MBR-UF-RO工艺处理皮革废水应用探讨

邹 霞，王 滢，刘建伟

（1.江西省城乡规划设计研究院市政工程设计所，南昌 330077；

2.北京建筑工程学院城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室，北京 100044）

1 工程概况

某制革公司在皮革染色、加脂、再鞣等工序的过程中，生产废水的污染程度较高。该公司建有两处废水处理站，本工程为二期工程，处理规模为2400m3/d，出水标准执行广东省水污染物排放限值（DB44/26-2001）之第二时段一级标准，废水回用率60%，回用水标准由业主制定。设计水质及出水、回用水的标准见表1。

表1 设计水质及出水、回用水标准

2 工艺流程（见图1）

图1 工艺流程图

废水经格栅池拦截较大杂物，在沉砂池去除砂、石子等小颗粒物后，出水收集入调节池，调节水质水量后进入气浮池去除油脂类等物质，再进入反应池，依次投加碱和亚铁盐后进入沉淀池，上清液经调整pH值至中性后进入A/O生化系统。出水含有代谢脱落的菌体及SS，进入MBR池，利用MBR膜对含泥污水进行过滤，实现泥水分离，出水由自吸泵引入清水池，可达标排放，亦可提升至炭滤罐，再进入超滤系统，产水由中间水箱进入反渗透系统，去除废水中残余的CODCr、NH3-N等污染物后，产水进入回用水箱储存，可回用至生产线。超滤和反渗透系统产生的浓水排放至一期废水处理站调节池，经处理后达标排放。

生化系统和MBR系统产生的剩余污泥排至污泥池，在板框压滤机的作用下进行脱水处理，泥饼交由具专业资质的机构处理，滤液回调节池处理。

3 主要构筑物及设备参数

该工程的主要构筑物及设备参数如下：

（1）调节池

调节池设计2座，每座尺寸15m×22.5m×3.5m（H），有效水深3m，停留时间20.3h，设置3台型号为WS80-16A的提升泵，2用1备，Q = 58m3/h，H = 13.6m，N = 4kW。

（2）气浮池

表面负荷设计3.5m3/m2·h，停留时间40min。配刮渣机1台（宽4.0m，功率0.75kW），溶气罐1个（φ1.2m×3.0m），溶气泵2台（Q=30.5m3/h，H=67m，N=11kW），空压机1台（Q=0.7m3/min，N=7.5kW ，0.6MPa），TS-Ⅳ型释放器1批。

（3）反应池

停留时间40min，配搅拌机2台，功率5HP，加药计量泵2台，Q=331L/h，N=0.25kW，pH控制器1台。

（4）沉淀池

设计为平流式，表面负荷1.32m3/m2·h，配3寸气动隔膜泵2台，1用1备。

（5）pH调整池

停留时间24min，配搅拌机1台，功率5HP，加药泵1台，Q = 331L/h，N = 0.25kW，pH控制器1台。

（6）缺氧池

有效容积6209m3，停留时间62h，控制溶解氧在0.5mg/L左右。池内安装聚丙烯填料，内设潜水推流器10台，叶轮直径1100mm，转速740r/min，功率2.2kW。

（7）好氧池

有效容积2641m3，停留时间26h，控制溶解氧在1～3mg/L。池内安装聚丙烯填料和曝气头，配GRB200A型鼓风机3台，2用1备，Q=36.64m3/min，N=55kW，6000mmAq。

（8）MBR池

有效容积575m3，停留时间5.8h。中空纤维膜设计通量为11.1L/h·m2，配PVDF膜片9000m2，自吸泵6台（3用3备，Q=60m3/h，H=20m，7.5 k W），污泥抽吸泵3台（2用1备，Q=40m3/h，H=15m），鼓风机3台（2用1备，Q=12.65m/min，P=6mmH2O，N=30HP），反冲泵2台（1用1备，Q=100m3/h，H=12.5m，N=5.5kW），化学清洗系统2套。

