電子行業廢水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
(北京賽諾水務科技有限公司，北京100083)
[摘要】使用MBR中試裝置對電子行業廢水的處理回用進行了，實驗研究，並對MBR系統的清洗及汙泥性狀進
行了分析。結果表明，MBR系統對電子行業廢水中的COD、氨氮、磷等汙染物均有較好的處理效果，處理出水可達到
《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中的一级标准，出水经RO系统进一步处理可得到高品质的回
用水。
[關鍵詞]電子行業廢水；汙水處理回用；膜生物反應器
[中圈分类号]X703．1 [文献标识码]A [文章编号】1005—829X(2013)06-0043—04
PiIot reSearCh On the treatment and reUSe Of waStewater
from eIeCtroniCS indUStⅣbV MBR
Gu Weili锄g，Uu uhua，Hu Yon舀i肌，W抽g Desh觚，Chen Tong，办锄g son西ian
(＆可ing&i加r贶￡er死c^加妞y c0．，￡砬，＆驴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，龃d ot}Ier poUutaIlts．The n‘eated
emuent call reach tlle First Grade 0f Discha玛e St锄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锄beobtained．
Key wordS：electronics industry w鹊tewater；w舾tewater treatment and reuse；MBR
電子行業廢水比較複雜。除酸堿液外，一般還會
有清洗、刻蝕、剝離等生産工藝中産生的廢水，其中
含有多種有機物和無機物．而且一些特種有機物在
常規的檢測方式(BOD5，COD)中，並不能體現出其
實際的濃度。電子行業廢水中常見的汙染物包括：染
料、四甲基氫氧化铵、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、環丁砜、季
铵鹽、乙酸丁酯、丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇甲醚醋
酸酯等，電子行業廢水具有水質波動大、含有有毒物
質、處理難度大等特點。電子行業廢水的處理基本采
用物化法(酸堿調節、加藥沈澱)處理。達到當地汙水
排放標准後排入附近水體或排人汙水處理廠與生活
汙水混合進行處理。回用難度較大。
膜生物反應器(MBR)是以酶、微生物、動植物
細胞爲催化劑進行化學反應和生化轉化．同時憑借
膜進行泥水分離的生物反應技術。它利用膜組件替
代傳統的二沈池。可提高汙泥濃度，減小生物池容
積，使出水水質更穩定，克服了汙泥流失的問題。有
較強的耐沖擊負荷能力。MBR工藝具有出水水質良
好、可直接回用、設備緊湊、運行管理方便、汙泥産量
少等特點。近年來，MBR已經成功應用于生活汙水、
醫院廢水、垃圾滲濾液、石化廢水等的處理⋯。鑒于
日益嚴格的汙水排放和回用標准．MBR在中水回用
市場將具有廣泛的應用前景[2】。爲此，筆者對電子行
業廢水進行了MBR處理研究．以期爲我國電子行
業廢水的處理回用提供些許參考。
1 实验部分
1．1 实验用水
某電子廠生産廢水主要包括酸堿廢水、含氟廢
水、含氨廢水和CMP研磨廢水，其經過廠內物化處
理系統分別處理後，彙集至總排汙口。經過管網排
放到園區汙水處理廠。本次中試的進水即取自總排
汙口。2011年7月19日至2011年11月25日，對
該電子廠總排汙口的水質進行了監測。結果如表l
所示．
—43—
試驗研究工業水處理2013—06，33(6)
表l待處理廢水水質
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(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
池．之後廢水先後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處理，部分
回流到厭氧池，回流比爲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
到脫氧池後進人缺氧池。回流比爲400％；膜池混合
液部分回流到好氧池，回流比爲400％。MBR産水收
集到反洗水池，作爲MBR反洗用水；多余的産水排
放至總排放口。采用鼓風機爲好氧池和膜池曝氣。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中試設備(包括：均質池、厭氧池、缺氧池、
脱氧池、好氧池，容积均为3 m，，碳钢防腐；膜池，容
积3 m3，SS316不锈钢)、SDI测试装置，北京赛诺水
務科技有限公司産品；SMT—BRl5超濾膜組件，有效
