電子行業(yè)廢水MBR法處理回用中試研究

谷維梁，劉麗華，胡永健，王德山，陳彤，張松健
(北京賽諾水務(wù)科技有限公司，北京100083)


[摘要】使用MBR中試裝置對電子行業(yè)廢水的處理回用進行了，實驗研究，并對MBR系統(tǒng)的清洗及污泥性狀進
行了分析。結(jié)果表明，MBR系統(tǒng)對電子行業(yè)廢水中的COD、氨氮、磷等污染物均有較好的處理效果，處理出水可達(dá)到
《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)中的一級標(biāo)準(zhǔn)，出水經(jīng)RO系統(tǒng)進一步處理可得到高品質(zhì)的回
用水。


[關(guān)鍵詞]電子行業(yè)廢水；污水處理回用；膜生物反應(yīng)器
[中圈分類號]X703．1 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號】1005—829X(2013)06-0043—04
PiIot reSearCh On the treatment and reUSe Of waStewater
from eIeCtroniCS indUStⅣbV MBR
Gu Weili鋤g，Uu uhua，Hu Yon舀i肌，W抽g Desh觚，Chen Tong，辦鋤g son西ian
(＆可ing&i加r貺￡er死c^加妞y c0．，￡砬，＆驢ing 100083，吼i阮)
AbStr卸ct：The treatment aIld reuse of wastewater f而m electronic industry by MBR pilot equipment have beenstu．
died．The cleaning process and sludge characteristics of tlle MBR system a托analyzed．The results show tIlat MBR
system has pretty舒)od tI’eatment e丑-ect on COD，戤砌onium-nitrogen，phosphoms，齟d ot}Ier poUutaIlts．The n‘eated
emuent call reach tlle First Grade 0f Discha瑪e St鋤dard of PoUut粕ts in Urb卸Sewage 1'reatIIlent PlaIlts(GB
18918—2002)．曲ertlle sewageisfⅧrtller晚atedbyRO systems，reclaimedwater wit}lhigll qllalityc鋤beobtained．
Key wordS：electronics industry w鵲tewater；w舾tewater treatment and reuse；MBR
電子行業(yè)廢水比較復(fù)雜。除酸堿液外，一般還會
有清洗、刻蝕、剝離等生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的廢水，其中
含有多種有機物和無機物．而且一些特種有機物在
常規(guī)的檢測方式(BOD5，COD)中，并不能體現(xiàn)出其
實際的濃度。電子行業(yè)廢水中常見的污染物包括：染
料、四甲基氫氧化銨、丙二醇甲醚醋酸酯、5一氨基四
唑、磷酸鹽、硝酸鹽、氟化物、線型酚醛樹脂、二乙二
醇乙醚、四甘醇、1一氨基一2一丙醇、乙醇、異丙醇、丙
酮、1一甲基吡咯烷酮、甲酰胺、Ⅳ_甲基氨、環(huán)丁砜、季
銨鹽、乙酸丁酯、丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇甲醚醋
酸酯等，電子行業(yè)廢水具有水質(zhì)波動大、含有有毒物
質(zhì)、處理難度大等特點。電子行業(yè)廢水的處理基本采
用物化法(酸堿調(diào)節(jié)、加藥沉淀)處理。達(dá)到當(dāng)?shù)匚鬯?br /> 排放標(biāo)準(zhǔn)后排入附近水體或排人污水處理廠與生活
污水混合進行處理�；赜秒y度較大。
膜生物反應(yīng)器(MBR)是以酶、微生物、動植物
細(xì)胞為催化劑進行化學(xué)反應(yīng)和生化轉(zhuǎn)化．同時憑借
膜進行泥水分離的生物反應(yīng)技術(shù)。它利用膜組件替
代傳統(tǒng)的二沉池�？商岣呶勰酀舛龋瑴p小生物池容
積，使出水水質(zhì)更穩(wěn)定，克服了污泥流失的問題。有
較強的耐沖擊負(fù)荷能力。MBR工藝具有出水水質(zhì)良
好、可直接回用、設(shè)備緊湊、運行管理方便、污泥產(chǎn)量
少等特點。近年來，MBR已經(jīng)成功應(yīng)用于生活污水、
醫(yī)院廢水、垃圾滲濾液、石化廢水等的處理⋯。鑒于
日益嚴(yán)格的污水排放和回用標(biāo)準(zhǔn)．MBR在中水回用
市場將具有廣泛的應(yīng)用前景[2】。為此，筆者對電子行
業(yè)廢水進行了MBR處理研究．以期為我國電子行
業(yè)廢水的處理回用提供些許參考。
1 實驗部分
1．1 實驗用水
某電子廠生產(chǎn)廢水主要包括酸堿廢水、含氟廢
水、含氨廢水和CMP研磨廢水，其經(jīng)過廠內(nèi)物化處
理系統(tǒng)分別處理后，匯集至總排污口。經(jīng)過管網(wǎng)排
放到園區(qū)污水處理廠。本次中試的進水即取自總排
污口。2011年7月19日至2011年11月25日，對
該電子廠總排污口的水質(zhì)進行了監(jiān)測。結(jié)果如表l
所示．
—43—


