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工業(yè)廢水是指生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的帶有很多廢物，有害化學(xué)物質(zhì)。污染危害十分大，如有機(jī)污染、無機(jī)污染熱污染、色度污染等等。作為工業(yè)廢水處理的設(shè)計(jì)必須建立在充分了解生產(chǎn)工藝過程的基礎(chǔ)之上。
工業(yè)廢水除水質(zhì)復(fù)雜水質(zhì)變化大之外，排水的邊界條件由于生產(chǎn)工藝的不同也對處理設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要影響。首先生產(chǎn)制度各工業(yè)企業(yè)均不同，有一班生產(chǎn)、二班生產(chǎn)、三班生產(chǎn)。為保證處理工藝的連續(xù)性、需考慮污水的儲存容積。如生產(chǎn)麥芽的排水，每日6000m3污水，但每天只排6次，即每次排水1小時(shí)達(dá)到1000m3，其它時(shí)間無排水。其次，排水點(diǎn)的高程問題。現(xiàn)代企業(yè)出現(xiàn)了高層工業(yè)廠房，有時(shí)高達(dá)100m或更高，排水時(shí)挾裹大量污染物和氣體從上而下，能量巨大。污水處理前就要考慮消能問題，否則后續(xù)處理將無法正常運(yùn)行。
有相當(dāng)工業(yè)企業(yè)排水尚有事故排水，這在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮事故排水帶來的沖擊負(fù)荷和其它影響。如草漿廠、乳制品廠等，要有相應(yīng)的應(yīng)對措施。
由于工業(yè)廢水處理排水的復(fù)雜性，就要求處理工藝的設(shè)計(jì)者所選用的工藝和設(shè)備必須有針對性，要對癥下藥，對號入座，不能從簡單的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)如COD、BOD、SS、PH就套用別人的工藝和設(shè)備。工業(yè)廢水除上述指標(biāo)外，突出影響處理的因素還很多，如高、低溫度，高S0=4，高NH3－N，高、低PH，高含鹽量，高有毒物質(zhì)(有機(jī)磷)，表面活性劑(發(fā)泡物質(zhì))、染料等等。目前在水處理設(shè)備的宣傳上，一些用于生活污水或中水處理工藝上的組合設(shè)備，自稱可以處理石化、輕工、礦山等工業(yè)廢水，可能對某些設(shè)計(jì)人員產(chǎn)生誤導(dǎo)，應(yīng)嚴(yán)格界定這些設(shè)備的應(yīng)用參數(shù)，避免產(chǎn)生不良后果。在造紙、制革等行業(yè)中已出現(xiàn)這樣事例。
MBR膜生物反應(yīng)器是一種高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的污水處理工藝。MBR具有較高的生物降解效率和較低的污泥產(chǎn)率，占地面積小，硝化能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。另外，在膜生物反應(yīng)器中，原污水中的各種可溶解和難分解的有機(jī)物質(zhì)，以及微生物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，可以分別保留在生物反應(yīng)器內(nèi)，從而提高了出水水質(zhì)。MBR系統(tǒng)是一種新型的高效生物處理技術(shù)，特別是它在廢水資源化及中水回用方面存在巨大的潛力，受到了國內(nèi)外的普遍關(guān)注。但是由于存在膜污染和膜組件替換帶來的影響等方面的問題，使其運(yùn)行成本和費(fèi)用大幅度提高，從而阻礙了該技術(shù)的廣泛推廣和應(yīng)用。
2膜污染的影響因素
MBR運(yùn)行一段時(shí)間以后，隨著膜內(nèi)表面微生物的滋生和膜外表面污染層的附著，膜組件會(huì)被污染物堵塞，膜通量逐漸下降，直至不再出水。膜污染問題縮短了膜的使用壽命，導(dǎo)致了泵的抽吸水頭增大和曝氣量的增加，是造成MBR能耗較高的主要原因。因此研究MBR運(yùn)行過程中膜污染的發(fā)生機(jī)理，對MBR系統(tǒng)加以改進(jìn)，以達(dá)到有效降低和控制膜污染的目的，此舉對維護(hù)MBR工藝運(yùn)行性能、確定工藝費(fèi)用、指導(dǎo)工藝的放大設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2.1膜污染的成因