膜面积27 m2，膜丝孔径0．1岫，材质PvDF，北京赛
諾膜科技有限公司産品；便攜式水質檢測儀、DR890
光度計、消解爐、BOD培養箱等，哈希産品。
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：北京亦莊開發區某電子廠區。
實驗所用接種汙泥爲小紅門汙水處理廠好氧池
混合液。污泥驯化方式：将7 m，污泥混合液、8 m，待
处理废水和l kg葡萄糖注入实验装置(除均质池
外)，闷曝1 d；次日开始进水，初始进水流量为0．1
mⅦ，监测好氧池CODo，待其降到50 m蜀／L以下时
将进水流量升为0．2 mⅦ．直至将进水流量升高到设
計流量0．5m孫。
厭氧池、缺氧池和脫氧池采用攪拌機攪拌。穩定
运行期间．好氧池曝气量为1．6 m弧，污泥质量浓度
为5．2～6舡；膜池气擦洗量为7 mⅦ，污泥质量浓度
为6．5～7．5 g，L；膜池产水量为12 m3，d，平均通量为
18．5 U(m2·h)。
運行初期在缺氧池投加適量葡萄糖是爲了加快
汙泥培養；根據好氧池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：依據美國材料實驗協會(AS7IM)
D 4185—95规定的方法检测计算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。委托清華大學進行掃描電鏡分析。
2結果與討論
2．1 MBR系统对CODQ的去除效果
在MBR系統中，由于對CODo的去除主要來自
生化作用．因此實驗過程中對MBR系統進水和膜
池(汙泥上清液濾紙過濾水樣)的COD＆進行了監
測．結果如圖2所示。
200
160
120
80
40
0
運行時l司
图2 MBR系统生化部分对COD。的去除效果
从图2可以看出，膜池CODo基本在40 m玑
以下，平均值为20．29 mg／L；生化部分COD＆去除率
基本保持在60％以上。平均值爲80．9％。說明該系統
對電子行業廢水具有較好的生物處理效果。
MBR系統中微／超濾膜的作用主要爲泥水分
離，提高好氧池汙泥濃度，去除懸浮物、膠體，提高産
水感官指標。爲了考察膜對CODQ的去除作用，中試
期間對膜池(汙泥上清液濾紙過濾水樣)COD＆與
MBR産水CODo進行了抽樣檢測，結果見圖3。
檢測結果表明，該超濾膜對CODQ的平均去除
率爲30％左右，對産水CODQ的降低也存在一定的
貢獻。
2011年8月8日的取樣分析結果表明．原水和
工业水处理2013—06，33(6) 谷维梁，等：電子行業廢水MBR法處理回用中試研究
MBR产水的BOD5分别为35、0．8 mg皿，原水和
MBR产水的CODo分别为106、9 mg，L，B，C=0．33，说
明該廢水具有一定的可生化性，而較低的産水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
图3 MBR膜对CODD的去除效果
2．2 MBR系统对氮、磷的去除效果
MBR系統對氮、磷的去除效果見表2。
表2 MBR系统对氮、磷的去除效果蝴嗍]器些岛1笋号；杀原水MBR产水原水MBR产水
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产水NH3一N<5 m玑，’rP在
0．5唧皿左右。硝化菌最適宜生長的pH環境爲7．5～
8．5[扪，本系統進水pH一般在6．2～7．1，pH環境對硝
化細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産水NH廠N降至5m玑以下。
2．3 MBR产水SDI
實驗的後半階段檢測了MBR産水的SDIm結
果表明，SDI。，基本保持在4以下，大部分數據在2～
3。達到安全進入RO的水平。表明MBR産水可直接
進入RO系統進行脫鹽處理．處理後出水可作爲回
用水。
2．4膜的化學清洗
MBR系統運行到一定時間．由于膜組件的積泥
以及汙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産水配藥。清洗前後TMP的變化見圖4。
置
耋
苫
清洗時間
固4維護性清洗前後’IMP的變化
前4次維護性清洗采用滿池清洗方式(即汙泥
不移出)，在采用NaClO(质量浓度为1 000 mg／L)清
洗後，再用一定濃度的鹽酸(pH=2．1)進行中和，以消
除NaClO清洗時産生的化學沈澱物。每次維護性清
洗後裝置可穩定運行l周左右。但前4次維護性清
洗後的MBR産水CODD有所升高，這與膜池較高濃
度的NaClO對微生物産生的抑制作用有關。清洗後
需要逐步恢複汙泥的活性。
9月5日後對維護性清洗方式進行了改變．先
排空膜池汙泥(移至生化池)。注入RO産水，再進行
NaClO(质量浓度增至3 000 mg／L)洗和盐酸洗，清洗
效果明顯改善。清洗周期延長至3周左右。最後2次
清洗，由于清洗水溫低(14℃左右)，清洗恢複性效
果不如前幾次水溫較高時(25℃左右)明顯。
