A/O+MBR工藝在煤化工綜合廢水處理中的應用

煤化工產業會產生大量化工廢水。以煤為原料生產1t甲醇大概排放20 m³化工廢水，且廢水中通常含有多環芳香族化合物、酚類、聯苯類等有機污染物，成分復雜，給廢水處理帶來較大困難。由于煤化工廢水含有高毒性、高含鹽量及各種有毒物質、高濃度難降解物質等，可生化性較差，需采用物化法對其進行預處理，使用生物法進行深層次處理，使其達標排放或回用。

煤化工廢水常用的處理技術有***式厭氧污泥床（UASB）、生物流化床（CBR）及序批式活性污泥（SBR）等。MBR技術可用膜組件取代二沉池進行固液分離，減少用地面積；膜組件的強截留作用可增加反應器內的微生物數量；反應器內的污泥齡長、負荷低，對廢水中的氮、磷去除能力較強，因此MBR技術近年來被廣泛應用于煤化工廢水處理。

某煤化工企業在生產過程中產生大量化工廢水，包括氣化廢水、煤制烯烴（MTO）廢水、烯烴裝置的生產廢水、生活污水等。其中部分廢水需先在各自裝置區域內處理，達到進入廢水生化系統要求后，再通過廠區管網輸送至廢水生化系統內進行處理。

01 設計進出水水質

煤化工綜合廢水來源于多個裝置區域，成分復雜且含有很多有毒及難降解的有機物。需要對廢水水質有較多了解，才能選出合適的工藝，本項目的設計水質見表 1。

02 工藝流程

廢水處理工藝流程如圖 1所示。

煤化工綜合廢水進入一級好氧池后，通過微生物的同化作用將部分有機污染物碳化，使污染物得到***程度的降解；出水進入A/O反應池，通過硝化反硝化反應有效去除氨氮，降低總氮，兼性降低廢水中的CODCr和BOD；膜池與A/O池結合能夠有效截留硝化菌，使其完全保留在反應池內，避免污泥流失，并可截留難降解的大分子有機物，延長其在反應池的停留時間，使之得到最大限度的分解。

03 主要構筑物

污水經調節池預處理后，依次進入一級好氧池、A/O池、膜池。其中一級好氧池的污泥回流比控制在50%~150%，污泥質量濃度控制在3 000~5 000 mg/L。A池溶解氧控制在0.2~0.5 mg/L，O池溶解氧控制在2~3 mg/L，污泥回流比控制在50%~150%。膜池污泥質量濃度控制在6 000~10 000 mg/L。

應用MBR技術后，CODCr去除率≥93%，SS去除率可達100%。產水中的懸浮物和濁度近乎為零，處理后的水質良好且穩定，可直接回用，實現了污水資源化。

淹沒式MBR膜池內安裝了增強型聚偏氟乙烯中空纖維簾式膜組件，膜截留孔徑為0.1 μm，產水流量為4.0~7.0 m3/d。設置6座膜池，每座膜池內10套膜組件，每套膜組件的膜面積為15 m2，總膜面積為900 m2。

膜組件的中空纖維膜采用PVDF合金膜作為過濾層，其特殊的內外致密雙皮層結構可使污染物不進入膜的網狀孔內，易于清洗，清洗通量恢復好。各構筑物的參數與規格見表 2。

04 系統運行情況分析

在62 d的運行過程中，一級好氧池的污泥回流比控制在50%~150%；A池溶解氧控制在0.2~0.5 mg/L，ORP控制在-1 000~1 000 mV，污泥質量濃度控制在2 000~4 000 mg/L；O池溶解氧控制在2~3 mg/L，pH控制在7.5~9，污泥質量濃度控制在3 000~5 000 mg/L，污泥回流比控制在50%~150%，消化液回流比控制在400%；MBR池污泥質量濃度控制在6 000~10 000 mg/L。

廢水生化系統對CODCr的去除效果如圖 2所示，氨氮的去除效果如圖 3所示，總氮的去除效果如圖 4所示，SS的去除效果如圖 5所示。

由圖 2可見，綜合廢水經調節池調節后，進水CODCr基本在102~315 mg/L，平均為165 mg/L，經過一級好氧+A/O+MBR工藝處理后，出水CODCr基本維持在＜21 mg/L，CODCr平均去除率維持在85%以上。可見此生化工藝對煤制烯烴綜合廢水的CODCr有較好的去除效果。

由圖 3可見，綜合廢水經調節池調節后，進水氨氮基本在181~381 mg/L，平均氨氮在250 mg/L，經過一級好氧+A/O+MBR工藝處理后，出水氨氮基本維持在＜2 mg/L。

總氮為氨氮、亞硝態氮、硝態氮之和，由圖 4可見，進水總氮基本在181~381 mg/L，平均為250 mg/L，處理后出水中的亞硝態氮基本為零，出水總氮維持在＜160 mg/L，總氮去除率平均為61.2%。可見該工藝對煤制烯烴綜合廢水中的氨氮和總氮有較好的去除效果。

由圖 5可見，綜合廢水經調節池調節后，進水SS基本在41~172 mg/L，平均為100 mg/L，經一級好氧+A/O+MBR工藝處理后，出水SS基本維持在＜23 mg/L，平均去除率在85%以上。生化工藝對煤制烯烴綜合廢水中的SS有較好的去除效果。

綜上，廢水生化系統出水的COD、氨氮、濁度、SS、BOD5等指標優于污水綜合排放標準GB 8978—1996中的一級B標準。

05 投資運行成本分析

本工程概算總投資19.312萬元，直接運行成本包括電費15元/t、污泥處置2元/t、藥劑費0.5元/t、人工費0.3元/t、膜更換17.2元/t，總計35元/t。

06 結論

（1）A/O+MBR工藝對CODCr的去除率可達85%，出水CODCr均值＜21 mg/L；對氨氮的去除率可達98%，出水氨氮均值＜2 mg/L，總氮去除率平均為61.2%，且運行穩定；對SS的去除率可達85%以上，出水SS均值＜23 mg/L，均達到污水綜合排放標準GB 8978— 1996的一級標準要求。

（2）A/O+MBR工藝可以實現持續穩定的運行，解決了傳統生化處理工藝中占地面積大、剩余污泥量大、去除效率低等問題，具有廣闊的應用前景。