气浮+MBR膜法工艺升级改造化妆品废水处理工程实例

彭金胜

（上海清浥环保科技有限公司，中国 上海 201803）

【摘　要】通过气浮+MBR膜法升级改造工艺，可以在不增加任何构筑物情况下，将废水处理由原来三级排放标准提升到《城市污水再生利用 景观环境用水水质》（GB-T18921-2002）等标准。运行实践表明，该处理工艺运行稳定，耐冲击负荷能力强，产生剩余污泥量少，无污泥膨胀问题的特点。

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关键词 化妆品废水；气浮；MBR膜法

1　工程概况

杭州某化妆品生产公司主要生产扶肤化妆品、美容化妆品等。其排放废水来源主要是产品更换或是间歇反应时反应釜的冲洗水，所以排放量基本不大且为间歇性，且水质变化波动较大。废水中含有较高浓度的有机物、固体悬浮物、油脂及表面活性剂。进水CODcr为2000~5000mg/l，BOD为500mg/l，SS为2000~3000mg/l，LAS为170~200mg/l。原污水处理采用工艺为：调节池→混凝→初沉池→传统活性污泥生化法→二沉池。二沉池出水CODcr基本在300~400mg/l之间。

业主为了响应国家节能减排号召，实现污水循环再利用，将废水处理由原来三级排放标准提升到《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB-T18921-2002）标准，具体要求CODcr≦60mg/l，BOD≦6mg/l，SS≦10mg/l。将出水作为鱼池景观水池补水，代替自来水补水。

由于工厂用地限制，无法通过扩建生化池来增加污水生化停留时间。为了降低最终出水COD，采用了气浮+MBR膜法工艺，在对现有工艺物化和生化两方面进行升级改造，采用工艺流程如图1。

2　主要设备设施设计参数

2.1　废水调节池

利用原有的调节池进行水量及水质的调节。外型尺寸为5.0×5.0×4.0m，2座，地上钢筋混凝土结构，有效容积为180m3，停留时间约21.6 h。

2.2　混凝反应池

利用原有的混凝反应池进行进行混凝反应。外型尺寸为2.5×1×1.5m，2座，地上式钢筋混凝土结构，有效容积为2m3，停留时间约14.5min。

2.3　气浮系统(DAF)

气浮系统采用压力溶气气浮法，主要部件有：浮选室、浮渣室、回流泵、压力释放系统、表面刮渣器、加压滞留槽、压力和空气调节器等。气浮系统采用钢结构模式，处理量为：10m3/h，水力表面负荷为3m3/m2·h。

2.4　好氧生化池

利用原有的好氧生化池。外型尺寸为10×3×4m，2座，地上式钢筋混凝土结构，有效容积为270m3，停留时间约32h。按进水COD=1200mg/l计算，NV=0.74kgCOD/m3.d，Ns=0.30kgCOD/kgMLSS.d。

2.5　MBR膜生化池

利用原有的清水池。外型尺寸为5×2.5×4m，1座，地上式钢筋混凝土结构，有效容积为56m3，停留时间约6h。按进水COD=200mg/l,MLSS为6000mg/l计算，NV=0.71kgCOD/m3.d，Ns=0.12kgCOD/kgMLSS.d。

2.6　二沉池

用于MBR离线清洗池。外型尺寸为5×2.5×4m，1座，地上式钢筋混凝土结构，有效容积为56m3。

2.7　污泥浓缩池

利用原有的污泥浓缩池。外型尺寸为5×2.5×4m，1座，地上式钢筋混凝土结构，有效容积为56m3。

3　工艺说明

化妆品生产车间生产废水自流到设有粗细两道格栅板过滤的集水池，然后通过集水池提升泵提升至废水调节池内均化水质(确保后续系统运行的可靠性)，然后提升至混凝反应，再进行沉淀。沉淀出水经中间水池后自流到气浮系统(DAF)进行气浮处理，气浮出水通过泵提升至好氧处理系统。好氧处理工艺采用传统活性污泥法和MBR膜生物反应器法相结合工艺。

其中气浮系统产生的浮渣送至污泥池浓缩池。MBR生化池中的污泥泵通过池内污泥泵进行污泥回流和污泥排放，保证好氧生化池和MBR生化池中的正常污泥浓度。污泥浓缩池的污泥，达到一定数量后输送至污泥压滤系统进行脱水处理。

污泥脱水的渗滤液和污泥浓缩池上清液自流至低位的集水池再进行循环处理。

4　系统主要改造事项

4.1　气浮设备增加

气浮处理法就是向废水中通人空气，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，使废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成泡沫一气、水、颗粒（油）三相混合体，通过收集泡沫或浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。