當(dāng)前，對于膜生物反應(yīng)器的研究主要集中在膜污染上，相關(guān)研究表明，膜污染物質(zhì)的積累過程分為兩步：（1）初期污染：由于濃差極化造成初始膜通量下降，混合液中溶解性物質(zhì)造成膜保留側(cè)溶質(zhì)的積累，產(chǎn)生較小滲透能力的膜面表層。（2）長期污染：由于溶質(zhì)吸附和粒子沉積造成膜表面溶質(zhì)濃度較高，導(dǎo)致凝膠層在膜表面形成，膠體粒子遷移至膜表面，從而形成沉積，減小了水力滲透性和膜通量。
目前，對于膜污染的形成機(jī)理，眾說紛紜。但是對于影響膜污染的因素，歸納起來主要有以下幾個(gè)方面：微生物特性、運(yùn)行條件、膜的結(jié)構(gòu)性質(zhì)等。本文主要從微生物性質(zhì)對膜污染的影響方面進(jìn)行探討。
2.2微生物性質(zhì)對膜污染的影響
2.2.1污泥濃度對膜污染的影響
膜生物反應(yīng)器運(yùn)行過程中，膜污染物質(zhì)來源于污泥混合液，其成分主要包括微生物菌群及其代謝產(chǎn)物，廢水中的有機(jī)大分子、小分子，溶解性物質(zhì)和固體顆粒。上述物質(zhì)對膜通量產(chǎn)生很大影響。由于膜的截留作用，反應(yīng)器內(nèi)污泥具有較高的污泥濃度和污泥停留時(shí)間。隨著污泥濃度的增加，活性污泥更容易在膜表面沉積，從而加快了膜污染速度，導(dǎo)致膜過濾阻力增加，進(jìn)而降低了膜通量；同時(shí)，污泥濃度升高，污泥粘度也隨之升高，膜通量也會(huì)減小；再者，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度過高，還會(huì)造成污水粘度增大，影響氧氣的傳質(zhì)效率。因此要對反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度進(jìn)行嚴(yán)格控制，污泥濃度過高或者過低都會(huì)對出水水質(zhì)產(chǎn)生不利影響。
引起膜污染的主要因素是污泥，污泥濃度過多或者過少都會(huì)使膜產(chǎn)生污染。在膜生物反應(yīng)器運(yùn)行中，存在一系列最佳值，如經(jīng)濟(jì)曝氣強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)曝氣量、臨界污泥濃度等。在這一系列最佳值的狀態(tài)下運(yùn)行，膜生物反應(yīng)器能達(dá)到最佳的處理效果，并且能降低膜污染的程度，延長膜的清洗周期和膜的更換時(shí)間，從而降低了膜生物反應(yīng)器的能耗，降低了成本。但應(yīng)該指出的是，在實(shí)際運(yùn)行過程中，很難使以上各種運(yùn)行參數(shù)都處于最佳狀態(tài)。
從微生物角度對膜污染進(jìn)行研究將逐漸成為研究的熱點(diǎn)，胞外聚合物（EPS）和溶解性微生物產(chǎn)物（SMP）對膜污染有重要影響，可以通過調(diào)節(jié)固體停留時(shí)間 (SRT)、水力停留時(shí)間（HRT）、負(fù)荷來控制微生物特性，進(jìn)而緩解膜污染。絲狀菌過多或者過少都會(huì)對膜產(chǎn)生污染，引起泥餅層的形成和膜孔的堵塞；同時(shí)絲狀菌過多，引起污泥膨脹，會(huì)使胞外聚合物大量繁殖，也會(huì)對膜污染造成影響。
在今后的研究中應(yīng)該更加注重對于膜污染控制的研究，在理解污染機(jī)理的基礎(chǔ)上對膜污染進(jìn)行防治，最大程度上降低膜生物反應(yīng)器的成本。
目前，雖然存在著資金不足，污水處理工藝和設(shè)備水平較低的種種困難，但總體上工業(yè)廢水處理和利用已取得較大發(fā)展，形成了一定工業(yè)規(guī)模。廣大的工業(yè)企業(yè)建立了環(huán)保意識和環(huán)境保護(hù)體系。我們期望更多的有實(shí)力、有抱負(fù)的環(huán)保企業(yè)家建立自己的環(huán)保科研隊(duì)伍，研究和開發(fā)工業(yè)廢水處理與利用的新工藝、新設(shè)備，在工業(yè)水處理事業(yè)上再創(chuàng)輝煌。
