常見(jiàn)的電鍍廢水處理工藝通常是采用傳統(tǒng)化學(xué)處理法對(duì)不同種類的廢水進(jìn)行分類處理，從而達(dá)到回收重金屬且使廢水達(dá)標(biāo)排放的目的〔1,2,3〕。然而，隨著《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（發(fā)布稿）（GB21900—2008）的發(fā)布，N、P、COD等污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)更加嚴(yán)格，僅僅采用傳統(tǒng)化學(xué)處理并不能很好地達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。MBR是一種新興的污水處理工藝，具有處理效果好，占地面積省，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。將MBR用于工業(yè)污水的處理國(guó)內(nèi)外近年來(lái)研究較多，并已經(jīng)有了實(shí)際應(yīng)用，實(shí)踐證明采用化學(xué)處理結(jié)合MBR的新工藝處理工業(yè)污水效果很好〔4,5,6〕。某電鍍工業(yè)園每天產(chǎn)生大量電鍍廢水，因其電鍍產(chǎn)品種類較多，所產(chǎn)生的廢水水質(zhì)也較復(fù)雜。設(shè)計(jì)采用化學(xué)處理結(jié)合A2/O-MBR的新工藝對(duì)園區(qū)的絡(luò)合廢水及前處理廢水進(jìn)行處理，將傳統(tǒng)化學(xué)處理作為生化段的預(yù)處理工藝，后接A2/O-MBR工藝以強(qiáng)化去除COD及脫氮除磷的效果。工程建成調(diào)試完成后經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的連續(xù)監(jiān)測(cè)表明，經(jīng)過(guò)本工藝處理后的出水水質(zhì)優(yōu)良，且本工藝具備較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。  

1廢水水量及水質(zhì)情況  

1.1設(shè)計(jì)進(jìn)水水量及水質(zhì)  

本工藝處理的對(duì)象為園區(qū)內(nèi)車間排放的電鍍前處理廢水及絡(luò)合廢水，項(xiàng)目前期對(duì)車間排放廢水進(jìn)行水量調(diào)查及取樣分析得到前處理廢水設(shè)計(jì)水量為750m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)：pH為4～8，水中所含污染物主要為COD、氨氮和總磷，分別為600、20、5mg/L；絡(luò)合廢水設(shè)計(jì)水量為250m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)：pH為6～8，所含污染物主要為COD、總銅、總鎳、總鋅、氨氮和總磷，分別為300、60～120、20、20～60、200、20mg/L。  

1.2生化系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)要求  

上述兩類廢水顯然都達(dá)不到生化進(jìn)水要求，必須經(jīng)過(guò)各自的預(yù)處理后方能進(jìn)入A2/O-MBR系統(tǒng)。因此設(shè)計(jì)首先采用傳統(tǒng)工藝對(duì)廢水進(jìn)行分類預(yù)處理，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的生化進(jìn)水所要求的水質(zhì)指標(biāo)如下：COD300mg/L左右，氨氮30～35mg/L，總磷3～6mg/L，SS不超過(guò)50mg/L，總銅、總鎳、總鋅均低于0.5mg/L。  

1.3設(shè)計(jì)出水水質(zhì)  

設(shè)計(jì)出水水質(zhì)以《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（發(fā)布稿）（GB21900—2008）規(guī)定的表2的排放標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，具體指標(biāo)如表1所示。  

2處理工藝  

2.1工藝選擇  

MBR反應(yīng)器具有處理效果好，占地面積小，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等優(yōu)良特性，綜合考慮，決定采用化學(xué)處理結(jié)合A2/O-MBR的工藝?；瘜W(xué)處理作為A2/O-MBR工藝的預(yù)處理，主要目的是去除絕大部分重金屬，降低對(duì)活性污泥的毒害。由于絡(luò)合廢水含有較高的氨氮，為了減輕A2/O-MBR工藝的脫氮負(fù)荷，采用吹脫的方式對(duì)廢水進(jìn)行處理。厭氧池的作用主要是水解酸化以提高廢水的可生化性。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的廢水經(jīng)pH回調(diào)后送入生化處理系統(tǒng)。  

預(yù)處理過(guò)程如下：絡(luò)合廢水首先采用雙氧水破絡(luò)，然后進(jìn)行加堿混凝沉淀處理，沉淀后出水進(jìn)行氨氮吹脫處理。前處理水由于含有油類物質(zhì)，先做混凝氣浮，再進(jìn)行加堿混凝沉淀。  