試驗研究工業(yè)水處理2013—06，33(6)
表l待處理廢水水質(zhì)
分析項目CODo，(mg·L-I)Ss，(mg·L-I)明rN，(mg·L．I)pH
最小值63．O 16．O 4Io 6．2
最大值187．O 104．O 26．0 7．1
平均值108．7 39．5 14．6 6．5
1．2實驗流程
本中試實驗采用MBR系統(tǒng)(A20+膜過濾)。首
先通過提升泵將待處理廢水由排水井提升至均質(zhì)
池．之后廢水先后自流通過厭氧池和缺氧池進行處
理：缺氧池混和液部分被泵入好氧池繼續(xù)處理，部分
回流到厭氧池，回流比為100％；好氧池混合液部分
被膜池提升泵輸送到膜池進行泥水分離．部分回流
到脫氧池后進人缺氧池。回流比為400％；膜池混合
液部分回流到好氧池，回流比為400％。MBR產(chǎn)水收
集到反洗水池，作為MBR反洗用水；多余的產(chǎn)水排
放至總排放口。采用鼓風(fēng)機為好氧池和膜池曝氣。實
驗流程如圖1所示。
圖1實驗流程
1．3實驗裝置和材料
MBR中試設(shè)備(包括：均質(zhì)池、厭氧池、缺氧池、
脫氧池、好氧池，容積均為3 m，，碳鋼防腐；膜池，容
積3 m3，SS316不銹鋼)、SDI測試裝置，北京賽諾水
務(wù)科技有限公司產(chǎn)品；SMT—BRl5超濾膜組件，有效
膜面積27 m2，膜絲孔徑0．1岫，材質(zhì)PvDF，北京賽
諾膜科技有限公司產(chǎn)品；便攜式水質(zhì)檢測儀、DR890
光度計、消解爐、BOD培養(yǎng)箱等，哈希產(chǎn)品。


1．4實驗方法
實驗時間：2011年7月19日至2011年11月
25日。實驗地點：北京亦莊開發(fā)區(qū)某電子廠區(qū)。
實驗所用接種污泥為小紅門污水處理廠好氧池
混合液。污泥馴化方式：將7 m，污泥混合液、8 m，待
處理廢水和l kg葡萄糖注入實驗裝置(除均質(zhì)池
外)，悶曝1 d；次日開始進水，初始進水流量為0．1
mⅦ，監(jiān)測好氧池CODo，待其降到50 m蜀／L以下時
將進水流量升為0．2 mⅦ．直至將進水流量升高到設(shè)
計流量0．5m孫。
厭氧池、缺氧池和脫氧池采用攪拌機攪拌。穩(wěn)定
運行期間．好氧池曝氣量為1．6 m弧，污泥質(zhì)量濃度
為5．2～6舡；膜池氣擦洗量為7 mⅦ，污泥質(zhì)量濃度
為6．5～7．5 g，L；膜池產(chǎn)水量為12 m3，d，平均通量為
18．5 U(m2·h)。
運行初期在缺氧池投加適量葡萄糖是為了加快
污泥培養(yǎng)；根據(jù)好氧池pH在缺氧池適量投加碳酸
氫鈉以提高堿度。
1．5檢測方法
SDI。，的檢測：依據(jù)美國材料實驗協(xié)會(AS7IM)
D 4185—95規(guī)定的方法檢測計算15 lIlin的SDI值。
COD叭rI'SS、氨氮和磷的檢測：使用哈希便攜式實驗
裝置。委托清華大學(xué)進行掃描電鏡分析。
2結(jié)果與討論