化妆品生产废水含SS很高，尤其是彩妆类化妆品的生产中掺入滑石粉、云母粉等，使废水中含有大量颗粒细小的无机悬浮物。废水经混凝后较多漂浮絮体无法在初沉池中完全沉淀，这些浮泥只能通过气浮去除。杨敏珊等[1]在实际工程应用中得出，气浮可去除大部分悬浮物质。林方敏[2]采用气浮装置作为化妆品生产废水预处理，去除了大部分的阴离子表面活性剂，LAS从进水的80mg/L降为10mg/L左右，避免了曝气时产生大量泡沫。

4.2　好氧生化池曝气器改造

曝气器的作用是将空气分散成气泡，扩散到混合液中，使气泡中的氧溶解到混合液中，提供微生物生化反应所需要的溶解氧，同时保证污水的充分混合，使活性污泥处于悬浮状态，保证活性污泥充分利用水中的溶解氧来分解有机污染物。因此，曝气效果的好坏极大地影响生物处理系统的效率。

原有曝气系统采用不锈钢微孔曝气管（氧利用率为12%左右）更换为EPDM橡胶盘式曝气器（氧利用率为21%~23%左右），提高了氧的利用率，不仅让污水中有机物充分降解,还能达到节能目的。

4.3　MBR膜生物反应器增加

为保障有机物彻底氧化分解，必须通过加强生化处理对COD进行充分降解。增强有机物的生化降解效果的方法一般有两种：其一，增加生化停留时间，即通过扩大生化池容积，以求微生物对有机物的生化反应时间延长，使反应进度更趋完全；其二，增加微生物量，即提高系统微生物总量和活性，以求有机物在一定时间内被更为高效分解。由于用地限制所以通过MBR膜法可以将微生物截留在MBR膜生化池中，从而提高微生物浓度。

5　工艺调试

工程于2014年7月中旬，完成设备安装，进入调试阶段。

5.1　气浮设备调试与运行

气浮溶气泵出口压力控制在0.35~0.4MPa，回流比控制为20%~30%，刮渣机每30分钟刮渣机启动一次，每次启动2~3分钟。一周左右需对气浮机泥斗污泥进行排放，以保障出水效果。气浮出水COD效果非常明显，原本混凝沉淀COD去除率大概在40%左右，升级改造增加气浮后，COD去除去基本稳定在50~60%。通过检测发现气浮机出水BOD/COD≧0.5，生化性改善较大。另外，改造前生化池曝气后较多泡沫浮在水面，改造后生化池曝气后很少有泡沫出现。

5.2　MBR调试与运行

为了加快培养进程，采用附近七格污水处理厂的好氧生化池中的泥水混合液来培养。将约20t种泥水混合液投入好氧池及MBR膜池中，进行静态(闷曝)培养1天后，缓慢进水调试。根据C:N:P=100：5：1的营养比例，需适当增加面粉作为补充营养。由于化妆品废水中N、P含极低，每天需根据水量投入尿素、磷肥。污泥投放调试第一周，菌种对环境的不适应性表现较为明显，SV30为1000~2000mg/l，通过镜检发现微生物量大量减少；调试第二周生化池中活性污泥颜色好转，菌胶团慢慢出现，MBR膜出水CODcr逐渐下降。调试第三周，通过污泥回流与排放，MBR膜生化池SV30基本维持在6000mg/l，MBR出水CODcr基本稳定在60mg/l以下。系统排泥量明显减少。

2014年8月份气浮机和MBR膜出水质运行数据同2013年8月份初沉池出水和二沉池出水水质数据相比，如表2、表3。

6　结语

气浮－MBR膜工艺在化妆品废水升级改造项目中使用，作用非常明显。高效溶气气浮大大提高了废水预处理CODcr的去除率，降低了生化的负荷。MBR膜代替传统的二沉池，增加了好氧化生池中活性污泥浓度，具有更高的抗冲击能力[3]。改造后的生化系统出水CODcr值和SS值从原来三级排放标准提高到城市景观用水水质标准。目前，该企业正在积极推进中水深度处理到类纯水项目，实现水资源循环利用。随着当前越来越多的化妆品废水处理项目扩容提标及水资源再生利用，气浮－MBR膜法工艺在废水处理系统升级改造上具有广阔的应用前景。

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参考文献

［1］杨敏珊,胡勇有,陈秋燕.气浮-水解-SBR工艺处理化妆品厂废水[J].工业用水与废水,2005,36（2）:78-80.

［2］林方敏.气浮-水解-SBR工艺处理化妆品厂废水[J].中国环保产业,2005,11(6):25-26.

［3］陈新.化妆品生产废水处理技术研究进展[J].环境科学与技术,2010,30（5）:104－107.

［４］王永健.采用BAS工艺升级改造化妆品废水生化处理系统[J].中国给水排水,2014,30(18):103－105．

［责任编辑：刘展］