具體的處理流程如圖1所示。  

圖1A2/O-MBR工藝流程  

由圖1可見(jiàn)，經(jīng)預(yù)處理后的混合廢水先進(jìn)入pH回調(diào)池，加酸將廢水的pH調(diào)節(jié)為9～9.5。經(jīng)pH回調(diào)后的廢水進(jìn)入?yún)捬醭?，厭氧池設(shè)計(jì)較大，總的停留時(shí)間較長(zhǎng)，在起到水解酸化作用的同時(shí)也起到了生化調(diào)節(jié)池的作用。厭氧池后接兩級(jí)沉淀池，沉淀厭氧活性污泥回流，上清液進(jìn)入缺氧池。缺氧池DO較低，主要完成反硝化的作用。缺氧池出水進(jìn)入好氧池，好氧池末端連接MBR池。此工段主要完成硝化反應(yīng)，MBR池可以截留幾乎所有活性污泥，使出水水質(zhì)澄清，且使得硝化細(xì)菌得以大量增殖，加強(qiáng)了硝化的效果。MBR池出水進(jìn)入清水池后排放。MBR池硝化液回流入缺氧池，并另設(shè)回流管使部分污泥回流入?yún)捬醭亍? 

2.2主要構(gòu)筑物參數(shù)及設(shè)備選型  

（1）生化pH回調(diào)池。由于經(jīng)過(guò)物化預(yù)處理后的電鍍廢水呈堿性，不能直接進(jìn)入生化系統(tǒng)，因此在厭氧池前設(shè)置一個(gè)pH回調(diào)池，通過(guò)pH自動(dòng)控制系統(tǒng)控制H2SO4加入量，使廢水的pH維持在9.5～10。處理水量62.5m3/h，尺寸為2.2m×2.2m×2.5m，鋼砼結(jié)構(gòu)，地上2.5m。  

（2）厭氧池。厭氧池4格串聯(lián)，單格尺寸為12.0m×3.85m×6m，總停留時(shí)間為21h。每個(gè)厭氧池均在對(duì)角線的位置設(shè)有兩個(gè)潛水?dāng)嚢杵鳎亻g過(guò)流孔上下交錯(cuò)布置，以改善池內(nèi)的水力條件，更好地起到水解酸化及水質(zhì)調(diào)節(jié)的作用。鋼砼結(jié)構(gòu)，地上2.5m，地下3.5m。  

（3）沉淀池。尺寸為28.85m×3.5m×6m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間11.5h，鋼砼結(jié)構(gòu)，地上2.5m，地下3.5m。（4）缺氧池。尺寸為4.5m×17m×6m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間8h，對(duì)角線的位置設(shè)有兩個(gè)潛水?dāng)嚢杵?，鋼砼結(jié)構(gòu)，地上2.5m，地下3.5m。  

（5）好氧池。并排4格，單池尺寸為11m×2.85m×6m，曝氣使DO維持在2～4mg/L，鋼砼結(jié)構(gòu)，地上2.5m，地下3.5m。  

（6）MBR池。4個(gè)，連接在好氧池末端，單池尺寸為8m×2.85m×3.4m，曝氣使DO維持在2～4mg/L，鋼砼結(jié)構(gòu)，地上2.5m，地下0.9m。（7）MBR膜組件。采用PVDF簾式中空膜組件，總面積為6000m2。  

（8）好氧池風(fēng)機(jī)。2個(gè)，1用1備，設(shè)計(jì)風(fēng)量為20m3/min。  

（9）MBR電磁閥、真空罐及自吸泵。設(shè)4個(gè)電磁閥、2個(gè)水環(huán)式真空泵及4個(gè)自吸泵，通過(guò)自控系統(tǒng)控制電磁閥、真空泵及自吸泵的啟閉，實(shí)現(xiàn)每個(gè)MBR池每出水4min后停12min繼續(xù)出水。自吸泵Q≥15m3/h，H≥10m，根據(jù)真空罐內(nèi)的液位控制自吸泵開(kāi)啟數(shù)量。  

（10）硝化液回流泵。2個(gè)，1用1備。Q≥100m3/h，H≥15m。進(jìn)水管由MBR池底接出，通過(guò)調(diào)節(jié)出水管閥門調(diào)節(jié)回流比，正常運(yùn)行中回流比設(shè)為200%。  

