MBR平板膜在PCB生产废水处理中的应用

利用特制MBR平板膜作为废水生物处理核心单元处理印刷电路板生产废水，通过小试、线体试验与工业应用，考察了高污泥浓度下平板膜的抗污染性、膜压差与通水量。结果表明，特制MBR平板膜在污泥浓度10000~30000mg/L，进水COD≈5200mg/L,SS≈60mg/L状况下，工作将近1年，出水COD≈132mg/l，SS≈35mg/l，通水量与膜压差分别为2.4m³/hr(单组流量)，32Kpa。证明平板膜对印刷电路板生产废水具备良好的适用性。

MBR工艺(膜生物反应器工艺)是膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型污水处理技术，其核心部件是高性能的浸没式MBR平板膜组件，MBR平板膜组件主要由曝气系统和膜元件及支撑框架组成。曝气系统将从风机输送来的空气经过穿孔曝气管进入气水混合空间，经混合均匀后到达膜片部分，保障每一片平板膜元件能够均匀地获得气体冲刷力，支撑框架通过导轨支撑膜板，使每块平板膜的空间距离一致，通过集水管把每一块平板膜的出水口连结在一起;平板膜元件是一种介于微滤和超滤之间的滤膜，主要材料是聚偏二氟乙烯(PVDF)材料，其孔径范围为0.08~0.3μm，经过滤膜过滤的清水通过负压吸出，由于其采用抽吸式过滤方式，运行能耗比采用加压式过滤方式的分置式滤膜组件减少10~20倍。

平板膜组件结构较简单，运行时在曝气气体的冲刷下，滤膜表面不易结垢，能长期、稳定运行。

印刷电路板(PCB)生产用水量大，所产生废水污染物种类多，成分复杂，环境危害大，废水中含有大量重金属离子和有毒有害物质，如不处理得当，会对自然环境及人类生产生活带来严重危害，PCB行业所带来的环境污染问题日益突出。目前常用工艺对此类废水处理效果不理想，故寻求一种合理经济的工艺处理PCB废水对我国环境保护实现可持续发展具有十分重要的现实意义。

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实验部分

1.1 废水进、出水水质

水质(入水和出水)指标，如表1-1所示。

介于入水COD值存在一定变化，会导致生物系统中微生物频繁适应低浓度和高浓度水质的变化，影响生物量的稳定性，从而也会使生物系统的污泥存在一定变化，故需在生物处理前端加入调节池对进水水质进行调节均质，并通过生物系统循环和排泥来稳定生物系统污泥浓度。

1.2 处理工艺流程

生产车间排出的含有高浓度化学铜、脱脂有机物的废水先经过沉降处理，再至调解池进行水质的调节，预处理后的废水经提升泵提升至一、二级生物好氧池内进行生化处理，通过生物MBR平板膜的过滤截留作用，处理出水经抽吸过滤出去;处理工艺流程如图1-1所示：

1.3 处理设计参数

1.3.1 小型试验流程：

采用一组PEIER25-20平板膜组件，其中膜元件有效面积0.25m²/片，计5m²/组。

模拟现场生物处理膜槽进行，污泥浓度介于10000-30000mg/L之间，平均约为16000mg/L。工艺流程图如图1-2所示：

其中，小型实验槽容积约为 495L 。

1.3.2 线体试验 设计参数

采用5组 PEIER 150 - 90 MBR 膜组件，每组含90片膜元件(每片膜元件面积为1.5m²), 每片膜元件通量为 0.027m ³/hr 。

处理 水量： 216m³/d ;

一级 +二级生物池有效容积为 560m³，水力停留时间为 水力停留时间为 62hr 。

1.3.3 MBR MBR平板膜运行设计参数：

膜运行模式： ON ：6min、OFF：2min。

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结果与讨论

2.1、小型试验

I. 小型试验槽试验效果

小试试验考察了运行时间与出水COD、出水SS、膜面积产水量及压差的关系，实验结果如下图所示。

(1) 出水CODcr

由图可知，在将近一个月的时间内，出水COD值最大为208mg/L，最小为52mg/L，平均维持在139mg/L左右，随着时间的推移，膜池出水COD均优于出水指标。

(2) 出水SS

由图可知，随着时间推移，出水悬浮物浓度基本稳定，在9.19号之前，出水SS浓度基本为0，9.19日之后，出水悬浮物略微浮动，最大为24mg/L，平均约为15mg/L，均远优于出水指标。

(3) 膜单位面积产水量

由图可知，通过一个月的运行，沛尔平板膜单位面积产水量恒定在18L/h.m2左右。由此说明，沛尔膜业针对此种废水所特制的MBR膜元件适合于处理PCB废水，经过一个月的小试运行，膜产水量能够维持在稳定水平。

(4) 膜运行压差：

图2-4 运行时间与压差的关系

由图可知，随着时间的运行，压差先维持稳定，约为12Kpa，在9.13号之后呈小幅上升趋势，至9.23日之后稳定至20Kpa，运行期间，跨膜压差平均值约为15Kpa，结果也在管理范围内。

经过1个月小型试验槽试验后，沛尔膜业针对PCB废水特制的MBR平板膜适合印刷线路板产生废水生物处理系统，故在此基础上进行线体实验。

2.2 线体试验

在小型试验槽试验结果均能满足生物系统运行各项指标参数要求的基础上，将特制MBR膜放入生产线体生物系统进行试运行，目前已经运行将近1年之久(2012年2月至11月共265天)，结果如表2-1、2-2所示，由表可知各项指标均能达到出水要求，在管理范围内。

表2-1 MBR膜处理出水水质

由表可知，自从进入到线体流动至今，膜运行流量和压差以及膜清洗情况要满足系统运行要求。

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结论

1. 沛尔膜业针对PCB废水所特制的MBR平板膜应用在印刷线路板的生物处理系统出水的各项指标都符合要求，废水进水COD值约为5200mg/L，经MBR平板膜处理后出水CODmax = 182mg/L ， CODmin = 63mg/L ， CODave = 132mg/L ， 出水 SSmax = 58mg/L ， SSmin = 16mg/L ， SSave = 35mg/L ，出水指标均达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)三级标准。

2. MBR平板膜是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池，活性污泥浓度因此大大提高，装置容积负荷大，从而加大了生物系统COD降解的能力。

3. MBR平板膜整个运行系统易于实现自动控制，操作管理方便。

4. 使用MBR平板膜生物系统污泥浓度高，占地面积小。

总

之，在印刷电路板的生产废水的生物系统中应用特制的MBR平板膜是适用的，不仅出水的水质好、而运行也较稳定(不会出现漂泥的现象)、同时省去掉二沉降池，节省占地面积。

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