清洗結果表明。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複．且
該膜絲能夠適應高濃度NaClO。在4個月的運行中。
僅采用維護性清洗即可恢複膜的性能．預計恢複性
化學清洗周期能夠達到6個月或以上。
2．5系統汙泥性狀分析
運行過程中對各池汙泥濃度進行了監測．並以
此作爲排泥依據。監測結果的平均值如表3所示。日
排泥量为100。300 L。排泥点在膜池。
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
本系統馴化的活性汙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，這就導致了營養物過低，汙泥濃度低于常規的
MBR系統。
—45一
Ed甚書喾遴酋宣
值強
加
巧
加
蛤
m
，
O
試驗研究工業水處理2013一06，33(6)
现场检测30 nlin的污泥沉降比一般低于40％．
與一般MBR系統區別較大。說明汙泥黏度較大．不
易分散，原因可能爲進水含有PAM(汙水前期物化
處理殘余)，使活性汙泥層中包裹較多的PAM所至。
取汙泥樣品進行電鏡分析。可見明顯的PAM包裹，
如图5所示(放大1 000倍，反射)，验证了上述推
測。整個實驗過程中MBR産水未隨時間的增加出
現劣化，說明PAM的含量不高，對該系統尚未造成
影響，但不能確定其對膜長期使用效果的影響。工程
實施中需要通過預處理去除PAM。
該廠所用PAM形態9月27日活性汙泥11月22日活性汙泥
圈5 PAM及活性污泥的SEM
3結論
(1)MBR系統對該電子行業廢水中的COD、
BOD、氨氮具有較好的去除效果，産水SDI坫基本在
2～3。CODQ平均去除率爲80．9％，超濾膜對CODQ的
平均去除率爲30％左右，對産水CODo的降低存在
一定的貢獻。产水水质已达到《城镇污水处理厂污
染物排放标准》(GB 18918—2002)中的一级标准要
求。可直接排放。也可直接進入RO系統進行脫鹽處
理而獲取較高質量的回用水。
(2)膜池平均过滤通量在18．5 U(m2．h)，非常
穩定，維護性清洗周期可以達到2。3周。
(3)通過對MBR系統汙泥的電鏡分析。得出進
水中的PAM對MBR汙泥産生包裹．盡管實驗過程
中並未影響到系統的處理效果．但可能不利于膜的
長期使用。需要在工程實施中增加預處理手段。
(4)後續實驗中可以對MBR産水直接進入RO
系統進行中試研究，摸索RO系統的運行參數、膜汙
染及清洗效果．以期使電子行業廢水能夠處理至較
高品質的回用水。
參考文獻
[1]黃霞，曹斌，文湘華，等．膜一生物反應器在我國的研究與應用新
進展[J]．環境科學學報，2008，28(3)：416-432．
[2]周玉芬，于淼，楊勇，等．MBR在我國應用現狀與市場發展趨勢【J]．
工業水處理，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用[M]．湖
南：國防科技大學出版社。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)硫酸亞鐵還原沈澱法對鉻(Ⅵ)具有較好的
去除效果。反應在10lIlin內即可達到平衡。
(3)在不改變原水pH(7．8)條件下，當硫酸亞
铁投加量为16 m玑，铬(Ⅵ)质量浓度为2．00叫儿
时，出水铬(Ⅵ)及总铁分别为0．019、O．021 mg／L，满
足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749_-2006)的要求。
(4)通過調節硫酸亞鐵投加量。可滿足不同
鉻(Ⅵ)汙染強度下應急處理的需要，鉻(Ⅵ)去除率
均在80％以上，最高達99．1％；過高的硫酸亞鐵投加
量可能導致出水鐵及色度超標．因此在實際應用中
應通過實驗確定最佳硫酸亞鐵投加量。
(5)硫酸亞鐵還原沈澱法操作簡便。反應時間
短，鉻(Ⅵ)去除效率高。符合突發性水汙染應急處理
的特點和要求，是一種適用于水廠突發性鉻(Ⅵ)汙
染的應急處理方法。
參考文獻
[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眦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]．中國環境科學，2006，26(1)：ll一15．
[3]杜良，王金生．鉻渣毒性對環境的影響與産出量分析[J]．安全與
環境學報，2004，4(2)：34—37．
[4]陶光華，陸少鳴，王健．飲用水源突發性鉻汙染去除方法的比較
研究[J]．環境工程學報，2010，4(1)：133—136．
[5]張希衡．廢水處理工程(M]．北京：冶金工業出版社，1983：206．
[6]PaltermJW．工業廢水處理技術手冊[M]．北京：化學工業出版
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期工业水处理V01．33 No．6
2013年6月Industrial Water 7rreatment Jun．，2013