（11）污泥回流泵。2個(gè)，可同時(shí)開(kāi)啟。Q≥10m3/h，H≥10m。  

（12）自動(dòng)控制系統(tǒng)。1套，可設(shè)置為全自動(dòng)模式及手動(dòng)模式，用于控制MBR池的出水。  

3系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行  

3.1系統(tǒng)的啟動(dòng)及調(diào)試  

本工程于2011年3月建成并開(kāi)始調(diào)試，由于厭氧池調(diào)試耗時(shí)較長(zhǎng)，整個(gè)調(diào)試過(guò)程持續(xù)近8個(gè)月。生化系統(tǒng)調(diào)試首先進(jìn)行污泥培養(yǎng)，種泥來(lái)自附近一個(gè)市政污水廠。養(yǎng)泥過(guò)程中硝化液回流系統(tǒng)及曝氣系統(tǒng)正常開(kāi)啟，使缺氧池和好氧池中污泥形成循環(huán)，每日監(jiān)測(cè)MBR池中的MLSS、SVI、COD、氨氮、總磷等指標(biāo)，于缺氧池中投加葡萄糖、尿素和磷酸二氫鉀使COD、氨氮、總磷分別補(bǔ)充到400、20、4mg/L。由于條件適宜，養(yǎng)泥過(guò)程中污泥量增加很快。連續(xù)運(yùn)行兩周后開(kāi)始馴化，此時(shí)MBR池中MLSS達(dá)到3000mg/L，SV30已達(dá)到約25%，SVI為85mL/g，沉降污泥絮體呈淡黃色，污泥的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到比較好的狀態(tài)。馴化開(kāi)始后逐步將化學(xué)處理部分的出水導(dǎo)入?yún)捬醭?，并通過(guò)厭氧池進(jìn)入缺氧池中，在進(jìn)水的同時(shí)開(kāi)啟MBR的出水裝置，保證每日進(jìn)出水量平衡，以維持池中水量的穩(wěn)定。馴化過(guò)程中每日監(jiān)測(cè)4次進(jìn)水中重金屬含量，確保進(jìn)水重金屬含量符合設(shè)計(jì)要求，以保障生化系統(tǒng)的安全運(yùn)行。每日監(jiān)測(cè)MBR池中MLSS、SVI、COD、氨氮、總磷等指標(biāo)以及出水的COD、氨氮、總磷含量，通過(guò)出水水質(zhì)情況來(lái)考察活性污泥對(duì)污水的適應(yīng)性。同時(shí)繼續(xù)于缺氧池中投加葡萄糖補(bǔ)充COD，而不再補(bǔ)充N、P?？紤]到正常運(yùn)行時(shí)的進(jìn)水水質(zhì)情況及控制成本，葡萄糖投加量控制在使COD補(bǔ)充到300mg/L。  

從養(yǎng)泥開(kāi)始到完成馴化MBR池內(nèi)MLSS變化情況如圖2所示。  

圖2MBR池內(nèi)MLSS隨時(shí)間變化情況  

由圖2可見(jiàn)，馴化開(kāi)始后MBR池內(nèi)MLSS增速放慢，趨于停滯，隨后又有一定的下降，說(shuō)明池內(nèi)的部分微生物因?yàn)椴贿m應(yīng)處理水質(zhì)遭到淘汰，一段時(shí)間后又呈穩(wěn)定緩慢上升趨勢(shì)，并最終穩(wěn)定在3500mg/L左右，說(shuō)明此時(shí)基本完成馴化。  

在保證活性污泥性狀及出水水質(zhì)穩(wěn)定的前提下，經(jīng)過(guò)了大約30d完成馴化，此時(shí)停止人工投加營(yíng)養(yǎng)物。馴化初期MBR出水水質(zhì)尚可，COD達(dá)標(biāo)，氨氮和總磷超標(biāo)。隨著馴化的繼續(xù)進(jìn)行，出水氨氮仍然偏高，甚至比馴化初期更高一些，而總磷有一定程度的降低。分析原因可能是：  

（1）由于硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，此時(shí)還未大量增殖，池內(nèi)硝化作用強(qiáng)度不夠，從而導(dǎo)致氨氮去除速率慢。  

（2）馴化初期進(jìn)的工業(yè)污水較少，經(jīng)過(guò)稀釋后對(duì)活性污泥微生物的毒性大大降低。但是隨著馴化過(guò)程的繼續(xù)，工業(yè)污水進(jìn)水比例增加，池中重金屬的積累使得部分微生物無(wú)法適應(yīng)而遭淘汰，其中可能包含具有硝化功能的微生物，使得活性污泥的硝化能力降低，出水氨氮高。  

