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(duì)電子行業(yè)廢水的處理回用進(jìn)行了，實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)MBR系統(tǒng)的清洗及污泥性狀進(jìn)
行了分析。結(jié)果表明，MBR系統(tǒng)對(duì)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)，出水經(jīng)RO系統(tǒng)進(jìn)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(hào)]X703．1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)】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(huì)
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(jī)物和無機(jī)物．而且一些特種有機(jī)物在
常規(guī)的檢測(cè)方式(BOD5，COD)中，并不能體現(xiàn)出其
實(shí)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(dòng)大、含有有毒物
質(zhì)、處理難度大等特點(diǎn)。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(jìn)行處理�；赜秒y度較大。
膜生物反應(yīng)器(MBR)是以酶、微生物、動(dòng)植物
細(xì)胞為催化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)和生化轉(zhuǎn)化．同時(shí)憑借
膜進(jìn)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。可提高污泥濃度，減小生物池容
積，使出水水質(zhì)更穩(wěn)定，克服了污泥流失的問題。有
較強(qiáng)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(yùn)行管理方便、污泥產(chǎn)量
少等特點(diǎn)。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(chǎng)將具有廣泛的應(yīng)用前景[2】。為此，筆者對(duì)電子行
業(yè)廢水進(jìn)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(shí)驗(yàn)部分
1．1 實(shí)驗(yàn)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(jìn)水即取自總排
污口。2011年7月19日至2011年11月25日，對(duì)
該電子廠總排污口的水質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。結(jié)果如表l
所示．
—43—
試驗(yàn)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(xiàng)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(shí)驗(yàn)流程
本中試實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jìn)行泥水分離．部分回流
到脫氧池后進(jìn)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(jī)為好氧池和膜池曝氣。實(shí)
驗(yàn)流程如圖1所示。
圖1實(shí)驗(yàn)流程
1．3實(shí)驗(yàn)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(cè)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(cè)儀、DR890
光度計(jì)、消解爐、BOD培養(yǎng)箱等，哈希產(chǎn)品。
1．4實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2011年7月19日至2011年11月
25日。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：北京亦莊開發(fā)區(qū)某電子廠區(qū)。
實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置(除均質(zhì)池
外)，悶曝1 d；次日開始進(jìn)水，初始進(jìn)水流量為0．1
mⅦ，監(jiān)測(cè)好氧池CODo，待其降到50 m蜀／L以下時(shí)
將進(jìn)水流量升為0．2 mⅦ．直至將進(jìn)水流量升高到設(shè)
計(jì)流量0．5m孫。
厭氧池、缺氧池和脫氧池采用攪拌機(jī)攪拌。穩(wěn)定
運(yùn)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(yùn)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(cè)方法
SDI。，的檢測(cè)：依據(jù)美國材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)(AS7IM)
D 4185—95規(guī)定的方法檢測(cè)計(jì)算15 lIlin的SDI值。
COD叭rI'SS、氨氮和磷的檢測(cè)：使用哈希便攜式實(shí)驗(yàn)
裝置。委托清華大學(xué)進(jìn)行掃描電鏡分析。
2結(jié)果與討論
2．1 MBR系統(tǒng)對(duì)CODQ的去除效果
在MBR系統(tǒng)中，由于對(duì)CODo的去除主要來自
生化作用．因此實(shí)驗(yàn)過程中對(duì)MBR系統(tǒng)進(jìn)水和膜
池(污泥上清液濾紙過濾水樣)的COD＆進(jìn)行了監(jiān)
測(cè)．結(jié)果如圖2所示。
200
160
120
80
40
0
運(yùn)行時(shí)l司
圖2 MBR系統(tǒng)生化部分對(duì)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(duì)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(duì)CODQ的去除作用，中試
期間對(duì)膜池(污泥上清液濾紙過濾水樣)COD＆與
MBR產(chǎn)水CODo進(jìn)行了抽樣檢測(cè)，結(jié)果見圖3。
檢測(cè)結(jié)果表明，該超濾膜對(duì)CODQ的平均去除
率為30％左右，對(duì)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(yùn)行時(shí)間
80
60
述褂
40訾
占
o
20
U
O
圖3 MBR膜對(duì)CODD的去除效果
2．2 MBR系統(tǒng)對(duì)氮、磷的去除效果
MBR系統(tǒng)對(duì)氮、磷的去除效果見表2。
表2 MBR系統(tǒng)對(duì)氮、磷的去除效果蝴嗍]器些島1筍號(hào)；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(zhǎng)的pH環(huán)境為7．5～
