好氧活性污泥處理高濃度有機(jī)廢水工藝是重要的污水處理手段之一。由于污水的COD高，運(yùn)行中生化好氧池產(chǎn)生的污水泡沫不可避免。據(jù)統(tǒng)計(jì)，澳大利亞昆士蘭州的50個(gè)污水處理廠中有46個(gè)受到不同程度泡沫問題的影響[1];歐洲污水廠有20%受到泡沫的長(zhǎng)期影響，50%受到周期影響，采用延時(shí)曝氣方式的污水廠中有87%受到泡沫影響;美國108家采用活性污泥法的污水處理廠中有56%受到泡沫問題的困擾;法國6 013 個(gè)污水處理廠中有20%受到泡沫問題的長(zhǎng)期影響，采用延時(shí)曝氣方式的污水廠中更是有87%受到泡沫問題影響;我國污水處理廠中近50%出現(xiàn)過不同程度的泡沫問題[2]。

　　MBR是近年來生化好氧系統(tǒng)中用以替代傳統(tǒng)二沉池工藝的膜處理技術(shù)，與傳統(tǒng)工藝相比，具有占地面積小、污染物去除率高、污泥濃度高、泥齡長(zhǎng)且產(chǎn)泥量小、出水水質(zhì)好等特點(diǎn)，在石油煉化污水處理行業(yè)得到廣泛應(yīng)用[3]，但高污泥濃度運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的泡沫問題更為嚴(yán)重[4]。石油煉化污水的COD高、成分復(fù)雜，生化曝氧MBR工藝段的泡沫問題極為嚴(yán)重，帶來許多負(fù)面問題：泡沫溢出污染環(huán)境，并引起安全問題;影響曝氣系統(tǒng)的充氧效率，降低COD處理能力;影響好氧池的散熱，增加換熱用電;漂浮死泥結(jié)塊，影響出水水質(zhì);污堵MBR膜元件[5]。采用物理方法控制泡沫雖有一定效果但只能治標(biāo)，且受到現(xiàn)場(chǎng)各種因素的影響。投加消泡劑見效快、操作簡(jiǎn)單，但會(huì)堵塞MBR、增加COD和影響污泥活性等，尤其是硅類消泡劑，雖然效果好，但藥劑中的硅化合物會(huì)堵塞MBR膜，對(duì)MBR系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成很大影響。

　　筆者所在單位開發(fā)了一種具有非硅、低COD、無生物毒性等特點(diǎn)的MBR膜專用消泡劑TS-104，以解決石油煉化企業(yè)污水氧化處理MBR系統(tǒng)的泡沫問題。該消泡劑是一種聚醚多元醇及高碳醇為主成分的復(fù)配產(chǎn)品，筆者對(duì)該MBR膜用消泡劑的性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并在中海石油中捷石化有限公司污水生化處理MBR工藝段進(jìn)行應(yīng)用測(cè)試研究。

　　1 實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1 實(shí)驗(yàn)藥劑與儀器

　　藥劑：檸檬酸、氫氧化鈉，化學(xué)純;鹽酸，工業(yè)品。儀器：MBR膜測(cè)試元件，天津膜天膜公司;DRB200型COD消解測(cè)定儀，美國哈希公司;ZSXPrimusⅡ型X射線熒光光譜儀，日本理學(xué);ME204電子天平，梅特勒-托利多集團(tuán)。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)

　　實(shí)驗(yàn)水樣采用中捷石化有限公司MBR系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)污水，活性污泥取自中捷石化有限公司生化好氧曝氣池。

　　1.3 消泡劑性能測(cè)試

　　(1)消泡性能測(cè)試。按照生化曝氧系統(tǒng)的相同曝氣量，在2 L量筒中進(jìn)行消泡劑TS-104的性能測(cè)試，同時(shí)與市售非硅類消泡劑和廠區(qū)原使用消泡劑進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表1。