（3）工業(yè)污水的引入所造成的沖擊使得池內(nèi)微生物總量減少，且污泥活性有一定降低，生物增長(zhǎng)速度放慢，對(duì)N、P等的需求自然也就降低，從而使得出水的氨氮和總磷含量偏高。馴化階段MBR出水的COD、氨氮、總磷變化情況如圖3所示。  

圖3馴化階段MBR出水COD、氨氮、總磷變化情況  

由圖3可見(jiàn)，到馴化后期，隨著活性污泥微生物逐漸適應(yīng)水質(zhì)，污泥量有所增加，MBR出水的各項(xiàng)指標(biāo)也趨于正常，基本達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。好氧池馴化完成后開(kāi)始逐步將部分回流硝化液分流至厭氧池前端，開(kāi)啟沉淀池污泥回流系統(tǒng)，開(kāi)始厭氧污泥的培養(yǎng)馴化過(guò)程，此過(guò)程持續(xù)近6個(gè)月后整個(gè)生化系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入正常運(yùn)行階段。整個(gè)調(diào)試過(guò)程均未排泥，到調(diào)試末期污泥穩(wěn)定在3500mg/L左右，相對(duì)于處理市政污水的MBR，其污泥濃度不高，分析原因是由于進(jìn)水含有微量重金屬，含鹽量較高，COD本身較低，不利于反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度的提高，然而從出水效果來(lái)看，低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)的MBR出水水質(zhì)仍然很好。  

3.2工藝運(yùn)行效果  

厭氧池開(kāi)始調(diào)試后即每天對(duì)生化系統(tǒng)進(jìn)出水進(jìn)行日常水質(zhì)監(jiān)測(cè)。運(yùn)行中控制好進(jìn)水水質(zhì)在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，DO控制為2～4mg/L，硝化液回流比200%，MLSS穩(wěn)定在3500mg/L左右。從監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，系統(tǒng)出水水質(zhì)良好、運(yùn)行穩(wěn)定、抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)，經(jīng)本工藝處理后出水水質(zhì)達(dá)到甚至優(yōu)于《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（發(fā)布稿）（GB21900—2008）中的要求。隨著厭氧池調(diào)試進(jìn)程的推進(jìn)，出水水質(zhì)有進(jìn)一步提高，具體進(jìn)出水水質(zhì)情況如表2所示。  

4工程投資與運(yùn)行費(fèi)用  

本工程總投資550萬(wàn)元，其中MBR膜組件費(fèi)用為85萬(wàn)元?；瘜W(xué)預(yù)處理部分運(yùn)行費(fèi)用如下：藥劑費(fèi)2.08元/m3，電費(fèi)1.80元/m3，人工費(fèi)0.36元/m3，折舊及設(shè)備維護(hù)費(fèi)0.30元/m3；生化部分運(yùn)行費(fèi)用如下：電費(fèi)1.20元/m3，折舊及設(shè)備維護(hù)費(fèi)1.16元/m3，總運(yùn)行費(fèi)用為6.9元/m3。  

5結(jié)論  

（1）采用傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法和A2/O-MBR相結(jié)合的工藝處理電鍍廢水效果好，在生化段進(jìn)水COD250～350mg/L，氨氮45～60mg/L，總磷2.0～3.0mg/L，總銅、總鎳、總鋅均低于0.5mg/L，DO控制為2～4mg/L，硝化液回流比200%，MLSS在3500mg/L左右的運(yùn)行條件下，MBR出水水質(zhì)良好且穩(wěn)定，達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（發(fā)布稿）（GB21900—2008）中的排放要求。  

（2）由于電鍍污水水質(zhì)的特殊性，A2/O-MBR進(jìn)水含有微量重金屬，鹽度較高，COD較低，本工藝正常運(yùn)行狀態(tài)的污泥質(zhì)量濃度相對(duì)不高，穩(wěn)定在3500mg/L左右，但這并沒(méi)有對(duì)處理效果產(chǎn)生不利影響。整個(gè)處理系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，MBR的使用對(duì)于出水水質(zhì)的提高具有重要的作用。  

（3）電鍍廢水中所含重金屬等有毒物質(zhì)對(duì)活性污泥毒害很大，因此需要在生化系統(tǒng)之前采用傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，使其對(duì)活性污泥的毒害降到最低。

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