常見的電鍍廢水處理工藝通常是采用傳統(tǒng)化學(xué)處理法對不同種類的廢水進行分類處理，從而達到回收重金屬且使廢水達標排放的目的〔1,2,3〕。然而，隨著《電鍍污染物排放標準》(發(fā)布稿)(GB21900—2008)的發(fā)布，N、P、COD等污染物的排放標準更加嚴格，僅僅采用傳統(tǒng)化學(xué)處理并不能很好地達到排放標準的要求。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，抗沖擊負荷能力強等諸多優(yōu)點。將MBR用于工業(yè)污水的處理國內(nèi)外近年來研究較多，并已經(jīng)有了實際應(yīng)用，實踐證明采用化學(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)計采用化學(xué)處理結(jié)合A2/O-MBR的新工藝對園區(qū)的絡(luò)合廢水及前處理廢水進行處理，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)過幾個月的連續(xù)監(jiān)測表明，經(jīng)過本工藝處理后的出水水質(zhì)優(yōu)良，且本工藝具備較強的抗沖擊負荷能力。

1 廢水水量及水質(zhì)情況

1.1設(shè)計進水水量及水質(zhì)

本工藝處理的對象為園區(qū)內(nèi)車間排放的電鍍前處理廢水及絡(luò)合廢水，項目前期對車間排放廢水進行水量調(diào)查及取樣分析得到前處理廢水設(shè)計水量為750m3/d，設(shè)計進水水質(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)計水量為250m3/d，設(shè)計進水水質(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)進水水質(zhì)要求

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

1.3設(shè)計出水水質(zhì)

設(shè)計出水水質(zhì)以《電鍍污染物排放標準》(發(fā)布稿)(GB21900—2008)規(guī)定的表2的排放標準為依據(jù)，具體指標如表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，抗沖擊負荷能力強等優(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工藝的脫氮負荷，采用吹脫的方式對廢水進行處理。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)處理過程如下：絡(luò)合廢水首先采用雙氧水破絡(luò)，然后進行加堿混凝沉淀處理，沉淀后出水進行氨氮吹脫處理。前處理水由于含有油類物質(zhì)，先做混凝氣浮，再進行加堿混凝沉淀。

具體的處理流程如圖1所示。

圖1 A2/O-MBR工藝流程

由圖1可見，經(jīng)預(yù)處理后的混合廢水先進入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)后的廢水進入?yún)捬醭?，厭氧池設(shè)計較大，總的停留時間較長，在起到水解酸化作用的同時也起到了生化調(diào)節(jié)池的作用。厭氧池后接兩級沉淀池，沉淀厭氧活性污泥回流，上清液進入缺氧池。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，且使得硝化細菌得以大量增殖，加強了硝化的效果。MBR池出水進入清水池后排放。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?/p>

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)過物化預(yù)處理后的電鍍廢水呈堿性，不能直接進入生化系統(tǒng)，因此在厭氧池前設(shè)置一個pH回調(diào)池，通過pH自動控制系統(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，總停留時間為21h。每個厭氧池均在對角線的位置設(shè)有兩個潛水?dāng)嚢杵鳎亻g過流孔上下交錯布置，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)計停留時間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)計停留時間8h，對角線的位置設(shè)有兩個潛水?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，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。2個，1用1備，設(shè)計風(fēng)量為20m3/min。

(9)MBR電磁閥、真空罐及自吸泵。設(shè)4個電磁閥、2個水環(huán)式真空泵及4個自吸泵，通過自控系統(tǒng)控制電磁閥、真空泵及自吸泵的啟閉，實現(xiàn)每個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啟數(shù)量。

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

(11)污泥回流泵。2個，可同時開啟。Q≥10m3/h，H≥10m。

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

3 系統(tǒng)調(diào)試運行

3.1系統(tǒng)的啟動及調(diào)試

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