2．1 MBR系統(tǒng)對CODQ的去除效果
在MBR系統(tǒng)中，由于對CODo的去除主要來自
生化作用．因此實驗過程中對MBR系統(tǒng)進水和膜
池(污泥上清液濾紙過濾水樣)的COD＆進行了監(jiān)
測．結(jié)果如圖2所示。
200
160
120
80
40
0
運行時l司
圖2 MBR系統(tǒng)生化部分對COD。的去除效果
從圖2可以看出，膜池CODo基本在40 m璣
以下，平均值為20．29 mg／L；生化部分COD＆去除率
基本保持在60％以上。平均值為80．9％。說明該系統(tǒng)
對電子行業(yè)廢水具有較好的生物處理效果。
MBR系統(tǒng)中微／超濾膜的作用主要為泥水分
離，提高好氧池污泥濃度，去除懸浮物、膠體，提高產(chǎn)
水感官指標(biāo)。為了考察膜對CODQ的去除作用，中試
期間對膜池(污泥上清液濾紙過濾水樣)COD＆與
MBR產(chǎn)水CODo進行了抽樣檢測，結(jié)果見圖3。
檢測結(jié)果表明，該超濾膜對CODQ的平均去除
率為30％左右，對產(chǎn)水CODQ的降低也存在一定的
貢獻(xiàn)。
2011年8月8日的取樣分析結(jié)果表明．原水和