　　由表1可知，在石化污水中TS-104的消泡和抑泡性能更為優(yōu)異。

　　(2)MBR膜污染測(cè)試。采用中捷石化有限公司相同材質(zhì)和孔徑的MBR膜元件，在恒溫水槽中加入實(shí)驗(yàn)水樣，控制水溫在25 ℃，曝氣速度與現(xiàn)場(chǎng)保持一致，進(jìn)行消泡劑的膜污染測(cè)試。通過同等壓降變化的時(shí)間來比較消泡劑的膜污染程度，為強(qiáng)化測(cè)試效果，消泡劑用量取1 000 mg/L。每次測(cè)試結(jié)束后，按照酸洗—沖洗至中性—堿洗—沖洗至中性的程序沖洗膜元件，更換測(cè)試水樣，然后重新測(cè)定，結(jié)果見表2。

　　從表2可以得出：TS-104對(duì)MBR膜的污染極小，1 000 mg/L的用量下壓力衰減速度較其他2種消泡劑要慢，與空白組接近。在正常使用濃度下(<20 mg/L)對(duì)污水水質(zhì)基本沒有影響。

　　(3)對(duì)污泥菌落的影響。采用GB 4789.2—1994《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》測(cè)試消泡劑TS-104對(duì)污泥菌落的影響，測(cè)試污泥菌株取自生化好氧MBR膜池，結(jié)果見表3。

　　由表3可以看出：消泡劑TS-104對(duì)好氧生化段的細(xì)菌幾乎不存在影響，不會(huì)影響污泥活性。

　　(4)對(duì)污水COD的影響。取好氧生化段現(xiàn)場(chǎng)各取樣點(diǎn)污水，按現(xiàn)場(chǎng)用量5 mg/L投加消泡劑TS-104，測(cè)定其對(duì)污水COD的影響，結(jié)果見表4。

　　從表4可以得出，正常投加量下消泡劑不會(huì)引入COD。

　　2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

　　在中捷石化有限公司生化好氧MBR系統(tǒng)中進(jìn)行消泡劑TS-104的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用測(cè)試。投加消泡劑后觀察MBR膜和活性污泥處理效果。

　　2.1 生化好氧池的運(yùn)行情況

　　投加消泡劑TS-104后可維持MBR系統(tǒng)無泡沫，收集未投加消泡劑的COD數(shù)據(jù)，與投加消泡劑的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見圖1。

圖1 投加消泡劑前后的COD去除率 

　　其中第81天為分界線，此前為未加消泡劑的運(yùn)行數(shù)據(jù)，之后為加入消泡劑的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

　　由圖1可知消泡劑TS-104對(duì)生化好氧系統(tǒng)的COD去除效果不造成影響。

　　2.2 MBR膜運(yùn)行情況

　　測(cè)試了使用消泡劑TS-104對(duì)MBR膜元件的影響。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生化好氧池末端的2套MBR膜池進(jìn)行對(duì)比，選取跨膜壓差接近相同的2組膜元件收集數(shù)據(jù)，期間進(jìn)行1次化學(xué)清洗，結(jié)果見圖2。

 圖2 消泡劑TS-104對(duì)MBR膜的影響 

　　MBR膜運(yùn)行時(shí)的跨膜壓差由污泥水質(zhì)等決定，反洗程序也會(huì)造成較大影響。由圖2可以看出，消泡劑TS-104對(duì)MBR膜元件的運(yùn)行沒有影響，不會(huì)堵塞MBR膜。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　3 結(jié)論

　　(1)TS-104膜用消泡劑有助于煉化污水MBR好氧生化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，消除現(xiàn)場(chǎng)泡沫問題，減少安全事故的發(fā)生幾率。

　　(2)使用膜用消泡劑有效解決了傳統(tǒng)消泡劑污堵MBR膜的問題，降低了清洗次數(shù)，減小因膜清洗及更換帶來的運(yùn)行影響和成本增加。

　　(3)膜用消泡劑的使用不會(huì)對(duì)好氧污泥造成影響，不額外增加COD及降低COD處理能力，不增加系統(tǒng)的運(yùn)行壓力。