MBR膜污染测试。

    采用中捷石化有限公司相同材质和孔径的MBR膜元件,在恒温水槽中加入实验水样,控制水温在25 ℃,曝气速度与现场保持一致,进行消泡剂的膜污染测试。通过同等压降变化的时间来比较消泡剂的膜污染程度,为强化测试效果,消泡剂用量取1 000 mg/L。每次测试结束后,按照酸洗—冲洗至中性—碱洗—冲洗至中性的程序冲洗膜元件,更换测试水样,然后重新测定,结果见表2。

    从表2可以得出:TS-104对MBR膜的污染极小,1 000 mg/L的用量下压力衰减速度较其他2种消泡剂要慢,与空白组接近。在正常使用浓度下(<20 mg/L)对污水水质基本没有影响。

    (3)对污泥菌落的影响。采用GB 4789.2—1994《食品卫生微生物学检验 菌落总数测定》测试消泡剂TS-104对污泥菌落的影响,测试污泥菌株取自生化好氧MBR膜池,结果见表3。

    由表3可以看出:消泡剂TS-104对好氧生化段的细菌几乎不存在影响,不会影响污泥活性。

    (4)对污水COD的影响。取好氧生化段现场各取样点污水,按现场用量5 mg/L投加消泡剂TS-104,测定其对污水COD的影响,结果见表4。

    从表4可以得出,正常投加量下消泡剂不会引入COD。

    2 现场实验结果及分析

    在中捷石化有限公司生化好氧MBR系统中进行消泡剂TS-104的现场应用测试。投加消泡剂后观察MBR膜和活性污泥处理效果。

    2.1 生化好氧池的运行情况

    投加消泡剂TS-104后可维持MBR系统无泡沫,收集未投加消泡剂的COD数据,与投加消泡剂的数据进行对比,结果见图1。

    其中第81天为分界线,此前为未加消泡剂的运行数据,之后为加入消泡剂的运行数据。

    由图1可知消泡剂TS-104对生化好氧系统的COD去除效果不造成影响。

    2.2 MBR膜运行情况

    测试了使用消泡剂TS-104对MBR膜元件的影响。对现场生化好氧池末端的2套MBR膜池进行对比,选取跨膜压差接近相同的2组膜元件收集数据,期间进行1次化学清洗,结果见图2。

    MBR膜运行时的跨膜压差由污泥水质等决定,反洗程序也会造成较大影响。由图2可以看出,消泡剂TS-104对MBR膜元件的运行没有影响,不会堵塞MBR膜。

    3 结论

    (1)TS-104膜用消泡剂有助于炼化污水MBR好氧生化系统的稳定运行,消除现场泡沫问题,减少安全事故的发生几率。

    (2)使用膜用消泡剂有效解决了传统消泡剂污堵MBR膜的问题,降低了清洗次数,减小因膜清洗及更换带来的运行影响和成本增加。

    (3)膜用消泡剂的使用不会对好氧污泥造成影响,不额外增加COD及降低COD处理能力,不增加系统的运行压力。

    来源:中国石油和石化工程研究会




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