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750 m3/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、5 mg/L； 絡(luò)合廢水設(shè)計水量為250 m3/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、20 mg/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： COD 300 mg/L 左右，氨氮30～35 mg/L，總磷3～6 mg/L，SS 不超過50 mg/L，總銅、總鎳、總鋅均低于0.5 mg/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》（GB 21900—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
 
   三菱麗陽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MBR 的工藝�；瘜W(xué)處理作為 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 三菱麗陽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?br />  

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、4 mg/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3 000 mg/L， SV30 已達到約25%，SVI 為85 mL/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。考慮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300 mg/L。

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

圖 2 MBR 池內(nèi)MLSS 隨時間變化情況  

   由圖 2 可見，馴化開始后MBR 池內(nèi)MLSS 增速放慢，趨于停滯，隨后又有一定的下降，說明池內(nèi)的部分微生物因為不適應(yīng)處理水質(zhì)遭到淘汰，一段時間后又呈穩(wěn)定緩慢上升趨勢，并*終穩(wěn)定在3 500 mg/L 左右，說明此時基本完成馴化。

   在保證活性污泥性狀及出水水質(zhì)穩(wěn)定的前提下，經(jīng)過了大約30 d 完成馴化，此時停止人工投加營養(yǎng)物。馴化初期MBR 出水水質(zhì)尚可，COD 達標，氨氮和總磷超標。隨著馴化的繼續(xù)進行，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）由于硝化細菌的生長周期較長，此時還未大量增殖，池內(nèi)硝化作用強度不夠，從而導(dǎo)致氨氮去除速率慢。

（2）馴化初期進的工業(yè)污水較少，經(jīng)過稀釋后對活性污泥微生物的毒性大大降低。但是隨著馴化過程的繼續(xù)，工業(yè)污水進水比例增加，池中重金屬的積累使得部分微生物無法適應(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，生物增長速度放慢，對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，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 出水的各項指標也趨于正常，基本達到排放標準要求。好氧池馴化完成后開始逐步將部分回流硝化液分流至厭氧池前端，開啟沉淀池污泥回流系統(tǒng)，開始厭氧污泥的培養(yǎng)馴化過程，此過程持續(xù)近6 個月后整個生化系統(tǒng)開始進入正常運行階段。整個調(diào)試過程均未排泥，到調(diào)試末期污泥穩(wěn)定在3 500 mg/L 左右，相對于處理市政污水的MBR，其污泥濃度不高，分析原因是由于進水含有微量重金屬，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，然而從出水效果來看，低負荷運行狀態(tài)的MBR 出水水質(zhì)仍然很好。
 

3.2 工藝運行效果
 
   厭氧池開始調(diào)試后即每天對生化系統(tǒng)進出水進行日常水質(zhì)監(jiān)測。運行中控制好進水水質(zhì)在設(shè)計范圍內(nèi)，DO 控制為2～4 mg/L，硝化液回流比200%， MLSS 穩(wěn)定在3 500 mg/L 左右。從監(jiān)測結(jié)果來看，系統(tǒng)出水水質(zhì)良好、運行穩(wěn)定、抗沖擊負荷能力較強，經(jīng)本工藝處理后出水水質(zhì)達到甚至優(yōu)于《電鍍污染物排放標準》（GB 21900—2008）中的要求。隨著厭氧池調(diào)試進程的推進，出水水質(zhì)有進一步提高，具體進出水水質(zhì)情況如表 2 所示。

4.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，在生化段進水COD 250～350 mg/L，氨氮45～60 mg/L，總磷2.0～3.0 mg/L，總銅、總鎳、總鋅均低于0.5 mg/L，DO 控制為2～4 mg/L，硝化液回流比200%，MLSS 在3 500 mg/L 左右的運行條件下，MBR 出水水質(zhì)良好且穩(wěn)定，達到《電鍍污染物排放標準》（GB 21900— 2008）中的排放要求。

（2）由于電鍍污水水質(zhì)的特殊性，MBR 進水含有微量重金屬，鹽度較高，COD 較低，本工藝正常運行狀態(tài)的污泥質(zhì)量濃度相對不高，穩(wěn)定在3 500 mg/L 左右，但這并沒有對處理效果產(chǎn)生不利影響。整個處理系統(tǒng)具有較強的抗沖擊負荷能力，MBR 的使用對于出水水質(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)沉淀法對廢水進行預(yù)處理，使其對活性污泥的毒害降到*低。