浅谈MBR工艺在油库含油污水处理中的应用

浅谈MBR工艺在油库含油污水处理中的应用
发布时间：2023-03-20T07:08:11.106Z 来源：《工程管理前沿》2023年1期作者：李香青
[导读] 油库设置污水处理设施对清罐水、初期雨水进行达标处理。

本文根据油库来水特点设计污水处理流程，在生化处理阶段设计使用膜生物反应器（MBR），并结合工程实例针对影响MBR处理效果的膜污染问题提出几点改进措施，使其更大程度的应用于油库的含油污水处理。

李香青
国家管网集团工程技术创新有限公司华东设计院
江苏省徐州市221008
摘要：
油库设置污水处理设施对清罐水、初期雨水进行达标处理。

本文根据油库来水特点设计污水处理流程，在生化处理阶段设计使用膜生物反应器（MBR），并结合工程实例针对影响MBR处理效果的膜污染问题提出几点改进措施，使其更大程度的应用于油库的含油污水处理。

关键词：含油污水；污水处理；膜生物反应器；膜污染
1含油污水处理流程
目前油库中含油污水来源主要有两种，油库清罐时产生的清罐废水及罐顶初期雨水，我们针对油库含油污水的性质进行了污水处理流程的设计。

1.1 处理流程
因清罐水和初期雨水水质差别较大，为降低处理负荷，本设计将含油污水和初期雨水分开处理。

设计处理流程如下：
2 MBR
MBR利用生物膜组件代替传统生物处理工艺中的二沉池，可减少污水处理设施的占地面积。

使用生物膜组件能够提升污水处理系统的固液分离能力，从而提高系统出水水质和容积负荷。

而且因膜组件具有过滤功能，微生物被完全截留在膜生物反应器中，消除了传统活
性污泥法中的污泥膨胀问题。

2.1 工程实例及存在问题
某含油污水处理场2017年引入MBR工艺，通过PLC程序控制，周期性的机泵开停，并保持一定量的曝气量对膜组表面进行冲洗。

在前期运行阶段，MBR取得了较好的效果，出水COD≤60mg/L，油含量≤5mg/L。

处理后的外排水能够达到《污水综合排放标准》GB8978-
1996中第二类污染物的一级标准。

从膜组离线清洗的情况看，膜表面结垢严重，特别是膜顶部和靠近墙面的部分。

膜区断丝严重，导致自封能力不足。

该污水处理场采取的膜区膜组振荡、曝气吹扫和反洗等操作流程只对膜区初始污染有效，冲洗效果难以持续。

而随着污染加深，最后造成膜丝结块，断丝严重，加重后续处理负荷。

2.2原因分析及改进方向
结合含油污水处理装置原料液情况及运行工况，改善膜污染的措施主要从以下几个方面考虑：
（1）原料液的预处理：行之有效的预处理操作对膜组进水条件的改善和膜组污染程度的缓解十分有利。

（2）调整水流通过量：从调整膜组区运行条件可知，当MBR反应装置中的膜在水流通过量的临界值以下工作时，膜组受污染程度得到一定的延缓。

因此控制水流通过量也是缓解MBR膜组区污染的手段之一。

（3）膜的清洗：膜组污染分可逆和不可逆两种，及时的膜组清洗能够清除大部分的可逆污染，以恢复部分膜组水流通过量，因此在日常操作中应及时地清洗膜组。

（4）控制悬浮固体浓度：膜组区内污泥粘度过高会使得膜组水流通过量降低，应及时清理。

2.3 改进措施
2.3.1 原料液的预处理
（1）调节罐、油水分离器、溶气气浮隔油池（ADAF）是该污水处理场除油的关键工艺。

以往因为浮选出水油含量经常处于40mg/L 上下，二级生化阶段活性污泥吸附大量油污，严重影响其处理效果，加剧膜组区受污染程度。

为改善这一问题，在日常操作中要加大一级处理阶段收油、除渣力度，或根据实际运行工况调整收油、除渣频次；调节气浮处理负荷，根据上一阶段来水水质调整破乳剂、絮凝剂的投加频次和投加量，确保二级处理阶段进水油含量达到30mg/L的水平甚至更低。

（2）膜生物处理工艺的来水必须先经过水解酸化处理，来水水质是否合格直接影响膜组的运行，因此应加大对该处理步骤的监控力度。

日常操作中，监测该设施的溶解氧（DO）大小和氧化还原电位（ORP）值的数值，使得水解酸化阶段一直处于缺氧状态，更为彻底的将大分子物质分化为小分子物质，缓解膜MBR工艺的运行压力。

2.3.2 调整水流通过量
从运行实际发现，在较低水流通过量的情况下设备运行更加稳定，此运行状态下能耗相对较小、膜组污染程度更低。

当临界通量高于渗透通量时，膜过滤阻力（TMP）保持稳定，污染可逆；当临界通量低于渗透通量时，膜过滤阻力快速升高且难以保持稳定，形成的部分污染不可逆。

因此日常操作时就要求每组膜的水流通过量低于临界通量运行。

2.3.3 膜的清洗
曝气不仅提供微生物所需要的溶解氧，还为反应器提供良好的水力条件，保持混合液的悬浮状态，控制膜污染。

曝气产生的紊流可减少膜表面污染物的淤积，摆脱大颗粒污泥在膜面的凝聚，因此适当增大抖动风，对预防污泥沉积、抑制膜污染较有利。

但并不是曝气量越大清洗效果就越好，曝气量太大会增加能耗，易使膜片与膜架连接处磨损漏气，造成抽吸负压不足、产水浊度上升，同时会破坏活性污泥絮体结构，使污泥破碎变成更为细小的颗粒，极易在膜孔内和膜表面淤积。

而适当延长MBR系统的静置时间，短时间内使膜组不产水只曝气，保持间歇出水，也是延缓膜组污染的有效措施。

2.3.4 控制悬浮固体浓度
有资料证明膜组水流通过量和污泥浓度的对数为下降关系[1]。

当混合液悬浮固体浓度（MLSS）达到8000mg/L以上，膜产水阻力明显增大，当达到10000mg/L后，膜水流通过量迅速降低，因此应尽量使MLSS保持在3000~5000 mg/L的浓度标准，以延缓膜污染速度。

3 MBR应用于油库的建议
（1）选料时考虑膜的固有性质。

应选用有较高亲水能力、抗污染性能好的原料。

（2）预膜是缓解膜污染的有效措施。

在反应器运行之前，用预涂铁盐的方法对膜进行预处理[2]，可以缓解膜组水流通过量的下降程度，降低清洗频率，延长使用周期。

（3）密切关注MBR工艺上游来水水质。

一级处理阶段出水油含量要达到设计标准，如不达标需及时调整工况。

水解酸化阶段控制溶解氧、氧化还原电位指标，使其始终在缺氧状态下运行。

（4）水流通过量、抖动风量、反洗频次、池中悬浮固体浓度均应控制在设计标准内，避免操作不当造成的膜污染问题。

（5）再次投用时应重新用1％次氯酸钠溶液对膜进行在线化学反洗，避免膜丝被污泥淤积、堵塞，影响处理效果。

参考文献
[1] 安晓红，肖羽堂，吕晓龙等．改善污泥性质控制MBR膜污染的研究进展[J]．水处理技术，2010，36(1)：30-35．
[2] 张颖．膜生物反应器中延缓膜污染技术的研究[D]．天津：天津大学环境科学与工程学院，2004．。