（9）MBR清水池

有效容积175m3，停留时间1.8h。配过滤泵3台，Q=50m3/h，H=32m，N=7.5kW。

（10）炭滤罐

共2套，每套尺寸φ2.6m×3.5m，滤速9.4m/h。配反冲洗泵2台，1用1备， Q=100m3/h，H=32m，N=15kW。

（11）中间水池

有效容积60m3，停留时间0.6h。配中转泵3台，2用1备，Q = 61m3/h，H=24m，N=7.5kW。

（12）超滤装置

采用PVDF中空纤维膜，膜孔径0.1μm，回收率95%，配反洗泵2台。

（13）中间水箱

尺寸为φ2.6m×3.5m，停留时间14min。配中转泵3台，2用1备，Q=50m3/h，H=32m，N=7.5kW，2900r/min。

（14）反渗透装置

设计两段式布置，系统回收率65%，设计除盐率90%以上。配高压泵3台（2用1备，SV6608/1型，Q=50m3/h，H=195m，N=45kW），抗污染型RO膜元件108支，六芯装RO膜壳18支，φ0.8m保安过滤器2套，阻垢剂加药系统2套，化学清洗系统1套。

（15）回用水箱

设计2套，每套尺寸为φ2.6m×3.5m，停留时间47min。

（16）污泥池

有效容积500m3，配板框脱水机3台（过滤面积100m2，功率3kW），气动隔膜泵4台，3用1备。

4 运行效果及经济分析

4.1 运行效果分析

该工程自2009年开始运行，各项监测指标较理想，出水稳定达标。废水处理随机监测结果见表2。

表2 随机监测结果

在本次长达135日的监测运行期间，超滤系统跨膜压差TMP随着清洗周期呈现周期性变化（见图2），跨膜压差稳定上升（20天上升到0.6bar），化学清洗CIP周期约20天，清洗后基本能恢复先前通量。

RO系统的清洗周期根据系统标准压差的变化来确定，即进水和浓水的之间的标准化压差上升了15%时进行化学清洗。RO系统进水运行压力随运行时间的变化趋势如图3所示。从图3可以看出，平均一个月化学清洗一次，清洗效果良好，每次化学清洗能使进水压力得到明显下降，说明膜因堵塞而损失的通量得到较大的恢复。RO系统脱盐率和脱色率的变化如图4所示，系统脱盐率在96%以上，脱色率100%。

图2 跨膜压差（TMP）的变化情况

图3 RO运行压力的变化情况

图4 RO系统脱盐率和脱色率的变化情况

4.2 运行成本分析

本工程运行费用约3.1元/吨水，详见表3。

本工程可实现回用水量1440m3/d，按年运行365天计，自来水费按2.5元/t计，年可节省自来水52.56万t，节省自来水费131.4万元人民币，经济、社会效益显著。

表3 运行费用一览表

5 结语

皮革废水采用A/O-MBR-UF-RO的处理工艺，出水达到广东省水污染物排放限值（DB44/26-2001）之第二时段一级标准，回用水色度未检出，电导率明显下降，处理效果好。

采用A/O-MBR-UF-RO工艺处理皮革废水回用工程需注意以下问题：

（1）好氧池溶解氧控制在2～3 mg/L，MBR膜池污泥浓度控制在6～8g/L，污泥沉降比和生化效果较好。MBR膜曝气量与产水量之比控制在12∶1～16∶1，可有效控制膜污染。

（2）在有RO膜系统工艺废水处理中，需要谨慎使用各种药剂（比如PAM、脱色剂等），以免加重膜污染。

（3）重视RO浓水的处理，由于反渗透系统为物理性无相变过滤，相当于进水中有机和无机污染物浓缩的过程，浓水中含有高浓度的溶解性有机物和无机物，若污染物仅回到处理系统前端循环，势必会造成污染物的积累，因此建议RO浓水宜单独处理排放。

[1]周秀凤.国内制革废水的处理方法[J].皮革与化工，2009（4）.

[2]邵武，李中和，李亚卿.制革废水处理回用方案探讨[J].广东化工，2006（12）.