含磷废水提标改造及零排放工程实例

翟新桥

摘要：通过升级改造，江苏昆山某企业废水站的含磷废水实现了零排放，其中水系统产水回用至纯水系统原水箱，减少了自来水的用量。本文详细列举了升级改造的具体内容、设备及构筑物设计参数以及所采用的工艺，对类似工程项目的设计具有一定的参考意义。

关键词：升级改造;含磷废水;零排放;MBR;MVR

1、工程概况

江苏昆山某企业废水站原有一套含磷废水处理系统，其设计规模为18m3/h，设计出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准。但由于该企业地处环太湖流域，近年来随着环保要求的不断提高，当地环保部门已多次要求该企业执行含磷废水零排放的要求。但其原有的含磷废水处理设施已年久失修，明显不能满足要求，为实现含磷废水的零排放，该企業对原有的含磷废水处理设施进行了升级改造，并增设了一套中水处理系统和MVR系统。

1.1、设计进、出水水质

该企业的主要产品是手机触摸屏，其产生的含磷废水主要来自于机台使用的蚀刻液清洗水，其进、出水水质如下表所示：

1.2、含磷废水原工艺流程

2、升级改造

2.1、升级改造后工艺流程

为减少末端MVR系统的负荷，降低能耗，并考虑到纯水系统对回用水水质的要求，本次升级改造采用了MBR来替代二沉池，采用“一级RO+浓水RO”来对生化系统出水进行浓缩，并采用“二级RO+除磷树脂塔”进一步去除一级RO产水中残留的各种溶解性固体和含磷溶解物。

3、主要构筑物及设计参数

3.1、含磷废水调节池（原有）

地上式钢砼结构，密闭池体，外形尺寸L×B×H=17.7×3.4×5.0m，有效水深4.5m，设计停留时间15h，其主要功能是调节含磷废水的水质和水量。调节池的池底设有曝气搅拌装置，池顶设有超声波液位计。

3.2、PH调节池（原有）

地上式钢砼结构，密闭池体，外形尺寸L×B×H=3.55×1.1×4.4m，有效水深4.0m，设计停留时间52min。其池内设有PH在线监测仪，可自动控制投加液碱以调节生化系统进水PH至中性.

3.3、A/O生化系统（原有）

地上式钢砼结构，密闭池体，其中缺氧池外形尺寸L×B×H=3.55×7.25×5.0m，有效水深4.0m，设计停留时间5.7h;好氧池外形尺寸L×B×H=5.55×8.65×5.0m，有效水深4.0m，设计停留时间10.7h。其主要功能是去除水中的各种有机污染物。

3.4、MBR池

钢结构内衬FRP，外形尺寸L×B×H=5.7×3.05×4.0m（共分两格），有效水深3.0m。其中，MBR膜采用了GE小型膜组件Zee Blok 500S，共计48组，膜通量13.44L/m2.h，它的主要功能是取代二沉池，截留活性污泥。MBR池设有污泥回流泵，设计回流量300%，通过大流量的回流不但可以提高前端A/O系统的污泥浓度，从而提高A/O系统的处理能力，还可以提高对总氮的去除效率;同时MBR产水的悬浮物浓度接近于零，也大大减轻了后续中水系统的处理负荷。

3.5、一级RO系统（一级反渗透）

一级RO系统设计进水量24.4m3/h，设计产水量18.3m3/h，系统回收率75%，采用三段式结构（4：2：1排列），4芯装，共计28支RO膜。考虑到进水是生化系统产水，含有一定量的有机物，因此一级RO膜采用了陶氏富耐CR100抗生物污染膜，平均膜通量为17.59L/m2.h。通过RO膜的截留，可将水中的绝大部分溶解性物质去除，其脱盐率可达97%以上。

3.6、二级RO系统（二级反渗透）

二级RO系统设计进水量18.3m3/h，设计产水量16.5m3/h，系统回收率90%，采用三段式结构（2：1：1排列），4芯装，共计16支RO膜。考虑到进水是一级RO产水，进水水质较好，因此二级RO膜采用了陶氏低能耗，高通量的BW30HRLE-440，平均膜通量为25.18L/m2.h。通过二级RO的截留，进一步去除水中残留的各种溶解性物质，其脱盐率可达99%以上。

3.7、除磷树脂塔

除磷树脂塔为碳钢衬胶罐体，直径1.0米，总高4.46米（树脂高度1.9米），其设计进水量为16.5m3/h，空床流速21m/h，共两台（一用一备）。除磷树脂采用的是陶氏MARATHON™ A型阴离子树脂，该树脂具有均粒性好，阻力小，再生效率高，对阴离子去除效果好等特点，广泛应用于纯水及超纯水制取系统。

3.8、浓水超滤系统

浓水超滤系统设计进水量6.1m3/h，设计产水量5.5m3/h，系统回收率90%，超滤膜采用陶氏SFP2860，共3支，平均膜通量为35.95L/m2.h。

3.9、浓水RO系统（浓水反渗透）

浓水RO系统设计进水量5.5m3/h，设计产水量4.0m3/h，系统回收率72.72%，采用两段式结构（1：1排列），4芯装，共计8支RO膜。RO膜采用陶氏富耐XC70高度耐用抗污染反渗透膜，平均膜通量为14.54L/m2.h。通过浓水RO的浓缩，进一步减少MVR的进水量。

3.10、MVR（机械式蒸汽再压缩）

MVR设计进水量1.5m3/h，进水TDS浓度4.8%，浓缩倍数4.4，根据项目实际情况采用了单级强制循环式MVR+结晶器的工艺，系统配套相应在线仪表及自控阀，自动化程度高。

4、运行效果

该含磷废水处理系统经升级改造后，系统运行效果良好，完全实现了设计目的，下表为调试期间的取样数据。

5、建议与结论

5.1、从上表中可以看出，原水的可生化性较好，A/O+MBR工艺对COD有很好的去除效果，尤其是MBR，对COD的去除率比较高（基本都在80～90%），其出水COD基本都在20mg/l以下，完全可以满足RO系统对进水COD的要求。

5.2、一级RO对水中的TOC有良好的去除效果，但二级RO对TOC的去除效果则很一般，这主要是因为一级RO产水中的TOC主要是由小分子物质组成有关（分子≤100），而RO对小分子物质的去除效果是极为有限的。

5.3、陶氏MARATHON™ A型阴离子树脂对磷酸根等阴离子有非常好好的去除效果，可确保纯水系统对回用水水质的要求。

5.4、该含磷废水处理系统经升级改造后，系统运行较为稳定，中水系统出水水质较好，既实现了含磷废水的零排放，也节约了自来水的用量。目前，该系统已顺利通过了环保部门的验收，对类似废水项目的改造及回用具有一定的参考意义。

参考文献：

[1]李亮，张志鹏，印显东.MBR在污水处理与回用工艺中的应用.环境与发展，2018，07：59—61。

[2]黄军，杨英杰.对含氮磷生产工艺废水“零排放”技术的研究.资源节约与环保，2013，09：44。