工業(yè)水處理2013—06，33(6) 谷維梁，等：電子行業(yè)廢水MBR法處理回用中試研究
MBR產(chǎn)水的BOD5分別為35、0．8 mg皿，原水和
MBR產(chǎn)水的CODo分別為106、9 mg，L，B，C=0．33，說
明該廢水具有一定的可生化性，而較低的產(chǎn)水BOD，
也說明碳源幾乎被完全降解。
運行時間
80
60
述褂
40訾
占
o
20
U
O
圖3 MBR膜對CODD的去除效果
2．2 MBR系統(tǒng)對氮、磷的去除效果
MBR系統(tǒng)對氮、磷的去除效果見表2。
表2 MBR系統(tǒng)對氮、磷的去除效果蝴嗍]器些島1筍號；殺原水MBR產(chǎn)水原水MBR產(chǎn)水
20“—D8一10
20l l—08一12
2011—08一17
20ll—08—18
lO l 1．5 O．28
9 4
16 3 O．86 O．64
11 4 O．63 0．45
由表2可知，MBR產(chǎn)水NH3一N<5 m璣，’rP在
0．5唧皿左右。硝化菌最適宜生長的pH環(huán)境為7．5～
8．5[捫，本系統(tǒng)進水pH一般在6．2～7．1，pH環(huán)境對硝
化細(xì)菌的活性稍有抑制作用。通過提高堿度可改善
硝化效果，但會加大運行成本。實驗過程對堿度的控
制是使好氧池的pH>6．5，以滿足COD去除的基本
要求，而這只使MBR產(chǎn)水NH廠N降至5m璣以下。
2．3 MBR產(chǎn)水SDI
實驗的后半階段檢測了MBR產(chǎn)水的SDIm結(jié)
果表明，SDI。，基本保持在4以下，大部分?jǐn)?shù)據(jù)在2～
3。達(dá)到安全進入RO的水平。表明MBR產(chǎn)水可直接
進入RO系統(tǒng)進行脫鹽處理．處理后出水可作為回
用水。
2．4膜的化學(xué)清洗
MBR系統(tǒng)運行到一定時間．由于膜組件的積泥
以及污染物附著在膜絲表面，會造成，IMP(跨膜壓
差)升高，需要定期進行維護性清洗。整個中試過程
共進行了8次維護性清洗．包括次氯酸鈉洗和鹽酸
洗，使用RO產(chǎn)水配藥。清洗前后TMP的變化見圖4。
置
耋
苫
清洗時間
固4維護性清洗前后’IMP的變化
前4次維護性清洗采用滿池清洗方式(即污泥
不移出)，在采用NaClO(質(zhì)量濃度為1 000 mg／L)清
洗后，再用一定濃度的鹽酸(pH=2．1)進行中和，以消
除NaClO清洗時產(chǎn)生的化學(xué)沉淀物。每次維護性清
洗后裝置可穩(wěn)定運行l(wèi)周左右。但前4次維護性清
洗后的MBR產(chǎn)水CODD有所升高，這與膜池較高濃
度的NaClO對微生物產(chǎn)生的抑制作用有關(guān)。清洗后
需要逐步恢復(fù)污泥的活性。
9月5日后對維護性清洗方式進行了改變．先
排空膜池污泥(移至生化池)。注入RO產(chǎn)水，再進行
NaClO(質(zhì)量濃度增至3 000 mg／L)洗和鹽酸洗，清洗
效果明顯改善。清洗周期延長至3周左右。最后2次
清洗，由于清洗水溫低(14℃左右)，清洗恢復(fù)性效
果不如前幾次水溫較高時(25℃左右)明顯。
清洗結(jié)果表明�？刂坪盟巹�濃度和清洗水溫，采
用空池清洗方式可使膜組件性能得到良好恢復(fù)．且
該膜絲能夠適應(yīng)高濃度NaClO。在4個月的運行中。
僅采用維護性清洗即可恢復(fù)膜的性能．預(yù)計恢復(fù)性
化學(xué)清洗周期能夠達(dá)到6個月或以上。
2．5系統(tǒng)污泥性狀分析
運行過程中對各池污泥濃度進行了監(jiān)測．并以
此作為排泥依據(jù)。監(jiān)測結(jié)果的平均值如表3所示。日
排泥量為100。300 L。排泥點在膜池。
表3各生物段MIJSS平均值mg，L
膜池好氧池脫氧池缺氧池厭氧池
6500一75∞5 200一6000 4900一5 300 4000—4500 2000一2500
本系統(tǒng)馴化的活性污泥對來水的降解能力很
強，裝置的處理能力本還可以加大，但限于膜組件的
過水能力限制．實際只能按照12矗，d的水量進行處
理，這就導(dǎo)致了營養(yǎng)物過低，污泥濃度低于常規(guī)的
MBR系統(tǒng)。


—45一
Ed甚書嚳遴酋宣
值強
加
巧
加
蛤
m
，
O


試驗研究工業(yè)水處理2013一06，33(6)
現(xiàn)場檢測30 nlin的污泥沉降比一般低于40％．
與一般MBR系統(tǒng)區(qū)別較大。說明污泥黏度較大．不
易分散，原因可能為進水含有PAM(污水前期物化
處理殘余)，使活性污泥層中包裹較多的PAM所至。
取污泥樣品進行電鏡分析�？梢娒黠@的PAM包裹，
如圖5所示(放大1 000倍，反射)，驗證了上述推
測。整個實驗過程中MBR產(chǎn)水未隨時間的增加出
現(xiàn)劣化，說明PAM的含量不高，對該系統(tǒng)尚未造成
影響，但不能確定其對膜長期使用效果的影響。工程
實施中需要通過預(yù)處理去除PAM。
該廠所用PAM形態(tài)9月27日活性污泥11月22日活性污泥
圈5 PAM及活性污泥的SEM


