淺談電鍍廢水處理中的沉淀
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摘要：本研究對電鍍廢水處理系統原有的綜合廢水和混合廢水的工藝進行改造，在MBR池前增加沉淀池，緩解了膜堵塞問題，系統在線反沖洗后可維持至少24h穩定運行。系統運行3周，綜合廢水MBR及混合廢水MBR的日平均通量分別為12.56L/（m2•h）及10.49L/（m2•h），每天運行時間21h下滿足處理水量及排放水質要求。
關鍵詞：膜生物反應器；膜堵塞；沉淀池；電鍍廢水
膜生物反應器（以下簡稱MBR）是膜分離技術與生物處理技術的有機結合，可取代傳統生物處理系統末端沉淀池，減少污水處理設施占地面積。MBR與各類生化系統的組合工藝處理效果優異、運行穩定，已廣泛應用到電鍍園區污水處理中[1]，以滿足日益嚴格的排放標準。與此同時，MBR運行過程中存在的膜堵塞問題也需得到重視和解決。
1原有工藝設計
江蘇省某電鍍園區新建污水站，經回用處理后，外排污水4000m3/d，處理流程如下。綜合廢水為1500m3/d，經物化處理并中和pH后，進入綜合廢水生化系統。含鎳廢水、前處理廢水、反滲透濃水及混合排放廢水合計2500m3/d，其中，含鎳廢水經處理至總鎳滿足排放標準后，經中和pH后進入混合廢水生化系統，其他廢水經物化處理并中和pH后進入混合廢水生化系統。綜合廢水生化系統及混合廢水生化系統均采用兼氧-厭氧-缺氧-好氧-MBR工藝（以下簡稱為A/A/A/O-MBR），其中混合廢水采用2組平行系統。生化產水經檢測達到《電鍍污染物排放標準》（GB21900—2008）特別排放限值標準后（以下簡稱電鍍表3）排放，不達標產水至保安系統處理。生化工藝流程如圖1所示。MBR組件選用PVDF材質中空纖維簾式膜，單簾有效面積為20m2，綜合廢水MBR設計通量為15L/（m2•h），共設288簾膜；混合廢水MBR設計通量為12L/（m2•h），共設576簾膜（分2組，每組288簾），以每天處理時間為20h計，則MBR處理量為：MBR系統處理水量滿足要求。
2調試階段問題
進入調試階段，綜合廢水MBR及混合廢水MBR產水的COD5、總氮、氨氮、總磷等指標基本達到電鍍表3標準，但自首次運行產水開始，通量衰減嚴重。此后每次反沖洗后，運行負壓迅速增加，膜通量急劇下降，顯示出現嚴重膜堵塞情況。綜合廢水MBR運行4h后通量接近0，混合廢水MBR運行2h后已無通量。對MBR進行的6d產水量平均值統計，換算單簾膜通量的情況如圖2所示。
2.1問題分析
MBR池中MLSS濃度維持7～8g/L，總氮、氨氮、總磷及油類等水質指標及曝氣量均未見異常。對MBR組件進行調查，膜絲上粘有大量膠狀污泥。排出原有廢水后，重新抽取好氧池產水后開機，仍然出現膠狀污泥，堵塞問題未改善。經了解，污泥經過膜區時被攔截，由于曝氣產生于膜下部，通過上升氣流清洗膜絲，氣流沿膜面形成切向流動剪切污泥絮體[2]。氣流切割后，污泥組分中膠體增多，較小粒徑的膠狀污泥顆粒易在膜表面上沉積。大量膠狀污泥聚集后，膜的滲透性與通量急劇下降，反洗后通量也無法持續更長時間[3]。
2.2問題解決
根據分析，在現有系統中解決膜堵塞，需要在MBR前增加生化沉淀池，分離大部分生化污泥。薛碧峰等[4]將MBR池改造為平流沉淀池，保證了固液分離效果。根據現有構筑物、設備和廢水水質的情況，對A/A/A/O-MBR工藝進行整改如下：綜合廢水MBR池及混合廢水MBR池A改造為平流沉淀池；所有MBR組件集中移裝至混合廢水MBR池B，作為公用MBR池。MBR工藝整改為生化沉淀-MBR系統，流程如圖3所示。
3運行效果
改造后系統運行3周，MBR產水的COD5、總氮、氨氮、總磷等指標滿足電鍍表3排放標準，系統在每次反沖洗后可維持至少24h穩定運行，產水量平均值換算單簾膜通量的情況如圖4所示。綜合廢水MBR及混合廢水MBR日平均通量分別為12.56L/（m2•h）和10.34L/（m2•h），運行時間增加為21h，則處理量如下。綜合廢水處理量為：混合廢水處理量為：
4結論
增加生化沉淀池，可以緩解膜堵塞問題，系統可滿足設計處理水量及排放水質的要求。反洗后運行時間仍有待提高，膜通量與工藝設計值仍有距離，需要進一步改善。使用MBR的目的是替代生化沉淀池，實際應用中發現無法取消生化沉淀池。其原因是電鍍廢水的特殊水質或所有工業廢水普遍存在的問題，需要開展更進一步的調查研究。
參考文獻
1許入義，李孟，譚斌，等.電鍍工業園區廢水處理工藝改造[J].中國給水排水，2019，35（14）：101-104.
2曾昭偉.MBR用于污水處理工程設計[J].山東工業技術，2017，（12）：44.
3王朝朝，李思敏，鄭照明，等.污泥濃縮過程下膜生物反應器的生物特性與膜滲透性評估[J].中國環境科學，2015，35（8）：2367-2374.
4薛碧峰，劉凱.MBR污水處理改造項目總結[J].云南化工，2018，45（8）：196-197.
作者：張汝嘉 單位：廣州市中綠環保有限公司