8．5[捫，本系統(tǒng)進(jìn)水pH一般在6．2～7．1，pH環(huán)境對(duì)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(huì)加大運(yùn)行成本。實(shí)驗(yàn)過程對(duì)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(shí)驗(yàn)的后半階段檢測(cè)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(jìn)入RO的水平。表明MBR產(chǎn)水可直接
進(jìn)入RO系統(tǒng)進(jìn)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(yùn)行到一定時(shí)間．由于膜組件的積泥
以及污染物附著在膜絲表面，會(huì)造成，IMP(跨膜壓
差)升高，需要定期進(jìn)行維護(hù)性清洗。整個(gè)中試過程
共進(jìn)行了8次維護(hù)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(shí)間
固4維護(hù)性清洗前后’IMP的變化
前4次維護(hù)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(jìn)行中和，以消
除NaClO清洗時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)沉淀物。每次維護(hù)性清
洗后裝置可穩(wěn)定運(yùn)行l(wèi)周左右。但前4次維護(hù)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(duì)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(duì)維護(hù)性清洗方式進(jìn)行了改變．先
排空膜池污泥(移至生化池)。注入RO產(chǎn)水，再進(jìn)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(zhǎng)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(shí)(25℃左右)明顯。
清洗結(jié)果表明。控制好藥劑濃度和清洗水溫，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(gè)月的運(yùn)行中。
僅采用維護(hù)性清洗即可恢復(fù)膜的性能．預(yù)計(jì)恢復(fù)性
化學(xué)清洗周期能夠達(dá)到6個(gè)月或以上。
2．5系統(tǒng)污泥性狀分析
運(yùn)行過程中對(duì)各池污泥濃度進(jìn)行了監(jiān)測(cè)．并以
此作為排泥依據(jù)。監(jiān)測(cè)結(jié)果的平均值如表3所示。日
排泥量為100。300 L。排泥點(diǎn)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(duì)來水的降解能力很
強(qiáng)，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(shí)際只能按照12矗，d的水量進(jìn)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(qiáng)
加
巧
加
蛤
m
，
O
試驗(yàn)研究工業(yè)水處理2013一06，33(6)
現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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(jìn)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(jìn)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(yàn)證了上述推
測(cè)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中MBR產(chǎn)水未隨時(shí)間的增加出
現(xiàn)劣化，說明PAM的含量不高，對(duì)該系統(tǒng)尚未造成
影響，但不能確定其對(duì)膜長(zhǎng)期使用效果的影響。工程
實(shí)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(duì)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(duì)CODQ的
平均去除率為30％左右，對(duì)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)要
求�？芍苯优欧拧Ｒ部芍苯舆M(jìn)入RO系統(tǒng)進(jìn)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(hù)性清洗周期可以達(dá)到2。3周。
(3)通過對(duì)MBR系統(tǒng)污泥的電鏡分析。得出進(jìn)
水中的PAM對(duì)MBR污泥產(chǎn)生包裹．盡管實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)期使用。需要在工程實(shí)施中增加預(yù)處理手段。
(4)后續(xù)實(shí)驗(yàn)中可以對(duì)MBR產(chǎn)水直接進(jìn)入RO
系統(tǒng)進(jìn)行中試研究，摸索RO系統(tǒng)的運(yùn)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。
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【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(duì)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?cè)畃H(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(shí)，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�？蓾M足不同
鉻(Ⅵ)污染強(qiáng)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(shí)際應(yīng)用中
應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定最佳硫酸亞鐵投加量。
(5)硫酸亞鐵還原沉淀法操作簡(jiǎn)便。反應(yīng)時(shí)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(diǎn)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。
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社．1993：65—67．
【作者簡(jiǎn)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