3結(jié)論

(1)MBR系統(tǒng)對該電子行業(yè)廢水中的COD、
BOD、氨氮具有較好的去除效果，產(chǎn)水SDI坫基本在
2～3。CODQ平均去除率為80．9％，超濾膜對CODQ的
平均去除率為30％左右，對產(chǎn)水CODo的降低存在
一定的貢獻(xiàn)。產(chǎn)水水質(zhì)已達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污
染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)中的一級標(biāo)準(zhǔn)要
求�？芍苯优欧�。也可直接進入RO系統(tǒng)進行脫鹽處
理而獲取較高質(zhì)量的回用水。
(2)膜池平均過濾通量在18．5 U(m2．h)，非常
穩(wěn)定，維護性清洗周期可以達(dá)到2。3周。
(3)通過對MBR系統(tǒng)污泥的電鏡分析。得出進
水中的PAM對MBR污泥產(chǎn)生包裹．盡管實驗過程
中并未影響到系統(tǒng)的處理效果．但可能不利于膜的
長期使用。需要在工程實施中增加預(yù)處理手段。
(4)后續(xù)實驗中可以對MBR產(chǎn)水直接進入RO
系統(tǒng)進行中試研究，摸索RO系統(tǒng)的運行參數(shù)、膜污
染及清洗效果．以期使電子行業(yè)廢水能夠處理至較
高品質(zhì)的回用水。


參考文獻(xiàn)
[1]黃霞，曹斌，文湘華，等．膜一生物反應(yīng)器在我國的研究與應(yīng)用新
進展[J]．環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2008，28(3)：416-432．
[2]周玉芬，于淼，楊勇，等．MBR在我國應(yīng)用現(xiàn)狀與市場發(fā)展趨勢【J]．
工業(yè)水處理，2010，30(7)：5-7．
[3]婁金生，謝水波，何少華，等．生物脫氮除磷原理與應(yīng)用[M]．湖
南：國防科技大學(xué)出版社。2002：88．


【作者筒介】谷維梁(1980一)，工程師。電話：01082330680，E_majl：
gu．weili蛐g@scinorwater．c帆。
[收稿日期】2013—02—28(修改稿)

(上接第42頁)
(2)硫酸亞鐵還原沉淀法對鉻(Ⅵ)具有較好的
去除效果。反應(yīng)在10lIlin內(nèi)即可達(dá)到平衡。
(3)在不改變原水pH(7．8)條件下，當(dāng)硫酸亞
鐵投加量為16 m璣，鉻(Ⅵ)質(zhì)量濃度為2．00叫兒
時，出水鉻(Ⅵ)及總鐵分別為0．019、O．021 mg／L，滿
足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749_-2006)的要求。
(4)通過調(diào)節(jié)硫酸亞鐵投加量。可滿足不同
鉻(Ⅵ)污染強度下應(yīng)急處理的需要，鉻(Ⅵ)去除率
均在80％以上，最高達(dá)99．1％；過高的硫酸亞鐵投加
量可能導(dǎo)致出水鐵及色度超標(biāo)．因此在實際應(yīng)用中
應(yīng)通過實驗確定最佳硫酸亞鐵投加量。
(5)硫酸亞鐵還原沉淀法操作簡便。反應(yīng)時間
短，鉻(Ⅵ)去除效率高。符合突發(fā)性水污染應(yīng)急處理
的特點和要求，是一種適用于水廠突發(fā)性鉻(Ⅵ)污
染的應(yīng)急處理方法。
參考文獻(xiàn)
[1]Cimini∞G，‰rilli A，7I掘髓o G．R衄10ve of toxic cali帆s髓d
Cr(Ⅵ)梳aqIle∞s soluti蚰byhazel眥t shell[J]．wnRe＆，20∞，
34(11)：2955—2962．
[2]陳福星，周立祥．生物催化合成的施氏礦物對廢水中Cr(Ⅵ)的
吸附[J]．中國環(huán)境科學(xué)，2006，26(1)：ll一15．
[3]杜良，王金生．鉻渣毒性對環(huán)境的影響與產(chǎn)出量分析[J]．安全與
環(huán)境學(xué)報，2004，4(2)：34—37．
[4]陶光華，陸少鳴，王�。�飲用水源突發(fā)性鉻污染去除方法的比較
研究[J]．環(huán)境工程學(xué)報，2010，4(1)：133—136．
[5]張希衡．廢水處理工程(M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1983：206．
[6]PaltermJW．工業(yè)廢水處理技術(shù)手冊[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版
社．1993：65—67．
【作者簡介】韓曉剮(1982一)，博士，講師。電話：0591—83789471，
E-mBil：hx919820621@163．c∞。
[收稿日期】2013—03—12(修改稿)
第33卷第6期工業(yè)水處理V01．33 No．6
2013年6月Industrial Water 7rreatment Jun．，2013